[发明专利]一种基于压缩二氧化碳储能的可再生能源综合利用系统

说明书

本发明公开了一种基于压缩二氧化碳储能的可再生能源综合利用系统，以液态二氧化碳提供冷源，太阳能集热组件提供热源，可以有效解决可再生能源波动性、随机性等弊端，进而改善供热供电质量，提高供热供电的稳定性。本发明可以根据实际生活中不同换热段的热量需要以及电能需要调节阀门开度，调整供给能量份额，实现供热供电分配。同时，本发明采用的太阳能电池板与蓄热器组合结构可以有效解决光照强度因自然因素改变而带来的间歇性影响。该系统设备简单、结构紧凑，且无污染、零排放，有效地利用了系统的冷源和热源，实现了能量的梯级利用，具有较高的经济效益。

技术领域

本发明属于能源利用技术领域，特别涉及一种基于压缩二氧化碳储能的可再生能源综合利用系统。

背景技术

二氧化碳的大量排放是造成全球气候变暖的重要原因之一。其中，碳捕获与碳储存是最重要的手段之一，由于它可以大规模地减少二氧化碳的排放，因而成为目前应对全球变暖的一种新兴的减排手段。同时，太阳能、风能、水能等可再生能源备受世界各国关注，与煤炭、石油、天然气等传统能源相比，清洁能源的普及成为了全球人民的期望所在。

储能技术是解决可再生能源大规模并网、提高常规电力系统和区域能源系统效率的关键技术之一。在物理储能技术中，压缩空气储能被认为是目前最有前景的一种大规模储能技术，可以在电力生产输送、电网运行方面起到削峰填谷、平衡电力负荷等重要作用。然而，压缩空气储能存在的最大问题就是能量密度较低，进而使得系统整体效率较低，单位成本较高，难以满足工程应用上高效经济性的要求。与空气相比，二氧化碳的气流密度高，导热性能好，且临界点温度接近于常温，其作为压缩气体储能的工质具有更高的储能密度。

现阶段压缩空气储能技术与可再生能源耦合的系统较多，以二氧化碳为工质的储能技术与可再生能源系统耦合的系统较少。同时，大多数系统选择了传统能源作为能量供应，虽然便于开采运输，但也使系统整体污染较大，碳排放量高，对环境危害严重。人们将目光转向了新型的、可再生的、清洁的能源系统，然而成本高、波动性、间断性、随机性等问题成为了各类新能源难以大规模开发利用的主导因素。因此，更需要一种成本低、污染小、稳定性以及持续性更强的新型能源利用系统。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种基于压缩二氧化碳储能的可再生能源综合利用系统。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种基于压缩二氧化碳储能的可再生能源综合利用系统，包括冷凝器、液态二氧化碳储罐、第一换热器、第二换热器、第一透平、太阳能集热板、蓄热器、再热器、第三换热器、气态二氧化碳储罐、压气机、稳压罐、回热器、第二透平、第三透平、第四透平和第四换热器；

冷凝器进口与第四换热器第一出口相连通，冷凝器出口与液态二氧化碳储罐进口相连通，液态二氧化碳储罐出口与第一换热器第一进口相连通；

第一换热器第二出口与第二换热器第一进口相连通，第二换热器第一出口与第一透平进口相连通，第一透平出口与第一换热器第二进口相连通；

太阳能集热板与蓄热器进出口、第二换热器第二进出口、再热器第一进口、第三换热器第一出口相连通，再热器第一出口与第三换热器第一进口相连通；

气态二氧化碳储罐进口与第一换热器第一出口相连通，气态二氧化碳储罐出口与压气机进口相连通，压气机出口与稳压罐进口相连通，稳压管出口与回热器第一进口相连通，回热器第一出口与第三换热器第二进口相连通，第三换热器第二出口与第二透平进口相连通，第二透平出口与再热器第二进口相连通，再热器第二出口与第三透平进口相连通，第三透平出口与第四透平进口相连通，第四透平抽气口与回热器第二进口相连通，回热器第二出口流出的二氧化碳与第四透平出口排出的乏气在管道中汇集一起流入第四换热器。

本发明进一步的改进在于，冷凝器与液态二氧化碳储罐之间设置有第一控制阀，液态二氧化碳储罐与第一换热器第一进口之间设置有第二控制阀。