[发明专利]耦合LNG冷能与可再生能源的储能系统及其使用方法

权利要求书

1.一种耦合LNG冷能与可再生能源的储能系统，其特征在于，包括：

冷能制备系统，用于产生冷能，以提供给氮气制备系统和液氨制备系统；

氮气制备系统，用于制备氮气；

氢气制备系统，用于制备氢气并与氮气制备系统制备的氮气进入液氨制备系统混合并反应；

液氨制备系统，用于基于氮气和氢气产生液氨产品。

2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述冷能制备系统包括：依次连接的电力处理系统、LNG储罐、LNG泵以及梯级冷箱；

所述电力处理系统用于将一部分可再生能源电力转换成稳定交流电，所述稳定交流电用于为LNG储罐供电，将另一部可再生能源电力转换成直流电，所述直流电用于为氢气制备系统中的高温固体氧化物电解池供电；

所述LNG储罐用于储存LNG；

所述LNG泵用于对LNG储罐中的LNG进行增压，增压后的LNG进入梯级冷箱内；

所述梯级冷箱用于将LNG转换为天然气并产生冷能，第一部分所述冷能用于提供给氮气制备系统中的空气分离装置，第二部分所述冷能用于提供给液氨制备系统中的氨气提纯液化装置，第三部分所述冷能用于在可再生能源电力不足的情况下，驱动透平膨胀机带动发电机发电并补充电力给电力处理系统。

3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述氮气制备系统包括：依次连接的空气分离装置和液氮气化器；

所述空气分离装置用于接收冷能和空气，并将空气在冷能的作用下分离成液氮和液氧产品，一部分液氮通入液氮气化器中，另一部分液氮通过液氮储罐储存起来；

所述液氮气化器用于将通入其中的液氮转换为氮气，所述氮气用于通入液氨制备系统中的换热系统中。

4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述氢气制备系统包括水泵、蒸汽发生器、空气压缩机、高温固体氧化物电解池热管理系统以及高温固体氧化物电解池；

所述水泵用于对水进行加压，并将水输送至蒸汽发生器中；

所述蒸汽发生器用于对进入其内部的水进行汽化形成水蒸气，并将水蒸气通入高温固体氧化物电解池热管理系统；

所述空气压缩机用于对空气进行加压，并将空气输送至高温固体氧化物电解池热管理系统；

所述高温固体氧化物电解池热管理系统用于接收水蒸气并对其进行升温形成高温水蒸气，以及用于接收空气并对其进行升温形成高温空气；

所述高温固体氧化物电解池用于接收高温水蒸气和高温空气，并使高温水蒸气在其内部进行还原反应生成氢气和氧离子，其中氧离子通过高温固体氧化物电解池内的固体电解质在阳极侧发生氧化反应生成氧气；

所述氢气从高温固体氧化物电解池的阴极出口输出后，一部分用于通入液氨制备系统中的换热系统中，另一部分氢气通过氢气储罐储存起来；

所述氧气与高温空气从高温固体氧化物电解池的阳极输出后返回至高温固体氧化物电解池热管理系统。

5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述液氨制备系统包括：依次连接的换热系统、混合器、压缩机、合成氨模块以及氨气提纯液化装置；

所述换热系统用于接收氮气和氢气，并在其内部使得两者进行换热后通入混合器中；

所述混合器用于接收换热后的氮气和氢气并在其内部进行充分混合形成混合气体；

所述压缩机用于将混合气体加压并输送至合成氨模块；

所述合成氨模块用于接收混合气体并合成氨气；

所述氨气提纯液化装置用于接收氨气并进行提纯和液化，形成液氨产品。