[发明专利]一种配备电热储能的光伏发电系统及运行方法

说明书

本发明公开了一种配备电热储能的光伏发电系统及运行方法，该系统包括超临界CO₂布雷顿循环发电系统、跨临界CO₂热泵系统、储冷及冷却系统、电热及熔盐储热系统、光伏发电系统。该系统将光伏发电系统与电热储能系统、超临界CO₂布雷顿循环发电系统结合起来，采用部分廉价且技术成熟度相对较高的光伏发电系统，再结合热能储存以及热力发电系统作为光伏发电的调节及补充供电系统，则既可以维持比较低的发电系统投资成本，又可以实现电力输出的稳定性，同时，还采用了热泵技术，将光伏发电系统及超临界CO₂布雷顿循环发电系统所释放的热量回收，进一步提高了综合整体发电效率。

技术领域

本发明涉及一种发电系统，具体涉及一种配备电热储能的光伏发电系统及运行方法。

背景技术

在能源匮乏及环境危机的大背景下，提高能源利用率日益受到人们的重视。太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，在当前阶段，太阳能光伏的技术相对成熟，应用较为光伏，但其储能难以解决。但是光伏发电系统难以储能，目前较为成熟的光伏储能配套方式仍然是电池储能，但电池储能的造价始终太高，同时难以避免引发火灾等事故，对于发电厂这样功率等级的大规模储能需求，各种类型的电池储能目前都难以推广。另外，光伏发电的理论效率虽然高，但是太阳能光伏板的效率随着温度的升高而直线下降，因此太阳能光伏板必须进行冷却。与此同时，电热储能则是一个更好的储能方式，一般的电热储能是联合热泵循环，以及低温发电循环。首先利用多余的电能驱动热泵，从空气或者江河水中吸收低温热量，经过泵的增温增压提高热量的品质，然后将其储存，等到需要用电时将热量释放给低温发电循环装置，低温发电循环装置吸收热量后发电。

另一方面，目前在众多热力循环当中，超临界布雷顿循环是一种最有优势的循环形式。新型超临界工质(二氧化碳、氦气和氧化二氮等)具有能量密度大，传热效率高，系统简单等先天优势，可以大幅提高热功转换效率，减小设备体积，具有很高的经济性。超临界布雷顿循环可以作为热能转化为电能过程中的理想发电系统。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于在维持较低投资成本的前提下实现太阳能发电的储能，提出了一种配备电热储能的光伏发电系统及运行方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种配备电热储能的光伏发电系统包括超临界CO₂布雷顿循环发电系统、跨临界CO₂热泵系统、储冷及冷却系统、电热及熔盐储热系统、光伏发电系统；

所述超临界CO₂布雷顿循环发电系统包括熔盐换热器1-1、CO₂透平1-2、高温回热器1-3、低温回热器1-4、再压缩机1-5、预冷器1-6和主压缩机1-7，熔盐换热器1-1的CO₂侧出口与CO₂透平1-2的入口相连通，CO₂透平1-2的出口与高温回热器1-3的热侧入口相连通，高温回热器1-3的热侧出口与低温回热器1-4热侧入口相连通，低温回热器1-4的热侧出口分为两路，一路与再压缩机1-5的入口相连通，另一路与预冷器1-6的热侧入口相连通，预冷器1-6的热侧出口与主压缩机1-7的入口相连通，主压缩机1-7的出口与低温回热器1-4的冷侧入口相连通，低温回热器1-4的冷侧出口与再压缩机1-5的出口汇合后与高温回热器1-3的侧却入口相连通，高温回热器1-3的冷侧出口与熔盐换热器1-1的CO₂侧入口相连通；