[發明專利]一種光伏電站儲能配套系統及其運行方法

有效

• 申請號: 202110679649.0
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113541575B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 王煥然;葛剛強;賀新;陶飛躍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02S10/20
• 分類號: H02S10/20;H02S40/10;H02S40/42;H02S40/44;H02J15/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種光伏電站儲能配套系統，其特征在于，包括壓縮空氣儲能模塊、壓縮熱回收模塊、太陽能補熱模塊和光伏電池冷卻模塊；光伏電池冷卻模塊包括設置在光伏電池上方的冷卻噴頭（61），冷卻噴頭（61）連通有冷卻空氣或清潔水源；壓縮空氣儲能模塊包括儲能段和釋能段，儲能段的出口和釋能段的入口通過控制閥連接高壓儲氣室（41）的入口；

儲能段設置兩級壓縮機，壓縮機的出口均設置冷卻器，釋能段設置兩級膨脹機，兩級膨脹機的入口處均設置預熱加熱器和補熱加熱器；

壓縮熱回收模塊包括所述冷卻器、低溫蓄水罐（42）、高溫蓄水罐（43）、所述預熱加熱器和補熱加熱器；

冷卻器的熱介質出口連通高溫蓄水罐（43），冷卻器的冷介質出口連通低溫蓄水罐（42），高溫蓄水罐（43）連接所述預熱加熱器，預熱加熱器的加熱介質出口連通低溫蓄水罐（42）；

太陽能補熱模塊的工質出入口連通所述補熱加熱器的加熱介質進出口。

2.根據權利要求1所述的光伏電站儲能配套系統，其特征在于，壓縮空氣儲能模塊中兩級壓縮機采用直流無刷同步電機驅動；直流無刷同步電機電能輸入端與光伏電池組的直流總線直接連接。

3.根據權利要求1所述的光伏電站儲能配套系統，其特征在于，太陽能補熱模塊包括太陽能集熱器（5）、放熱回路進口控制閥（35）、蓄熱回路出口控制閥（36）、填充床蓄熱器控制閥（37）、放熱回路出口控制閥（38）、蓄熱回路進口控制閥（39）以及填充床蓄熱器（44），其中設置蓄熱回路和放熱回路：蓄熱回路中，太陽能集熱器（5）、蓄熱回路出口控制閥（36）、填充床蓄熱器（44）、填充床蓄熱器控制閥（37）和蓄熱回路進口控制閥（39）依次連通；放熱回路中，填充床蓄熱器（44）、放熱回路進口控制閥（35）、補熱加熱器組、放熱回路出口控制閥（38）和填充床蓄熱器控制閥（37）依次連通，填充床蓄熱器（44）的出入口為太陽能補熱模塊的工質出入口。

4.根據權利要求3所述的光伏電站儲能配套系統，其特征在于，太陽能集熱器采用線狀菲涅耳透鏡式太陽能集熱器；太陽能補熱模塊中的換熱介質采用導熱油，所述導熱油采用烷基聯苯醚型合成導熱油。

5.根據權利要求1所述的光伏電站儲能配套系統，其特征在于，呈矩陣布置光伏電池組成光伏電池陣列（6），光伏電池陣列（6）的每一行設置供氣管道，每行設置冷卻氣流控制閥和冷卻氣流換熱器，每一行的供氣管道連通主管道，主管道連接高壓儲氣室（41）的出口；冷卻噴頭（61）設置在每塊光伏電池幾何中心的上方，冷卻噴頭的出氣孔距離光伏電池表面0.5厘米到3厘米。

6.根據權利要求1所述的光伏電站儲能配套系統，其特征在于，冷卻噴頭（61）包括供氣段（611）和收縮加速段，供氣段（611）為直管形，供氣段（611）的上端設置上端頂蓋，供氣段（611）的上端為喇叭形開口，形成下型面，上端頂蓋采用弧形面，為上型面，上端頂蓋與供氣段（611）的上端形成所述收縮加速段，上端頂蓋與供氣段（611）的上端之間間隔設置連接柱。

7.根據權利要求6所述的光伏電站儲能配套系統，其特征在于，下型面（612）的圓弧半徑為供氣段（611）管道半徑的1/4到2/3，上型面（613）的圓弧半徑為供氣段（611）管道半徑的3倍到7倍，上下型面在出口處的距離為供氣管道半徑的1/20到1/10，冷卻噴頭的上端頂蓋與供氣段（611）的上端之間存在3-6個連接點。

8.根據權利要求1所述的光伏電站儲能配套系統，其特征在于，填充床蓄熱器（44）內的填充材料選用直徑小于3厘米的鵝卵石或直徑小于5厘米的鋼渣塊。