[发明专利]风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统及方法

权利要求书

1.风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统，其特征在于：它包括开式二氧化碳布雷顿循环发电系统（1），所述开式二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）与地热储系统（2）和二氧化碳储罐（3）相连；所述开式二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）与双罐储热系统（5）相连；所述双罐储热系统（5）与太阳能光热系统（4）和温室大棚热能供应系统（8）相连；还包括光伏系统（6）和风电系统（7）。

2.根据权利要求1所述的风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统，其特征在于：所述开式二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）所属压缩系统所连电动机接收来自光伏系统（6）和风电系统（7）的弃电，并将二氧化碳储罐（3）中储藏的二氧化碳压缩至地热储系统（2）；来自地热储系统（2）的中高压超临界二氧化碳，通过双罐储热系统（5）进行温度的再提升，并通过开式二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）所属膨胀系统及配套电机，将所储存的压力能转换为电能。

3.根据权利要求1所述的风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统，其特征在于：所述双罐储热系统（5）中储存的热量通过温室大棚热能供应系统（8）对温室大棚供暖。

4.根据权利要求1所述的风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统，其特征在于：所述地热储系统（2）中二氧化碳储藏深度在1000-10000m，二氧化碳储藏压力在10-30MPa，加热温度在150-600℃。

5.根据权利要求4所述的风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统，其特征在于：地热储系统（2）的热储层类型分为水热型热储层和干热岩型热储层；所述水热型热储层利用地下储层空间和相关裂隙组成的水利系统作为相应的储气空间；所述干热岩型热储层利用干热岩压裂间隙或羽流型地热系统作为相应储气空间。

6.根据权利要求1所述的风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统，其特征在于：所述二氧化碳储罐（3）的存储压力为二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）的最低运行压力，保证二氧化碳储罐（3）的运行压力大于10MPa。

7.根据权利要求1所述的风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统，其特征在于：所述太阳能光热系统（4）根据需求采用塔式光热集热或槽式光热集热；相应的双罐储热系统（5）根据系统运行温度段选用液态金属、熔融盐或导热油，双罐储热系统（5）中两个储热罐分别存储高温和低温介质且互为备用；双罐储热系统（5）配置电加热实现对光伏系统（6）和风电系统（7）电源出力的一次调频；光伏系统（6）和风电系统（7）根据负荷特征及地热电站的最大出力水平进行配备，形成白天光伏风电出力为主，夜间风电与地热为主的发电形式。

8.权利要求1-7任意一项所述风-光-地热一体化发电和温室大棚热能供应系统的运行方法，其特征在于：

系统通过二氧化碳循环实现系统储能和发电的调节：开式二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）所属二氧化碳压缩系统出口与地热储系统（2）入口相连接，地热储系统（2）出口与开式二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）所属二氧化碳膨胀系统入口相连接，开式二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）所属二氧化碳膨胀系统出口与二氧化碳储罐（3）入口相连接，二氧化碳储罐（3）出口与开式二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）所属二氧化碳压缩系统入口相连接完成二氧化碳循环；

系统接入电源包括光伏系统（6）、风电系统（7）及开式二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）所属二氧化碳膨胀系统；系统接入负载有二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）所属压缩系统及带电加热的双罐储热系统（5），以实现富余电能的存储和消纳；

系统配置有一套辅助热源系统，所述辅助热源系统核心为双罐储热系统（5），双罐储热系统（5）内部所储存热能来源于太阳能光热系统（4）、开式二氧化碳布雷顿循环发电系统（1）所属二氧化碳压缩系统压缩热回收以及电站无法送出的电能；在冬季，双罐储热系统（5）中储存的热量除了对二氧化碳进行加热外，还作为热源通过温室大棚热能供应系统（8）对大棚进行供暖。