在热力/化工系统轮回中，物资的能量在一切流程中陆续变动，且系统与外界处境产生物资或能量相易。以燃气轮机发电系统为例，其做事流程所以气体为工质的布雷顿轮回：空气在收缩机中被收缩升压（能量次高位）；高压空气加入焚烧室中与燃料焚烧构成高温高压的燃气（能量高位）；燃气加入膨胀机中做功，动员发机电发电；做功后的低温低压气体排入大气（能量低位）。
图1燃气轮机—布雷顿轮回
现实临盆/生涯中，产能安设的可产能和用能摆设的用能时时存在不般配局面，比方摇动的风电产能和用户用能，又比方星夜发电厂的可发电量和用户用电量，所以须要在产能多时储能，用能多时用积存的能量，完结产能安设的高效运转和充足操纵。
那末储能系统怎样构成呢？依照热力/化工轮回中工质的能量低位和能量高位的差异，经过“割断”轮回，即可完结储能的方针。由于轮回流程被打断，树立的储能系统可操纵“非同时举办”轮回流程中与外界的能量相易完结能量在时候上的平移，而“割断”构成的积存点该当具备可积存、高能量密度和功用安定的特性。
比如，太阳能热化学储能系统针对模范热化学轮回流程举办轮回的割断，完结了能量的时候平移，在能多时，操纵热化学旨趣，汲取太阳能并将其转折为安定合成气的化学能举办积存，能少时，经过积存合成气的氧化/分解等反映释放其化学能。
除了“割断”热力/化工轮回可构成储能系统外，储能系统还可由寻常自带动力/传热/化学等流程和其逆流程的连系而来，以抽水蓄能系统为例，其正向做事流程为自愿的水利发电流程，逆向流程为经过抽水泵将低位水抽向高位蓄水库的流程，这类将产能流程和其逆流程兼并构成储能系统是储能系统的另一种布局模式。
在当前的大范围储能技巧中，以上所述的抽水蓄能系统是技巧最为老练，装机占比最高的储能系统，但其具备能量密度低、地舆束缚（由于对水资本、地势差的请求，华夏抽水蓄能电站重要散布于中东部地域）等瑕玷。面向将来风/光发电量与用电负荷之间的电力不均衡对储能系统的庞大须要，以及我国风/光动力地舆散布上的“三北”特性（重要散布于正北、西北、东北地域），须要进展能量密度更高、地舆适应性更强的储能系统。而具备范围大、合用性强、效率高、成本低、环保等益处的收缩空气储能系统，被以为是最具进展潜力的大范围储能技巧之一。
图2太阳能热化学储能系统
图3抽水蓄能系统
收缩空气储能系统
收缩空气储能系统所以高压空气压力能做为能量积存模式，并在须要时通太高压空气膨胀做功来发电的系统，其技巧旨趣进展自燃气轮机。
燃气轮机是由高速转动叶轮构成的，将燃料焚烧构成的热能直接更改成板滞功对外输出的反转式动力板滞。由于其具备功率密度大（体积小、分量轻）、起动速率快、少用或不必冷却水等一系列益处，从年宇宙上第一台燃气轮机出生于今，燃气轮机技巧曾经加入航空、帆海、电力、产业收缩运送等范围并获得了敏捷的进展。
图4燃气轮机技巧在航空等范围的运用
当代燃气轮机由收缩机、焚烧室和膨胀机构成，收缩机和膨胀机均为高速转动的叶轮板滞，是气流能量与板滞功之间彼此更改的关键部件。其根本做事流程为处境空气被收缩机收缩到高压，尔后收缩空气和燃料流入焚烧室举办焚烧，构成高压高温气流，在膨胀机内膨胀构成轴功。
图5燃气轮机构成及做事流程
由于收缩机和膨胀机安设在一根轴上，收缩机耗损的能量由膨胀机供应（收缩机是为了提高工质压力，便于膨胀机做功），倘若收缩机和膨胀机安设在不同的轴上，则收缩流程和膨胀流程也许隔开，这就构成了收缩空气储能技巧(收缩空气储能系统)的根本雏形。
储能时段，收缩空气储能系统操纵风/光电或低谷电能动员收缩机，将电能转折为空气压力能，随后高压空气被密封保存于报废的矿井、岩洞、废除的油井或许人工的储气罐中；释能时段，经过放出高压空气驱策膨胀机，将保存的空气压力能再次转折为板滞能或许电能。
收缩空气储能系统与燃气轮机的不同之处在于燃气轮机的收缩机和膨胀机是同时处于做事形态，而收缩空气储能系统中的收缩流程和膨胀流程倒是分时举办做事。
图6收缩空气储能系统
那末收缩空气能积存几多能量呢？依照热力学第二定律，差别于处境压力和温度的空气具备做机本事，单元品质做机本事（可更改的功）为e=u-u0-T0(s-s0)（u为内能，T为温度，s为熵，下标0代表处境前提），看来温度越高，内能u越大，熵s也越大，不过u-T0s照样增大的；压力越大，熵s越小，但内能根本稳固，所以温度和压力抬高均会使单元品质空气的做机本事增大。当收缩空气压力为倍大气压、温度为处境温度时，1立方米空气内部的能量（可转折为电能）为12.9度电；当压力增至倍大气压时，1立方米空气积存电能为28.3度，进一步将空气加热至摄氏度，可释放的电能变成54.4度。同时依照上述公式，可知温度极低时空气的做机本事也会赶紧增大，如1立方米常压液态空气内部的可用能为度电，看来最寻常的空气也可蕴藏庞大的能量。
和寻常热力系统相同，评估收缩空气储能系统的重大目标之一为系统效率，是输出能量和输入能量的比值，其代表能量操纵的热力学完满水平，当前先进收缩空气储能系统的理论计较效率可打破70%。另一个重大目标为能量密度，其为系统积存的能量和积存体积的比值，用于判定系统是不是能用较少的占大地积/体积构成较大的能量。除此以外，玷污物和碳排放也是收缩空气储能系统评估目标，基于此，当前进展了几种零碳输入的先进收缩空气储能系统。
收缩空气储能技巧运用及进揭示状
收缩空气储能技巧是从上世纪50年头进展起来的，当前宇宙上有两个贸易运转的收缩空气储能电站，别离是德国的Huntorf电站、美国Mcintosh电站，它们均为带有焚烧室和洞窟储气室的保守收缩空气储能系统。用电低谷时，过剩的电动员电动机和收缩机将空气压入地下积存室，用电岑岭时，收缩空气加入焚烧室与燃料搀和焚烧构成高温高压燃气动员膨胀机和发机电发电。
图7德国Huntorf电站
也许看出，保守收缩空气储能系统依赖于化石燃料和大型储气室，且系统效率较低（较高的美国Mcintosh电站能量效率约54%），其进展和运用遭到束缚。基于此，国表里学者在保守收缩空气储能的根本上，经过采取优化热力轮回、改革工质或其形态、与其余技巧(包含储能技巧)互补等法子，开辟出了多种新式的收缩空气储能技巧，使其获得敏捷进展，并获得资产界的宽广
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