[实用新型]多模驱动地下储能系统

说明书

本实用新型涉及储能技术领域，更具体的说，是涉及一种多模驱动地下储能系统，包括地下储能系统和液量调控系统以及换热器；所述地下储能系统包括蓄能体、地埋储能腔以及保温层；所述液量调控系统包括第一旁通管路、第二旁通管路、第三旁通管路、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、变频工质泵以及储液器；所述第一、第二工质接口处分别设有温度传感器，中间同样设置温度传感器；上述温度传感器、换热器第三温度传感器、第一至第五电磁阀以及变频工质泵均通过信号线与控制器连接。本实用新型的多模驱动地下储能系统采用了被动储冷和主被动复合储热方式，有效提升了系统的运行可靠性和响应速度，系统稳定性进一步大大提升。

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，更具体的说，是涉及一种双模驱动地下储能系统。

背景技术

近年来，地下储能系统因具有良好的储能技术经济效果和广泛应用前景而不断受到国内外的广泛关注。按照系统驱动方式(相变和水泵)和循环的换热介质(相变和非相变)不同，地下储能系统可划分为主动式和被动式两种。其中，主动式地下储能系统得到了广泛应用，包括：地下含水层储能(ATES)、埋管储能(BTES)、水箱储能(WTES)和砾石-水储能(GWES)等不同形式。尽管如此，主动式地下储能在实践过程中也暴露出诸多问题，例如：该系统全部依靠水泵驱动循环工质流经地下空间进行换热储能，因此驱动功耗较高、储能能效比(储能量与储能功耗之比)较低；同时，该系统中循环工质为非相变工质，地下换热储能过程以显热热交换方式完成，因此换热储能效率也较低、供给侧冷热源有效利用率低，并进一步增加了系统能耗，并造成储能能效比进一步下降。在此背景下，被动式地下储能系统概念逐渐出现。

被动式地下储能系统主要是利用相变工质的相变驱动完成储能过程，无需水泵驱动即可完成地下换热储能过程，因此系统的驱动功耗大幅降低、储能能效比大幅提升；同时由于采用潜热热交换方式完成地下储能换热过程，因此储能换热效率相比主动式系统也得到大幅提升。然而，当前被动式地下储能系统由于自身结构的限制和理论指导的缺乏，仍然存在诸多技术问题需要解决。

首先，被动式地下储能系统在储热过程中仅依靠毛细抽力实现工质的反向输运并借此完成储热循环，但在使用过程中，地下储能井的井深因毛细芯的“毛细抽力极限”而严重受到制约。实际上，毛细芯的毛细抽力与毛细芯的毛细半径成反比，毛细芯孔隙率越小毛细力也相对较大，但孔隙率过小将导致毛细芯内工质的输运量大幅降低，因此毛细力和工质输运量之间存在相互制约关系。因此现有被动式地下储能系统无法应用于大井深应用场景，只能通过增加储能井的数量来弥补井深的不足，以满足需求侧对储能系统总延米数的要求，导致实际应用中对场地面积要求较为严苛并造成施工成本的居高不下。同时，被动式地下储能系统的工质输运能力又与储能能力直接相关，工质输运量无法提升意味着整个地下储能系统的储能量也将受到严重制约。此外，毛细芯输运工质是依靠毛细芯对工质的缓慢泵吸和渗透完成的，因此完全采用毛细芯驱动的被动式地下储能系统在储能过程(尤其是储热过程)中存在严重的响应延迟问题，导致地下储能系统有效工作时间也大幅减少。

另外，被动式地下储能系统无法根据供给侧或需求侧的波动进行储能能力调控，系统容易出现波动和运行失败现象。众所周知，毛细芯中的毛细抽力无法根据外界波动进行有效的瞬时调控，而当供给侧热源或者是需求侧负荷发生变化时，若储能系统因无法有效应对上述变化做出及时的提升毛细力或减小毛细力的反馈，那么储能系统极易出现波动甚至导致运行失败。上述问题严重限制了现有被动式地下储能系统的技术优势和应用效果，带来极大的维护费用和严重安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种多模驱动地下储能系统，大幅提升被动式地下储能系统的驱动力、工质输运能力和系统针对供给侧和需求侧变化的响应能力，可有效拓展被动式地下储能系统在大井深场景下的应用。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：一种多模驱动地下储能系统，包括地下储能系统和液量调控系统以及换热器；