[发明专利]一种光热耦合氢能储能调峰发电系统及其运行方法

权利要求书

1.一种光热耦合氢能储能调峰发电系统，其特征在于，包括光热集热系统(1)、可再生能源发电系统(2)、电解制氢系统(3)、热化学储能系统(4)、燃料电池系统(5)、热储罐、透平机组(8)、冷凝器(9)和换热系统(11)；可再生能源发电系统(2)的电能输出端连接电解制氢系统(3)，电解制氢系统(3)连接化学储能系统(4)，化学储能系统(4)连接热储罐，热储罐连接光热集热系统(1)的工质出口和工质入口，热储罐连接换热系统(11)的热侧入口和热侧出口，换热系统(11)的冷侧出口连接透平机组(8)，透平机组(8)连接发电机(10)，透平机组(8)的排汽口依次连接冷凝器(9)和换热系统(11)的冷侧。

2.根据权利要求1所述的光热耦合氢能储能调峰发电系统，其特征在于，光热集热系统(1)为塔式、槽式、线性菲涅尔或碟式光热集热系统。

3.根据权利要求1所述的光热耦合氢能储能调峰发电系统，其特征在于，可再生能源发电系统(2)为光伏发电系统、风电发电系统或水力发电系统。

4.根据权利要求1所述的光热耦合氢能储能调峰发电系统，其特征在于，电解制氢系统(3)为质子交换膜水电解、碱性水电解或固体氧化物水电解制氢系统。

5.根据权利要求1所述的光热耦合氢能储能调峰发电系统，其特征在于，热化学储能系统(4)为金属氢化物热化学储能、氨储能或有机物储能系统。

6.根据权利要求1所述的光热耦合氢能储能调峰发电系统，其特征在于，高温储罐(6)采用固体储热、相变储热、熔盐储热或导热油储热。

7.根据权利要求6所述的光热耦合氢能储能调峰发电系统，其特征在于，熔盐和导热油储热系统采用双罐或多罐存储，当采用双罐存储时，热储罐包括储高温储罐(6)和低温储罐(7)，化学储能系统(4)分别连接储高温储罐(6)和低温储罐(7)，储高温储罐(6)和低温储罐(7)分连接光热集热系统(1)的工质出口和工质入口，储高温储罐(6)和低温储罐(7)连接换热系统(11)的热侧入口和热侧出口。

8.根据权利要求1所述的光热耦合氢能储能调峰发电系统，其特征在于，透平机组(8)的工质为水、水蒸气或超临界二氧化碳。

9.权利要求1-8任一项所述光热耦合氢能储能调峰发电系统的运行方法，其特征在于，可再生能源发电系统(2)大发时段，将弃电送入电解制氢系统(3)产生氢气后送入热化学储能系统(4)反应后放出的热量存热储罐中，反应后的氢气则以固体化合物或液体化合物型式存储在热化学储能系统(4)中，同时热储罐还接收来自光热集热系统(1)的热量，该部分热量通过换热系统(11)产生蒸汽后送入透平机组(8)做功，并带动发电机(10)发电，在光伏发电系统(2)发电量低谷时段，将热储罐热量送入热化学储能系统(4)换热后回收，热化学储能系统(4)内反应后产生氢气送入燃料电池系统(5)发电，补充可再生能源发电系统(2)发电量不足；基于以下模式运行：采用光伏系统和光热系统独立发电；光伏系统发电、光热储能和热化学储氢系统运行；光伏系统发电、光热系统发电和热化学储氢共同运行；光伏系统发电、光热发电、燃料电池发电；光伏系统不发电、光热系统发电、燃料电池系统发电；光伏系统、光热系统不发电，燃料电池系统发电。