[发明专利]槽式太阳能钠氯化物电池储热蓄电发电装置

说明书

本发明在槽式太阳能热发电系统循环中配置高温钠氯化物熔盐电池堆，既保证高温钠氯化物电池正常工作，同时充分利用蓄电池充放电产生的化学热与储热装置共同构成互补储热发电系统，在提高槽式太阳能生存和环境适应能力的基础上，力争成为电网可靠的基荷电源；其中钠氯化物单体电池采用全新的盆型或碗状结构，制造工艺简洁，成本低，适合规模化生产；既可以做聚光太阳能热发电站的标准配置，也可以配属风力或光伏发电站，或作为电网削峰填谷、调频调压的主要蓄电调节装置。该发明属太阳能热发电和高温化学蓄电池跨学科技术领域。

技术领域

本发明将高温钠氯化物单体电池组成的电池堆配置在槽式太阳能热发电循环系统中，既保证高温钠氯化物电池正常工作，同时充分利用蓄电池充放电产生的化学热与储热装置共同构成互补发电系统，在提高槽式太阳能生存和环境适应能力的基础上，力争成为可靠的电网基荷电源；其中钠氯化物单体电池采用全新的盆型或碗状结构，制造工艺简洁，成本低，适合规模化生产；既可以做聚光太阳能的标准配置，也可以配属风力或光伏发电站，或作为电网削峰填谷、调频调压的主要蓄电调节装置。该发明属太阳能热发电和高温化学蓄电池跨学科技术领域。

背景技术

大量可再生能源的使用和智能电网的建立，迫切需要大功率、规模化、低成本的储能蓄电设备为其配套，一般来说，电力电网对储能技术要求很高，首先是安全性，无易燃易爆隐患，其次在储能技术生命周期内性价比高即经济性好，再次对环境友好，另外在技术指标上要求循环寿命长、存储密度高、无自放电等，使用寿命应大于15年，而目前可选择的化学蓄电池主要有铅酸电池、锂电池、液流电池、镍氢电池、钠硫电池等，但是这些电池均不能满足上述所有要求，相比之下钠硫电池则成了佼佼者。钠硫电池有和钠氯化物电池近乎一样的技术性能，虽然优点突出，但其明显的缺点是结构复杂、工艺性差、零部件多、制造成本高，甚至存在安全和环境隐患，特别是该技术被日本NGK垄断，其应用受到很大限制。但是钠氯化物电池与其相反，除了要求同样的高温工况环境外，具备为电力电网配属的所有优势，当下唯一需要的是改进结构使之适合大批量生产，把生产成本降至最低。高温熔盐热电池的结构大致有两种，一是传统的圆柱形钠硫和钠镍电池，如最早的南非Zebra斑马钠氯化镍电池，以及瑞士SoNick、意大利FIAMM、美国GE、德国AEG和日本NGK的产品，结构完全相同，美国新近公开的专利文献US20160049658A1中的结构也未显示本质变化；另一种是最早见诸于美国太平洋西北国家实验室(PNNL)采用平面结构的单体电池，类似的如中国专利201210285477.X和201510746165描述的电池结构，以及美国MSRI公司的20150017490专利结构，这些电池结构改平面后直接缩小了固体电解质的比表面积，降低了电池性能，因此很不可取。其实钠氯化电池创新空间很大，具有大规模、低成本、长寿命、高安全、易回收、高可靠优势，而且钠氯化电池可实现储热蓄电双重目标，同时采用钠氯化物储热蓄电技术易建立独立的储热蓄电站，满足多功能蓄电和热利用需要。