[实用新型]一种与风力发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统

说明书

本实用新型公开了一种与风力发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统。该系统主要包括空气压缩机、压缩空气放热器、储热罐、储气罐、压缩空气加热器、空气膨胀机等设备。本实用新型在用电低谷期利用风力发电机产生的过剩电能驱动空气压缩机对空气压缩，将压缩空气储存在储气罐内，将空气压缩时产生的热量储存在储热罐内；在白天用电负荷高时，先利用储热罐中储存的热量加热储气罐释放的压缩空气，再利用太阳能光热再次加热压缩空气，以进入空气膨胀机内充分做功发电，提供更多电能给电网。通过本实用新型，可有效提升风电的调峰能力及太阳能光热的利用率。

技术领域

本实用新型涉及新能源压缩空气储能技术领域，特别涉及一种与风力发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统，具体涉及一种与风力发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统。

背景技术

近年来，随着国民经济的快速发展，电网的电力负荷峰谷差逐渐加大，同时用户对基本用电电能质量的要求也越来越高，因此必须采取相应的措施，对电网中的不平衡负荷进行调整，从而起到保证电力系统稳定运行，满足用户需求的目的，即需要对电力负荷进行调峰。压缩空气储能，是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。

近年来蓬勃发展的储能技术可以将用电低谷时新能源等发电机组的多余电能储存起来，尤其是夜间负荷低时进行储能，在电网用电高峰时再将存储的电能以合理的方式释放出来，从而达到调峰/削峰填谷的目的。这样不仅能够合理地降低城市大峰谷差给电网造成的压力，同时也能起到科学的节能减排效果。

众所周知，随着全球能源生产和消费的持续增长，化石能源日益枯竭，能源危机已成为世界范围内面临的共同难题，对人类的生存和发展构成了严重威胁。所以，各国都在积极研究和发展新能源技术，特别是太阳能、风能等可再生能源。由于风电、光伏等新能源发电具有波动性、不确定性，其大规模并网将对电网的安全和稳定运行带来诸多挑战。压缩空气储能(compressed air energy storage，CAES)对地理条件无特殊要求，建造成本和响应速度与抽水蓄能电站相当，使用寿命长，储能容量大，是一种具有推广应用前景的大规模储能技术。

实用新型内容

本实用新型公开了一种与风力发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统。该系统主要包括空气压缩机、压缩空气放热器、储热罐、储气罐、压缩空气加热器、空气膨胀机等设备。本实用新型在用电低谷期利用风力发电机产生的过剩电能驱动空气压缩机对空气压缩，将压缩空气储存在储气罐内，将空气压缩时产生的热量储存在储热罐内；在白天用电负荷高时，先利用储热罐中储存的热量加热储气罐释放的压缩空气，再利用太阳能光热再次加热压缩空气，以进入空气膨胀机内充分做功发电，提供更多电能给电网。通过本实用新型，可有效提升风电的调峰能力及太阳能光热的利用率。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种与风力发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统，该系统主要包括空气压缩机、压缩空气放热器、储热罐、储气罐、#1压缩空气加热器、#2压缩空气加热器、空气膨胀机；其特征在于，所述的系统中，风力发电机与空气压缩机串联，空气压缩机与压缩空气放热器串联，压缩空气放热器与储热罐连接，压缩空气放热器与储气罐连接，储气罐与#1压缩空气加热器连接，储热罐与#1压缩空气加热器连接，#1压缩空气加热器与#2压缩空气加热器串联，太阳能集热器与#2压缩空气加热器连接，#2压缩空气加热器与空气膨胀机串联，空气膨胀机与发电机串联。

所述的一种与风力发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统，其特征在于，所述的系统在电网负荷低谷期时，风力发电机组产生的过剩风力电能用于空气压缩机压缩空气，并将压缩空气储存在储气罐。原本在电网负荷低谷期会被浪费的风力电能被有效储存起来，节约了能量，提高了整个系统的能量利用效率。

所述的一种与风力发电和太阳能光热耦合的压缩空气储能系统，其特征在于，所述的系统将空气压缩机压缩后的高温压缩空气通过压缩空气放热器加热储热工质，用于将空气压缩过程产生的热量储存在储热罐。