[發明專利]一種儲能釋能裝置

在審

• 申請號: 201810012077.9
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN107990772A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 王政玉;王超穎;岑陳;張玉芹
• 申請（專利權）人: 王政玉
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;F24D11/02;F03B13/00
• 代理公司: 威海科星專利事務所37202
• 代理人: 于濤

技術領域

本發明屬于熱力及流體機械范疇，涉及儲能技術，特別是抽水儲能、壓縮空氣儲能、熱力相變儲能及用于發電、加熱水、供冷和供水的釋能系統。

背景技術

當前，電力儲能主要是為了解決兩方面的問題，一是解決白天和晚上以及由于季節性變化造成的電網上的電力供需不平衡。二是解決由于可再生能源發電受到自然條件的影響，造成的供電不穩定和間歇供電。這些發電量與用電量之間的不平衡及電壓波動問題，對電力系統的安全運行造成了很大的麻煩，也使能量的有效利用率大大降低。為了解決發電量與用電量之間的不平衡問題，人們采取了儲能技術削峰填谷，將過多的發電量儲存起來，在用電量需求大時補充進電網。在供電方面，儲能技術能夠維持電力系統穩定運行，避免因為用電量波動對電網的沖擊，減少電網消耗。在用電方面，用戶可根據電價的峰谷值來選擇電能的儲存和釋放，提高用電的經濟效益。同時，儲能系統還是分布式能源系統的的關鍵技術，分布式式能源系統采用大量小型分布式能源系統代替常規大型集中式能源系統，并且，由于系統的容量較小，系統負荷的波動也將大幅度增加，因此，采用能量儲存系統作為負荷平衡裝置是分布式能源系統必須考慮的措施。

目前已有的儲能技術包括抽水儲能、壓縮空氣儲能、蓄電池儲能、超導儲能、飛輪儲能和超級電容器儲能、相變儲熱儲能等，但由于容量、儲能周期、能量密度、充放電效率、壽命、投資運行費用、環保、自然條件等因素影響，目前已在大型商業系統中運行的只有抽水儲能和壓縮空氣儲能兩種。

抽水儲能電站系統具有技術成熟、效率高、容量大等優點，是目前應用最廣泛的儲能發電系統。但是抽水儲能發電系統需要特殊的地理條件建造水庫和水壩，選址困難，同時建設周期長、投資大、環境影響大，因此受到很多限制。

壓縮空氣儲能發電系統，技術并不復雜，但通常需要合適的洞穴或礦井來儲存高壓空氣，這極大地限制了空氣儲能的發展；此外，壓縮空氣在釋放過程中壓力不斷減小，為保證膨脹機穩定運行，需要通過穩壓裝置將高壓空氣節流降壓后使用，或為保證透平機穩定運行，將燃料與壓縮空氣混合輸入燃氣輪機一起混合燃燒，調節輸出動力。這些過程要么浪費了大量的壓縮能，要么還會造成環境污染。

中國發明申請號為201110137038的申請文獻中提出了“一種抽水壓縮空氣儲能系統”，該系統在用電低谷時通過水泵將水從儲水池壓入氣壓罐，使罐內氣體受到壓縮，從而將電能轉化為空氣的內能儲存起來；在用電高峰時，氣壓罐中高壓空氣將水壓出，經輸水管道驅動水輪機并帶動發電機發電。該系統特別適用于分布式小型儲能系統，但該系統儲能密度較低且沒有加熱水功能等。

另據報道，德國人發明了一種被稱為水利巖石儲能技術，其基本原理是：用圓柱體活塞形的巖石嵌放在形狀相同的儲水室中，有富裕電力時，泵會把水壓入儲水室中，此時巖石活塞就會被水壓提起，即將電能轉化成了重力勢能。而當電網需要補充電能供應時，閘門會打開，此時巖石活塞會下降，擠壓儲水室中的水流經水輪機來發電，將重力勢能轉化成電能。該系統的儲能能力取決于巖石活塞的密度、尺寸、質量和被抬高的高度等，由于巖石的密度并不高，巖石活塞的尺寸會很大，如果大型化，施工/安裝都存在很多困難。另外，活塞能被提升的高度最多是其自身的一半，否則會側傾。

中國發明申請號為201310088097的申請文獻中提出了“一種正逆有機朗肯循環儲能的方法及系統”，該系統是利用相變儲能，儲能密度大，可穩定連續實現電能儲存及釋放；但是，此系統沒有考慮熱力循環過程中的低品位熱能和冷量的有效利用。

本發明人申請的專利號為201720164588的“一種儲能裝置”專利所提出的技術方案中有一儲水罐和一低壓工質罐，在有充足水源和熱源的地方這一儲水罐和低壓工質罐的存在是不必要的，而且增加了裝置的成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種儲能密度高、能量損失小、受地理環境條件影響小、施工安裝方便；或可實現一種波動能源輸入，一種能源穩定輸出；或多種波動能源聯合輸入一種穩定能源輸出；或可儲熱發電、抽水壓縮氣體儲能發電、加熱冷水、供冷、供水的多功能儲能和能量轉換系統。

為達到上述目的和解決上述技術問題，本發明提出的技術方案是：