[发明专利]一种可再生电能储能系统

说明书

本发明涉及一种可再生电能储能系统，包括水电解单元(1)、甲醇合成单元(2)和发电单元，所述的发电单元为甲醇纯氧燃烧发电单元(3)，可再生电能经过所述水电解单元(1)产生O₂和H₂，H₂在所述甲醇合成单元(2)与CO₂反应产生甲醇，甲醇进入所述甲醇纯氧燃烧发电单元(3)，并与所述水电解单元(1)产生的O₂燃烧发电，燃烧尾气中的水和CO₂分别返回所述水电解单元(1)和所述甲醇合成单元(2)。与现有技术相比，本发明本系统可用于减小电网负荷峰谷差，实现“削峰填谷”，与现有储能技术相比，本发明具有技术成熟度高、便于规模放大、储能效率高、环境友好等优点。

技术领域

本发明属于能源及化工技术领域，涉及一种可再生电能储能系统，尤其是在可再生电能并网过程中，用于减小电网负荷峰谷差，实现“削峰填谷”。

背景技术

近年来，由于技术的进步，风电、光电等可再生能源成本不断降低，产业发展较快，但由于此类电能的间歇性，对电网构成的冲击不容忽视，由此导致的“弃风弃光”现象也受到广泛关注。储能系统可在电网负荷低谷或可再生能源出力高峰期，将富余的电能存储起来，在用电高峰或电力短缺时再将存储的电能输送至电网，从而减小电网负荷峰谷差，实现“削峰填谷”，提高综合电网消纳可再生能源的能力。

常规的电站储能方式为抽水储能，在用电低谷时把电网中多余的电能转化为水的机械能储存在水库中。到用电高峰，水库放水，又将水的机械能，通过发电机转化为电能，向电网输送。抽水储能技术简单、成熟，但存在储能效率低、能量损失大、对地理条件要求苛刻、建设周期长等缺点。另一种新型电站储能方式是超大型电池组，但受制于技术瓶颈和成本瓶颈，目前仍处于试验阶段，离大规模商业应用还有很大距离。

第三种途径是通过化工方法将过剩电能转化为化学品，因能量利用率高，技术相对成熟，目前受到广泛关注。专利CN201210455075.X利用聚光镜将太阳能转化为太阳能燃料，后者再经内燃机发电系统转化为电能，这种方式存在太阳能利用效率低，工艺系统复杂等问题。专利CN201310180460.2公开一种布雷顿热发电技术，兼顾使用太阳能和可再生能源，并选择不同的气体或混合气作为传热和动力介质，虽然系统结构有所简化，但太阳能收集效率仍然不高。专利CN201410097963.8公布了一种利用生物质和太阳能制取甲醇及发电的多联产系统，其原理是利用太阳能来使生物质干燥并气化成合成气，后者用于合成甲醇，可燃尾气及余热用于发电，这种方式对外部条件依赖较大，系统复杂度也高。专利CN201711276706.0公开了一种风光-氢储能及煤化工联合生产系统，其原理是将多余电能进行电解水制氢制氧并供给煤化工系统，由于煤化工系统要求系统稳定运行，而风光电系统则波动范围较大，二者耦合系统的稳定性和可靠性较低，且配套条件要求苛刻。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、循环转化率高的可再生电能储能系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可再生电能储能系统，包括水电解单元、甲醇合成单元和发电单元，所述的发电单元为甲醇纯氧燃烧发电单元，可再生电能经过所述水电解单元产生O₂和H₂，H₂在所述甲醇合成单元与CO₂反应产生甲醇，甲醇进入所述甲醇纯氧燃烧发电单元，并与所述水电解单元产生的O₂燃烧发电，燃烧尾气中的水和CO₂分别返回所述水电解单元和所述甲醇合成单元。

进一步地，所述的水电解单元和发电单元之间设有O₂存储单元和水存储单元；

所述的甲醇合成单元和发电单元之间设有CO₂存储单元和甲醇存储单元。

进一步地，所述的可再生电能包括但不限于风电、光电或水电等。