[发明专利]一种基于多种可再生能源耦合的分布式发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种可再生能源、燃料电池发电系统和海洋温差发电系统耦合的分布式能源综合利用系统，属于发电技术领域。

背景技术

近年来，传统能源如煤、石油及天然气的持续消耗，造成一次能源紧缺及地球环境污染和温室效应的不断加剧。面临如此严峻的问题，有关减少传统能源的使用和依赖的解决方案，已经成为业者及学术界共同探讨与研究的问题。然而最有效的解决方法是新能源的开发与利用，新能源包括太阳能、风能、燃料电池和海洋温差等。

如今，太阳能和风能发电得到了较大发展。但是风能和太阳能都有随机性和间歇性的特点，如果单独使用风能或者太阳能发电，并网时会给电网造成很大的冲击，为此，可以根据太阳能和风能在时间上的互补性，构建风光互补分布式能量发电系统，利用风光互补系统电解制氢，利用太阳能海水淡化系统制氢，把太阳能和风能转换为氢能，也为太阳能和风能利用中各种困难的解决提供了理想的途径。

面对大量氢能的储存，将其转化为高品位的电能，燃料电池是最佳途径。燃料电池因具有能量转换效率高、运作安静、反应快、污染排放低等优点，已经得到了迅速发展，为氢能到电能的转化提供了合理有效的途径，实现了与太阳能、风能的耦合，同时，解决了单独使用风能或者太阳能发电，并网时给电网造成冲击的问题。

面临着环境污染、能源枯竭等的威胁，海洋能被誉为“蓝色的能源”，其储量巨大，并且海洋温差能所占比重最大，所以海洋温差能的开发利用越来越多地受到世界各国的广泛关注。海洋温差发电系统其原理是利用温海水加热某种低沸点介质(如CO2)，使之变为低沸点介质蒸汽，然后通入汽轮机做功发电，汽轮机排出的乏汽经凝汽器冷凝成液体后，用工质泵再打回蒸发器重新加热，循环使用。风光互补发电系统为海洋温差发电系统的电力设备提供电力，同时，太阳能集热与温海水互补加热低沸点介质(如CO2)，实现了海洋温差与风能、太阳能的耦合。纵观现有的能源和技术，目前还没有一种理想的分布式能源综合利用系统，因此研发新能源的高效利用方式，实现多能源互补综合利用，对于有效缓解一次能源紧缺及其利用带来的环境和安全性问题具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种基于多种可再生能源耦合的分布式发电系统，以实现多能源互补综合利用，提高可再生能源利用率，解决环境污染和能源枯竭问题。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种基于多种可再生能源耦合的分布式发电系统，构成中包括太阳能光伏发电系统、风能发电系统、燃料电池发电系统和海洋温差发电系统；所述太阳能光伏发电系统和风能发电系统的输出端相接构成动力电网源；所述燃料电池发电系统和海洋温差发电系统运行所需的电能由动力电网源提供，燃料电池发电系统和海洋温差发电系统的输出端接外电网。

上述基于多种可再生能源耦合的分布式发电系统，所述燃料电池发电系统包括淡水电解装置、氢气阀门、氧气阀门、氢气储存罐、氧气储存罐、氢气机、氧气机、燃料电池反应堆、电解整流器、并网逆变器和第一升压变压器，所述淡水电解装置的供电端通过电解整流器与动力电网源连接，淡水电解装置的氢气出口依次经氢气阀门、氢气储存罐、氢气机与燃料电池反应堆的氢气入口连接，氧气出口依次经氧气阀门、氧气储存罐、氧气机与燃料电池反应堆的氧气入口连接；所述燃料电池反应堆的电能输出端依次经并网逆变器和第一升压变压器与外电网相连。

上述基于多种可再生能源耦合的分布式发电系统，所述海洋温差发电系统包括CO2蒸发器、涡轮机、CO2冷凝器、液态CO2泵和发电机，所述液态CO2泵、CO2蒸发器、涡轮机和CO2冷凝器接成CO2朗肯循环系统，所述CO2蒸发器内的工质加热管经温海水泵与温海水相连，所述CO2冷凝器内的工质冷却管经冷海水泵与冷海水相连；所述涡轮机驱动发电机运转；所述发电机的输出端经第二升压变压器与外电网相连。