[发明专利]液氨双储能系统

说明书

技术领域

本发明属于一种新型的高密度,高效率的储能系统,可以用于电网削峰填谷、间歇能源连续稳定化、工业废能回收储存等能源技术领域。

背景技术

随着人类对电力能源的依赖和需求的日趋增大，碳排放造成的温室效益日益严重。使得如何发出清洁稳定的电能成为一个世界性的热点问题。而目前这一问题的关键在于如何将间歇性的清洁能源转化成稳定的持续的能源。储能是解决这一关键问题的唯一可行的技术手段。同时储能还能用于电力供应系统的削峰填谷，即储存谷电在用电高峰时向电网供电。

当前储能主要分为以下几种技术手段：电化学储能、泵水储能、压缩空气储能、飞轮储能等。

电化学储能主要是利用电池来储存电能，其问题在于电池或电容的成本高，循环次数有限，储能密度不高。

泵水储能是通过储存水的重力势能来实现的，但其受到水源地形的限制不能广泛使用，且其投资巨大,次生灾害威胁巨大。

压缩空气储能通常将空气压缩在报废矿洞或者山洞中，受到地形地貌的天然限制其应用受限，且储能密度不高。

发明内容

附图说明

如图1所示

A：高压氨气发生装置

B：冷凝器

C: 液氨储存阵列

D：液氨蒸发器

E：透平做功装置

F：热交换系统

G：额外热源

I：氨工质循环路径

M：储冷、储热单元

具体实施方案 

本发明是一种压缩氨气储能和储热储冷结合的高密度、高效率、低成本的新型双储能系统，同时可以用化石能源、生物质能、水能、风能、太阳能、地热能、核能、电能以及通过交换器吸收自然界常温物体的热能等来补充热能做功或发电的储能系统。该系统可以用于电网削峰填谷、间歇能源的储存、工业废能回收储存等能源技术领域。

本发明由A（高压氨气发生装置）B（冷凝器）C（液氨储存阵列）D（液氨蒸发器）E（透平做功装置）G(额外热源) M（储冷、储热单元）八部分组成。如图1所示在A（高压氨气发生装置）中产生高压氨气，高压可以使氨气在相对较高的温度下液化。高压氨气在B（冷凝器）中液化成液氨，将液氨储存在C（液氨储存阵列）中。当需要对外做功或者发电的时候，将C（液氨储存阵列）中的液氨放置在D（液氨蒸发器）中吸收热量，液氨在D（液氨蒸发器）中蒸发产生高压的氨气。将高压氨气通入E（透平做功装置）推动叶片，刮板，活塞运动向外输出动力或者带动发电机发电。E（透平做功装置）排出的低压氨气将会被回收，从而实现整个系统氨气的闭循环。F（热交换系统）可以为D（液氨蒸发器）供热。液氨蒸发过程中大量吸热使热交换工质温度剧烈降低。低温的热交换工质可以用来吸收A（高压氨气发生装置）在发生高压氨气过程中产生的废热及高压氨气在B（冷凝器）里液化过程中的气化热，低温可以使氨气更容易液化。D（液氨蒸发器）也可以吸收G（额外热源）提供的额外热量，额外热量可以是太阳聚焦的热能、化石燃料燃烧的燃烧热、生物热能、工业废热、储热材料储存的热能以及通过F（热交换系统）吸收自然界常温物体的热能。自然界常温物体的热量的加入可以大大提高该储能系统的工作效率。

我们可以将F（热交换系统）吸收的热量及在F（热交换系统）为D（液氨蒸发器）供热后产生的低温用M（储冷、储热单元）储存起来，储存的热量可以为D（液氨蒸发器）供热；低温可以降低液化氨气时需要的压强。F（热交换系统）中的热交换过程使热交换工质温度变化并引起热交换工质密度变化，使热交换工质在重力场中自发对流，从而实现热量自循环交换。