CN101289994A - 风能分布式能源系统 - Google Patents

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CN101289994A CNA2007100984693A CN200710098469A CN101289994A CN 101289994 A CN101289994 A CN 101289994A CN A2007100984693 A CNA2007100984693 A CN A2007100984693A CN 200710098469 A CN200710098469 A CN 200710098469A CN 101289994 A CN101289994 A CN 101289994A
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王会社
谭春青
张冬阳
赵庆军
张仲柱
张永军
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Abstract

本发明一种风能分布式能源系统，涉及能源技术，是将非稳定能源用于分布式能源系统，可使风能等不稳定能源得到稳定利用。本发明的系统包括风力透平装置、人工压力容器、小型和微型动力装置及余热利用装置等四大部分，可建于需要分布式能源系统的用户附近，该能源系统由于借助于可再生能源，且将发电后气体的余热用来制冷、供热，实现了能的梯级利用，提高了系统的能源利用率，减少了对环境的污染。由于靠近用户，这种系统既无需建设输变电设施，也无需建设大而长的输冷和输热管道，有很好的经济效益。本发明系统可用于风能的储能及有效利用、紧急备用电站以及其它可再生能源的有效利用。

Description

风能分布式能源系统
技术领域
本发明涉及能源技术领域，是一种风能分布式能源系统，更具体地说，是一种用于风力透平这种非稳定能源的能源稳定高效利用系统。
背景技术
风能是一种非稳定能源，在并网或直接利用方面存在各种各样的问题。随着微小型动力装置技术的提高和成本的下降，也随着人民生活水平和国家环境保护要求的提高，迫切需要提出对风能等非稳定、可再生能源稳定、高效和环保利用的方法和系统。
分布式能源系统具有高效、低污染、冷热电联供并可建于用户附近等优势。分布式能源系统与风能及储能系统的结合，完全可以解决风能的高效、稳定利用问题。
在具有风能优势的用户周围，通过风力透平带动压缩系统压缩空气存于压力容器中，压力容器中的高压气体经燃烧后在透平中膨胀做功，释放电能和热能。风能不直接发电，而是经过较大型的压力容器缓冲后再释放能量，则可获得稳定的能源输出。
发明内容
本发明的目的是将非稳定能源与分布式能源系统结合起来，以解决目前存在的风能等非稳定能源不能稳定利用的问题，使风能等非稳定、可再生能源能稳定、高效和环保的利用。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种风能分布式能源系统，包括风力透平、压缩系统、冷却器、压力容器、燃烧室、膨胀系统及其废气的余热转换与利用装置、发电机；其中，风力透平的转轴与压缩系统相连，提供动力，压缩系统顺序与冷却器、压力容器连接并相通；压力容器、燃烧装置和膨胀系统串联相通组成热端气体流路，膨胀系统的转轴与发电机相连，膨胀系统的气体排出口经余热的转换与利用装置接用户。
所述的能源系统，其所述压力容器，至少一个，为人工压力容器或地下储气装置；膨胀系统，为多级轴流式膨胀系统；转换装置，为能的转换装置和供冷供热装置。
所述的能源系统，其所述压力容器、燃烧装置和膨胀系统串联相通组成热端气体流路中，还包括回热器，回热器位于压力容器和燃烧装置之间，在燃烧装置上游、膨胀系统下游，回热器的另一输出端经转换装置接用户。
所述的能源系统，其所述压力容器，至少一个，为人工压力容器或地下储气装置；膨胀系统，为单级向心式膨胀系统；转换装置，为能的转换装置和供冷供热装置。
附图说明
图1是本发明的带回热风能分布式能源系统(单级向心式膨胀系统)；
图2是本发明的不带回热风能分布式能源系统(多级膨胀系统)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
方案1：
图1为本发明带回热风能分布式能源系统(单级向心式膨胀系统)。该系统主要包括风力透平1、压缩系统2、冷却器3、压力容器4、回热器5、燃烧室6、向心式膨胀系统7、发电机8、废气的余热转换装置9等部件。其中，风力透平1的转轴与压缩系统2相连，提供动力，压缩系统2顺序与冷却器3、压力容器4连接并相通。压力容器4、回热器5、燃烧室6、向心式膨胀系统7串联相通组成热端气体流路，向心式膨胀系统7的转轴与发电机8相连。回热器5的另一输出端经转换装置9接用户10。
利用风力透平1的轴功驱动压缩系统2压缩空气，并经冷却器3后送入压力容器4；压力容器4中高压气体进入燃烧室燃烧后进入向心式涡轮膨胀系统6膨胀做功，驱动发电机8发电，并将电能送入用户10。在回热器5中，风力透平1排气加热从压力容器4中出来的压缩空气。回热后的排气经转换装置转换为用户需要的冷和热。
本发明的系统具有风力透平机械、能的储存装置、能的转换装置和供冷供热装置，其中能的储存装置可采用人工压力容器或者满足要求的地下(天然)储气装置。
方案2：
图2为不带回热的风能分布式能源系统(多级膨胀系统)。该系统主要包括风力透平1、压缩系统2、冷却器3、压力容器4、燃烧室6、多级轴流式(向心式)膨胀系统7及其废气的余热转换装置9、发电机8等部件。其中，风力透平1的转轴与压缩系统2相连，提供动力，压缩系统2顺序与冷却器3、压力容器4连接并相通。压力容器4、燃烧室6和多级轴流式(向心式)膨胀系统7及其废气的余热转换装置9串联相通组成热端气体流路，多级轴流式(向心式)膨胀系统7的转轴与发电机8相连，膨胀系统7的气体排出口经转换装置9接用户10。
利用风力透平1的轴功驱动压缩系统2压缩空气，并经冷却器3冷却后送入压力容器4；压力容器4中高压气体进入燃烧室燃烧后进入多级轴流式(向心式)膨胀系统7膨胀做功，驱动发电机8发电，并将电能送入用户10。膨胀系统7的涡轮排气经转换装置9转换为用户10需要的冷和热。

Claims (4)

1、一种风能分布式能源系统，包括风力透平、压缩系统、冷却器、压力容器、燃烧室、膨胀系统及其废气的余热转换与利用装置、发电机；其特征在于，其中，风力透平的转轴与压缩系统相连，提供动力，压缩系统顺序与冷却器、压力容器连接并相通；压力容器、燃烧装置和膨胀系统串联相通组成热端气体流路，膨胀系统的转轴与发电机相连，膨胀系统的气体排出口经余热的转换与利用装置接用户。
2、如权利要求1所述的能源系统，其特征在于，所述压力容器，至少一个，为人工压力容器或地下储气装置；膨胀系统，为多级轴流式膨胀系统；转换装置，为能的转换装置和供冷供热装置。
3、如权利要求1所述的能源系统，其特征在于，所述压力容器、燃烧装置和膨胀系统串联相通组成热端气体流路中，还包括回热器，回热器位于压力容器和燃烧装置之间，在燃烧装置上游、膨胀系统下游，回热器的另一输出端经转换装置接用户。
4、如权利要求3所述的能源系统，其特征在于，所述压力容器，至少一个，为人工压力容器或地下储气装置；膨胀系统，为单级向心式膨胀系统；转换装置，为能的转换装置和供冷供热装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102359437A (zh) * 2011-09-05 2012-02-22 华北电力大学 风力发电和压缩空气储能的一体化系统及集成方法

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20081022