[发明专利]产生电能的发电设备及方法

说明书

技术领域

本发明一方面涉及产生电能的发电设备。本发明另一方面涉及产生电能的方法。

背景技术

通用的发电设备具有：燃烧器单元(燃烧装置)，在其中可通过燃烧燃料产生热能；涡轮机组，在其中热能可引起旋转运动；以及发电机组，其由旋转运动驱使生成电能。

根据生成电能的通用方法，燃料在燃烧器单元中燃烧从而生成热能，然后热能在涡轮机组中转化为旋转运动。发电机组由该旋转运动驱动并以此产生电能。

在多数国家，电能主要通过上述类型的发电设备产生。根据发电设备，所使用的发电设备可包含不同的能量载体，特别是化石。举例来说，煤、天然气或石油均可作为燃料。

在生成电能的总量中，可再生能源所占的比例不断增加。具体而言，太阳能和风能越来越多地用于发电。然而，以此方式产生的电量会随时间剧烈波动。几乎没有可能大量储存以此方式产生的过剩电能。这导致的严重问题是如何使用过剩的电能。即使在增加的发电量用于电能消费的时代，该问题也并不罕见。

通常可以想到，在通过太阳能或风能增加发电量的过程中可中断上述发电设备的电源。然而，中断和重启发电设备会带来高额的原料负担，并且该过程在已知的发电设备中只能缓慢地实行。这些速度不足以有效地响应风量或太阳辐射量的波动。

发明内容

因此，本发明的目标可当作为指出一种用于生成电能的方法以及一种帮助有效适应可用电量的波动的发电设备。

通过具有如下特征的发电设备和具有如下特征的方法，该目标得以实现：

一种用于生成电能的发电设备，包含：

燃烧器单元(10)，可通过燃烧燃料在所述燃烧器单元(10)中生成热能；

涡轮机组(50)，可利用所述热能在所述涡轮机组(50)中引起旋转运动；以及

发电机组(60)，由所述旋转运动驱使以产生电能；

其特征在于：为产生所述热能，除所述燃烧器单元(10)之外，还配置有电加热单元(20)，通过所述电加热单元(20)，电能可转化为热能以驱动所述涡轮机组(50)。

一种产生电能的方法，其中：

-在燃烧器单元(10)中燃烧燃料并生成热能；

-所述热能在涡轮机组(50)中转化为旋转运动；以及

-所述旋转运动驱使发电机组(60)并由此生成电能；

其特征在于：除了所述燃烧器单元(10)之外，还能够通过电加热单元(20)产生所述热能，电能可通过所述电加热单元(20)转化为热能以驱动所述涡轮机组(50)。

根据本发明的发电设备和方法的有益变型是从属权利要求的主题，并在下面的描述中进行说明。

为生成热能，在根据本发明的上述类型的发电设备中，假使要生产热能，则除了配置燃烧器单元外，还配置有电加热单元。该电加热单元可将电能转变为驱动涡轮机组的热能。

根据上述类型的方法，按照本发明，不只是通过燃烧器单元生成热能，也通过电加热单元生成热能，在电加热单元中电能转变为驱动涡轮机组的热能。

使用电能驱动涡轮机组和相关的发电机组可当作本发明的基本理念。为了这个目的，电能被转化为热能。因此调整来自燃烧器单元以及来自电加热单元用于驱动涡轮机组的热能的比例成为可能。

因此，改变供应至燃烧器单元的供应量而不会对涡轮机组和发电机组造成大幅影响可能会成为独有的优势。从而有可能在给定时刻快速地改变燃料燃烧的量。因此，在电能过量供给的情况下，有可能快速地调整当前燃烧的燃料量。

有利地，在风能或太阳能不断增加发电量的时期，可利用的能量也可被有意义地使用。相较于常规的发电设备，可以确保在这些情况下，结果是剩余的燃料数量会更高。根据本发明的发电设备因此可被描述为能量储存单元。在电能过量供给的情况下，可通过消耗较少燃料来储存能量。相较于常规的发电设备，所排放的CO₂的总量也会减少。

在电能过量供给的情况下，尤其倾向于提供控制单元以增加电加热单元的加热功率并减少燃烧器单元的加热功率。过量供给的存在既可以手动地输入控制单元也可采用一定标准由控制单元主动判断，例如，借助于电能的短期价格。转换损耗确实与电能转换为热能、进一步转换为旋转运动以及最终通过发电机组再次转换为电能的过程必然相关。然而，由于大部分可利用电能仍然被有意义地使用，因此有可能节约有效的燃料。

相应地，如果电能的过量供给不再存在或者电价上涨，控制单元会减少电加热单元的加热功率或者关闭电加热单元。在电加热单元降低加热功率的情况下，燃烧器单元的加热功率可再次上升。