CN102200098B - 大型风力发电机储热储能方法及专用设备 - Google Patents

Abstract

大型风力发电机储热储能方法及专用设备，属于风电技术领域。其特征在于利用大量不稳定的风电对储热体内设置的储热材料进行间断和变功率加热，储热材料由氯化钠、氯化镁、氯化钾组成，储热材料还含有由铝酸盐水泥、石膏粉、石墨粉组成的人工鹅卵石，所述的储热体为高温储热体，由内至外用耐火砖材料层、保温隔板、岩棉保温层、反光膜保温层四层结构组成储热壳体，储热体上设置透气孔，储热体腔体内的储热材料中设置一组电加热设备，所述的电加热设备由电热管及两个或两个以上偶数对电极组成，储热材料中设置耐压不锈钢钢管。上述大型风力发电机储热储能方法，使用安全可靠、环保，可远距离供应大量的高温热能，具有成本低廉、加工容易等优点。

Description

大型风力发电机储热储能方法及专用设备

技术领域

本发明属于风电技术领域，具体为大型风力发电机储热储能方法及专用设备。

背景技术

目前国内风电装机仅是电力总装机的2%，据不完全统计，2010年全国弃风（由于电网接纳能力不足、风电场建设工期不匹配和风电不稳定等原因不能让风电上网，只能将风机停止发电）发电量超过60亿千瓦时，很多地区风电面临并网和消纳难题，风电不得不大量的浪费。

现在的大型风力发电机组毫无例外的都是采用“大规模直接并网”方式，据报道，我国最大型的风电场装机总容量（总功率）已经大到“陆上三峡”的发电量规模，达到千万千瓦级了，并且如此规模的风电已经规划了7个风电场，如此大的电力能量忽大忽小、时有时无，又以“不稳定、不可调整”的状态并入电网，这是任何电网都不能够承受和消纳的。

在“大型风力发电机非并网”方面，已经有人提出“风电制氢”，即利用大量的风电电力将水分解为氢气和氧气，然后进行储存和利用，然而氢气的极易爆炸性（空气中只要含有5-75%的氢气就是爆炸性气体，况且氢气的爆炸速度极快、极易由微小的火花引爆），其安全问题一直无法彻底解决，从而影响了氢能源的推广使用。

还有将大量的风力电力进行海水淡化或者是利用其进行炼铝等金属冶炼，也有很大的局限性，都不能够进行风电电能的充分利用，更是难以随时处理数量巨大的风电电力，其成本、设备、投入都很高，一些特定的场合，如新疆、甘肃、内蒙等地的风电场，难以获得大量的用来制氢或者是淡化的水源，也不具备冶炼的条件，种种原因制约了这方面的发展。

另外，如抽水储能，拿黄河刘家峡水电站举例来说，首先需要有大量的水源，刘家峡就是利用整条黄河水源，需要有很高的地形落差（落差147米），刘家峡水电站的装机容量仅130万千瓦，如果要将“千万千瓦容量的风电进行抽水储能，那么就需要建造约10个刘家峡水电站规模的抽水储能水库，难以实施。

压缩空气储能有一个最实际的问题，就是空气压缩时要放出大量的热能，在利用压缩在高压状态的空气推动任何机械运转时需要吸收大量的热能，压缩空气储能的“热能散发问题和热能吸收问题”无法解决。

蓄电池储能：“铅酸电池、锂电池、钒电池、钠硫电池”等，此种方式的储能价格高， 1千瓦容量（12伏特电压100安时蓄电池）的一个铅酸电池需要500元，寿命3年，1000千瓦的风力发电机组需要配1000个，需要50万元，还只能使用3年就要更换，在使用中还要技术工人进行经常管理养护，铅酸电池还是最便宜的蓄电池，其它的各种新型蓄电池价格是铅酸电池的5-8倍，还有大量的铅、锂、钒、钠、硫等都是重金属，在制造和使用中对环境伤害极大，所以实际上在风电储能方面无法使用。

如何将现有的已经安装好的风力发电机组所发电力进行充分高效的利用，应该提出更好的解决方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种大型风力发电机储热储能方法及专用设备的技术方案，将大量不稳定的风电转化为大量温度很高的热能储存在储热体中进行合理利用，使用安全可靠、环保无害、无污染，是典型的绿色能源。

所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于：利用大量不稳定的风电对储热体内设置的储热材料进行间断和变功率加热，将其电能转化为温度在40- 1200℃的热能储存在储热体内，利用保温技术将储热体内进行几十至一百小时内的保温，在保温期间将储存在储热体内中的热能进行稳定、可控的输出利用，所述的储热材料为重量百分含量以下物质组成的共晶盐储热体：0.5-95%氯化钠、0.5-58%氯化镁、0.5-48%氯化钾。

所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述的氯化钠含量为10-90%，优选30-80%，更优选40-75%；氯化镁的含量为5-50%，优选10-40%，更优选20-30%；氯化钾的含量为5-40%，优选10-35%，更优选20-30%。

所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述的储热材料还含有鹅卵石，鹅卵石占总体积的60-80%，优选65-75%，更优选70-72%。

所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述的鹅卵石为人工制造的鹅卵石，由重量百分含量的以下物质组成：铝酸盐水泥60-80%、石膏粉14-35%、石墨粉4-16%。

所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述的鹅卵石的直径为3-38厘米，优选,14-16厘米。

所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述铝酸盐水泥的含量为65-75%，优选为68-70%；石膏粉的含量为18-30%，优选为20-25%；石墨粉的含量为5-15%，优选10-12%。

所述的大型风力发电机储热储能专用设备，其特征在于所述的储热储能专用设备为储热体，所述的储热体为中温储热体，由内至外用保温隔板、岩棉保温层、反光膜保温层三层结构组成储热壳体，储热体腔体内的储热材料中设置一组电加热设备。

所述的大型风力发电机储热储能专用设备，其特征在于所述的储热体为高温储热体，保温隔板内设置耐火砖材料层，为四层结构组成储热壳体。

所述的大型风力发电机储热储能专用设备，其特征在于所述的储热体腔体的体积为0.5-50立方米，优选5-40立方米，更优选10-30立方米；储热体上设置透气孔；储热材料中设置一组中空的耐压不锈钢钢管，所述的电加热设备由一组电热管及两个或两个以上偶数对电极组成。

所述的大型风力发电机储热储能专用设备，其特征在于所述的耐火砖材料层的厚度为5-40厘米，优选10-30厘米，更优选15-25厘米；保温隔板的厚度为0.5-30厘米，优选5-25厘米，更优选10-20厘米；岩棉保温层的厚度为4-30厘米，优选5-20厘米；反光膜保温层的厚度为0.01-0.08厘米，优选0.02-0.04厘米。

上述大型风力发电机储热储能方法，将大量不稳定的风电转化为大量温度很高的热能储存在储热体中进行合理利用，简单易行，使用安全可靠、环保无害、无污染，是典型的绿色能源，可以远距离供应大量的高温热能，以替代煤炭、石油、天然气等传统能源，应用在生产、生活的各个方面。专用储热体中的储热材料，在地球上数量巨大、分布广泛，收集容易、方便易得，储热量大，可循环往复使用，还具有成本低廉、加工容易等优点。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1-储热体、2-反光膜保温层、3-岩棉保温层、4-保温隔板、5-耐火砖材料层、6-加热设备、7-共晶盐储热体、8-鹅卵石、9-中空的耐压不锈钢钢管。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作进一步说明。

大型风力发电机储热储能方法为：利用大量的不稳定的风电对储热体1内设置的储热材料进行间断和变功率加热，将其电能转化为温度在40- 1200℃的热能储存在储热体1内，利用保温技术将储热体1内进行几十至一百小时内的保温，在保温期间将储存在储热体1内中的热能进行稳定、可控的输出利用，所述的储热材料含有重量百分含量以下物质组成的共晶盐储热体7： 0.5-95%氯化钠、0.5-58%氯化镁、0.5-48%氯化钾。

所述的氯化钠含量为10-90%，优选30-80%，更优选40-75%；氯化镁的含量为5-50%，优选10-40%，更优选20-30%；氯化钾的含量为5-40%，优选10-35%，更优选20-30%。所述的储热材料还含有鹅卵石8，鹅卵石8占总体积的60-80%，优选65-75%，更优选70-72%。所述的鹅卵石8的直径为3-38厘米，优选,14-16厘米。所述的鹅卵石8还可以为人工制造的鹅卵石，由重量百分含量的以下物质组成：铝酸盐水泥60-80%、石膏粉14-35%、石墨粉4-16%。所述铝酸盐水泥的含量为65-75%，优选为68-70%；石膏粉的含量为18-30%，优选为20-25%；石墨粉的含量为5-15%，优选10-12%。

所述的储热储能专用设备为储热体1，所述的储热体1为中温储热体（40-600℃范围），由内至外用保温隔板4、岩棉保温层3、反光膜保温层2三层结构组成储热壳体，储热体1腔体内的储热材料中设置一组电加热设备6；所述的储热体1为高温储热体（600℃以上到1200℃），保温隔板4内设置耐火砖材料层5，为四层结构组成储热壳体，最内层就是按照“炼钢炉”的模式做，以承载共晶盐高温储热体。储热体1腔体的体积为0.5-50立方米，优选5-40立方米，更优选10-30立方米；储热体1上设置透气孔；储热材料中设置一组中空的耐压不锈钢钢管9，所述的电加热设备6由一组电热管及两个或两个以上偶数对电极组成。所述的耐火砖材料层5的厚度为5-40厘米，优选10-30厘米，更优选15-25厘米；保温隔板4的厚度为0.5-30厘米，优选5-25厘米，更优选10-20厘米；岩棉保温层3的厚度为4-30厘米，优选5-20厘米；反光膜保温层2的厚度为0.01-0.08厘米，优选0.02-0.04厘米。

所述的保温隔板4使用不锈钢板焊接而成，隔断并且大幅度减少“热能的对流和传导”损失，防腐蚀；所述的岩棉保温层3和反光膜保温层2使用岩棉和反光膜做成，将“热能传导和辐射”的损失阻断和减少，达到热能基本不散失的目的，或者说是“将热能散失减少到最小”（符合热力学第二定律和第零定律）。所述的保温隔板4是将钢材做成一个中空的方扁型或者圆形（含椭圆形）容器，钢板中间的空间厚度是0.5-30厘米，方型和长方形储热体使用方扁型“保温隔板”，圆形容器使用圆形“保温隔板”，椭圆形容器使用椭圆形保温隔板，抽出空气，使之成为真空状态即可，此保温隔板4是建立在普通真空技术基础上的，具有高效保温的作用。

所述的储热体1容器外形采用标准集装箱和标准汽车液体运输罐尺寸设计或者改制，可以按照集装箱方式和汽车罐型容器的现有外形，安装在1-60吨农用车和载重车上，如：1-3立方米容积的“储热体箱”可以由普通农用车、轻型货运汽车拉运，4-10立方米的可以使用中型专用载重车拉运，11-60吨的可以使用大型集装箱载重车拉运，即方便装卸又方便运送和使用。

所述的共晶盐储热体7，其熔点可以降低到400℃，储热性能从40-800℃都表现良好，达到1200℃时也能够正常储热，储热范围极寛，其沸点在1400℃以上，不超过此温度点时（1400℃）体积变化很小，在加热到最高温度工作时（1200℃）也仅膨胀在总体积的15%以内，氯化钠、氯化钾都是可以食用的，氯化镁就是传统点豆腐使用的“卤水”，药品“卤干”也是用氯化镁制作的，也是可以应用在人体上的一种药品；加热时排出的一些少量气体（不超过总体积的10%）均是对环境友好、无害的，放热时吸收的是少量空气，也是无害的，无论在加热时或者是放热时均在常压下进行（容器没有压力，与当地的大气压一致）所以在使用中特别安全、环保。所述的共晶盐储热体7还可以由无机化工范围的其它氯化盐类物质组成。

所述的鹅卵石8在地球上大量而广泛分布的，在沿河地区俯拾皆是，但是要求选择直径在12-18厘米，外形基本上是正圆形的鹅卵石；如果当地实在没有，也可以采用人工鹅卵石，用耐高温的铝酸盐水泥自制，其自制的配方是：铝酸盐水泥70%；石膏粉24%；石墨粉6%，此人工制造的鹅卵石是储热体中的填充物，约占总容积的60-80%，不但储热、放热性能好而且可以大量节省了共晶盐储热体7的使用量，极大的降低了成本。以上这些大量易得的材料有基本共同的特点，就是可以反复的吸热、散热，同时在40-800℃都可以有良好的储热性能，在吸热的过程中有一个相变点，即达到400℃温度时就由固体变为液体状态了，此时储热性能更好。这些高温液体在放出热量温度降低到400℃以下时就又变为固体了，在固体状态下仍然可以继续散热到40℃，加热到1400℃以上才沸腾，所以在使用中不必担心沸腾汽化爆炸等问题，可以一直加热到到1200℃也能够正常使用（可以大幅度的提高储存热能），一般设定的工作温度范围是40-400-600-800℃（最高达1200℃）。

上述共晶盐储热体7的储热量大：共晶盐储热体7的比热容单位热量为77.84J/(g·K)，在1立方米容积时，共晶盐储热体7的比重是2.1，即1立方米容积的重量是2100公斤；比热容是77.84J/g.K；从20℃加热到400℃时温差是380℃，通过下列计算可知，能够储存17268.33千瓦/时的理论电功率热能，加热到800℃可以储存35444.66千瓦/时电功率热能。  

储热量计算公式如下：

计算公式 Q=cm△t 

Q：表示热量； c：表示比热容； m：表示质量 ；△t表示变化的温度 

Q吸=cm(t-t0) 

Q 吸表示吸收的热量 c表示比热容 m表示质量 t表示末温 t0表示初温 

Q放=cm(t0-t) 

注释：Q放表示放出的热量 c表示比热容 m表示质量 t表示末温 t0表示初温

计算：

将1立方米容积的储热体比热容数据和温度差代入上式：（共晶盐的比重为2.1-2.2此处取2.1计算）。

每克的吸热量（比热容）是77.84J/g.K；每公斤的比热容是77840J/kg.K=77.84KJ/kg.K；每吨的比热容是77.84MJ/吨.K

   Q=cm△t

①：（温度范围为20-400℃时，理论上可以储存的热能）

Q=77.84MJ/吨*Δt)=77.84MJ*2.1(吨)*k=163.46MJ.k(共晶盐的比重为2.1)

 2.1吨的共晶盐吸热量=163.46MJ*Δt（温度差）

 吸热量乘以温度差=163.46MJ*380℃(400℃-20℃，从20℃升高到400℃的温差）

=62116.32MJ*0.278(1MJ热能等于0.278千瓦/时)

=17268.33（千瓦/时）  （每立方米容积储热能量）

=17268.33（千瓦/时）÷2.1=8223千瓦/时

每吨共晶盐储热体7从20℃加热到400℃可以储存的热量是8223千瓦/时（度电）

②：（温度范围20-600℃时）如下式：

Q=77.84MJ/吨*Δt)=77.84MJ*2.1(吨)*k=163.46MJ.k(共晶盐的比重为2.1)

 2.1吨的共晶盐吸热量=163.46MJ*Δt（温度差）

 吸热量乘以温度差=163.46MJ*580℃(600℃-20℃从20℃升高到600℃的温差）

=94806.8MJ(1MJ热能等于0.278千瓦/时)

=26356.29（千瓦/时）  （每立方米容积储热能量）

=26356.29（千瓦/时）÷2.1=12550千瓦/时

每吨共晶盐储热体7从20℃加热到600℃可以储存的热量是12550千瓦/时（度电）

③：（温度范围20-800℃时）如下式：

Q=77.84MJ/吨*Δt)=77.84MJ*2.1(吨)*k=163.46MJ.k(共晶盐的比重为2.1)

 2.1吨的共晶盐吸热量=163.46MJ*Δt（温度差）

 吸热量乘以温度差=163.46MJ*780℃(800℃-20℃，从20℃升高到600℃的温差）

=127498.8MJ(1MJ热能等于0.278千瓦/时)

=35444.66（千瓦/时）  （每立方米容积储热能量）

=35444.66（千瓦/时）÷2.1=16878千瓦/时

每吨共晶盐储热体7从20℃加热到800℃可以储存的热量是16878千瓦/时（度电）。

④：实际上电能、热能的转换不能100%的进行，必然有大量的损耗和散失（遵循热力学第二、第三定律），我们按照50%的实际使用效率计算，在温度达到400℃时：每吨共晶盐储热体7实际储存的热量是4111.5度电的热能；达到600℃时可以储存6275度电的热能；达到800℃时可储8439度电的热能。

这仅是1吨重量的共晶盐储热体7储存的热能，从上述计算中可知利用共晶盐储热体7储热是有理论依据的，通过此种储热体1进行“风电储能”所储存的热能量是极大的。利用风电电能加热此类物质时，也可以看作是将大量的电力转化为热能并且储存在此类物质中，使用时只要将这些热能输出并调控到我们所需要的温度即可。（符合热力学第一定律）

此种储存了大量热能的共晶盐储热体7是可以通过现在广泛使用的“保温技术”予以保持温度的，在相对长的时间里保持储热体中的温度，在几十个小时到一百小时内是不会大量流失热量的（每立方米容积的储热体在保温最好的条件下，在400℃时经过24小时只降温3-5℃，符合热力学第二定律），完全可以在这段时间里运输到很远的地方使用。

储热体1的可以采用以下几种加热方式：

1.电热管加热方式配合电阻制热方式共同加热储热体，储热体温度低于500℃时（40-500℃），使用电热管加热方式，当储热体中温度高于500℃时使用“电阻制热”方式加热。

“电阻制热”方式是在储热体溶液中放置2个及2个以上的偶数对电极（使用交流电或者直流电均可），当电流流过储热体的高温液体（400℃以上时变为液体）时发生电能转变为极高热能现象（如普通的白炽灯发光就是电流流过钨丝发生的“电阻制热”现象），共晶盐储热体7高温溶液是极好的导电体，电流流过此导电溶液时发生“电阻制热“效应，产生的温度可以达到1000℃以上。

通过温度控制开关调节以上两种电能制热方式，在500℃以下时使用电热管加热，500℃以上时使用电阻制热方式加热，大部分1000千瓦及更大功率的风力发电机的输出电压都是输出交流电，频率是50赫兹、电压是690V，都可以通过普通变压器改变电压的方法降低和改变电压，达到符合储热体中预置的“电加热管”和“电阻制热”加热所需要的电压。

2.另外也可以采用传统的“中频率电炉”（即电磁炉）方式加热，但是需要将电能进行稳压输出，设备较昂贵。

3.因为储热体1中的储热物质（如前所述）是放置在一个封闭（有透气的小孔，只在加热时和放热时开启，保存、运输过程中是关闭的）并且高效保温的容器中，输入的热量会逐渐的积累并不断升高，因为有良好的保温层保持温度，绝大部分热能不会散失，在加热时热量损失很小（遵循热力学第一定律）可以高效储热，即便是间断加热与“变功率加热”（这两点特别符合大型风力发电机的发电不稳定情况）都能够将绝大部分热能进行储存。

当温度超过500℃时电热管就不能够再大幅度的提升温度了（电热管的温度最高只能达到520℃，继续加热也不会使温度迅速升高（这符合热力学第二定律“热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体”），所以必须使用“电阻制热”方式加热，在储热体液体中通过大量电流会在“电阻发热效应”下产生更高的温度，使储热体温度继续大幅度上升。

本发明所述的储热体1中热能的利用：

1.在此储热体中可以预置中空并且耐压的不锈钢钢管9，取用热能时在此钢管的一端利用鼓风机送入冷空气，当冷空气流过此钢管的高温储热区段时可以获得80-500℃的大量高温热风（自行调节空气进口阀门，与不经过储热体的冷空气混合即可达到所需要的“暖风”），直接将调节好额定温度的热风送入中央空调的“热风源”处或者是集中供热的系统的“热风管”入口处，就可以切除原系统中的煤炭加热、电加热、天然气加热等环节（而这些加热系统是最耗费能源的）大大的节省了煤炭和电力。

2.将此热风输入到一个保温的大水池中（采用曝气结构方式结构最简单）；很快就能够将几吨到几十吨甚至是上百吨的凉水加热，也可以采用“汽水热能换热器”方式与水暖系统连接，进行热能置换，供冬季时的房屋取暖需要，一般的水暖系统，出水温度是70℃，回水温度是40℃，所以只要将凉水加热到70℃时就可以进行水暖供暖了。

3.可以在预置在储热体的不锈钢耐压钢管9的进口端中加入“高压凉水”，当通过储热体的高温区段后，在出口端有大量的高温、高压蒸汽输出，利用此蒸汽进行“汽轮机发电方式”发电，可以得到稳定可调的电力能源，这种稳定可调的电力并入电网，此种专门发电的储热体系统是需要特别专门设计的。

4.可以使用气体/气体；气体/液体；液体/液体等多种形式的换热器将大量的热能置换到需要的场合使用，方法灵活多变，但都是成熟的“公知技术”，没有技术瓶颈。

5.在将热能变成机械功的转换上有“斯特林引擎”（又称斯特林发动机、斯特林外燃机），只需要热量即可工作，这种热机可以达到80%的热能利用效率，以往只是因为没有“容量大又稳定可调的绿色热能能源”供应，因此一直没有得到普及和大发展，我们的这种“高温、巨量、绿色、可调的热能”正是与其匹配的最佳能源，与传统内燃机相比斯特林引擎往往维修需求更低，更高效、更安静而且更可靠，当热能来源供应问题解决后将会大行于世。

6.利用此热能，通过多种方式（含蒸汽直接推动、蒸汽轮机发电、热气循环发电、斯特林发动机等热力发动机）将热能转化为机械能，利用机械能驱动多种交通工具如：火车、汽车、船舶、拖拉机等其意义更是巨大而明显的。　

储热体1的具体实施例：

0.001立方米（1立方分米）容积的共晶盐储热体可以储存17度电的功率热能（指在20℃温度加热到400℃时，仅使用电加热棒加热，实际耗电20度），可以做到24小时只降温10℃的水平(因为此实施例，体积小，散热面积相对较大，遵循表面积与体积成3次方的关系，即表面积增大一倍，体积增大8倍的原因所以散热速度较快)，降低到300℃时可以保存5天时间，证明了此技术可以长时间保温的效果。

根据以上的实施例的对本技术中储热体保温的验证情况，下面通过计算可以说明在型号为20G的标准集装箱装入20立方米体积的“储热体”的储热性能。

型号为20G的标准集装箱总容积为33.3立方米，实际装入20立方米的储热体，另外13.3立方米的容积是储热体的壳体及多层保温层。如将20立方米容积的储热体加热，从20℃加热到400℃时，按照每立方米储能密度17268度电热能计算（如前所叙述），理论上可以储存总热量为345360度电功率的热能，储存热能按照50%实际使用效率计算，为172680度电，大约消耗200000度风电，可以吸纳10台1000千瓦的风力发电机组一天所发出的额定标准的风电，并且转化成热能的方式储存，提高加热温度到600℃或者800℃时可以储存更多的热能，为更多的风电机组储存热能服务，以较小的投入，解决了风电机组无法上网而“弃风、停转”的问题。同时因为体积很大所以其表面积按照3次方的比例减少很多，散热性能肯定小于每24小降低5℃的效果，使储热效益更高。

大型风力发电机组进行储热的效益分析：

1.一台1000千瓦的风力发电机组一天24小时按照满功率发电计算可以发电24000千瓦/时，10台同型号的风力发电机组，一天可以发电240000千瓦/时电能，可以加满一个如此大小的储热体箱，假设此集装箱式储热体箱工作温度设计为400℃，除去风电不稳定的效率损耗按照240000度实际消耗电功率计算，可以储存热能200000千瓦/时（20万度电）的电能热量。

用200000千瓦/时（储热体储存的电热能）除以8.14千瓦/时（每公斤标煤功率热值）=24570公斤标煤，按照50%的效率计算也有12285公斤约12吨标煤的热能，相当于16吨优质无烟煤，市场价值16800元，分摊到每台1000千瓦的风力发电机上，每台每天最少可以有1680元的效益。

注：我国是按照标煤的热值统一计算热能的，按照每公斤标煤的热值是7000千卡，又等于8.14千瓦/时（见千瓦小时-焦耳-马力小时-卡路里单位换算表）。

2.当前优质无烟煤的价格在900-1000元（2011年3月价格），所以一台1000千瓦的风力发电机组每天如果如果使用我们的发明技术进行储热利用，将会最少产生约2000元的经济效益，该储热体有很寛的加热功率范围，允许宽范围、超负载加热，只要在沸腾点以下（1400℃）都可以安全运行，因此可以利用超过风力发电机额定风速的大部分风能，可以储存更多的热能获得更大的效益，这比上不了电网，在闲置的无效益状态的风力发电机组是有天壤之别的。

本发明在大型风力发电机组上使用储热体方式的优点和特点：

1.每10台1000千瓦风力发电机组可以配合2-4台20立方米容积的储热体，以利循环使用，还可以起到极有利于风力发电机正常运行的作用，因为风能的能量是与风速的3次方成正比的关系（风速增大一倍风力增大8倍）。在风速低时可以给1-2台储热体加热，风速高时给3-4台储热体同时加热，充分的有效的利用了低于额定风速或者高于额定风速的风能，极大的提高了风能利用效率，因为不考虑电压稳不稳，有功电能、无功电能达不达标，功率因数是多少等并网必须的条件，实际上是一个理想的“纯电阻电路”加热模式，所以比上网产生的效益高几倍。

2.还能够对风力发电机起到，“耗电制动”效应（很寛的储热性能可以高效率的吸收大风时的能量）使风力发电机不再有“甩负荷逃逸”的现象发生（在甩掉大负荷时最容易发生“飞车”的故障），也从根本上解决了超大风速时，风力发电机因超风速保护机构动作，而突然甩掉大负荷造成的“飞车”现象，此情况下极易造成风力发电组的损坏，不但从根本上解决了这一难题，更能够简化大型风力发电机的结构，降低造价，提高储热的总利用效益。

3.此种热能是直接供应到用户直接使用的，完全没有燃烧煤炭的污染，更是将不稳定的风电随时转化为可以储存、可以调控的数量巨大的热能，将为现在因为上不了大电网的“弃风、停转”的大型风力发电机组提供一个高效率出力、赚大钱的机会。

4.一台1000千瓦的风力发电机组按照保守的每天收入2000元计算，每年就是73万元，只按照1/2的发电时间计算（按照实际情况折算），每年也有36.5万元收入，更难能可贵的是此种热能是完全绿色的能源，从节能减排、环境保护的层面看，其社会、环境效益是普通煤炭和其它化石能源无可比拟的，应该大力推广。

Claims (1)

1.大型风力发电机储热储能方法，其特征在于：利用大量不稳定的风电对储热体（1）内设置的储热材料进行间断和变功率加热，将其电能转化为温度在40-1200℃的热能储存在储热体（1）内，利用保温技术将储热体（1）内进行几十至一百小时内的保温，在保温期间将储存在储热体（1）内中的热能进行稳定、可控的输出利用，所述的储热材料为重量百分含量以下物质组成的共晶盐储热体（7）：40-75%氯化钠、20-30%氯化镁、20-30%氯化钾，所述的储热材料还含有鹅卵石（8），鹅卵石（8）占总体积的60-80%；所述的鹅卵石（8）为人工制造的鹅卵石，由重量百分含量的以下物质组成：铝酸盐水泥60-80%、石膏粉14-35%、石墨粉4-16%，鹅卵石（8）的直径为3-38厘米；所述的储热体（1）为高温储热体，由内至外用耐火砖材料层（5）、保温隔板（4）、岩棉保温层（3）、反光膜保温层（2）四层结构组成储热壳体，储热体（1）上设置透气孔，储热体（1）腔体内的储热材料中设置一组电加热设备（6），所述的电加热设备（6）由一组电热管及两个或两个以上偶数对电极组成，电热管加热配合电阻制热方式共同加热共晶盐储热体（7），共晶盐储热体（7）温度40℃-500℃，使用电热管加热，当共晶盐储热体（7）温度高于500℃时，使用电阻制热加热；储热材料中设置一组中空的耐压不锈钢钢管（9），储热体（1）腔体的体积为0.5-50立方米，耐火砖材料层（5）的厚度为5-40厘米，保温隔板（4）的厚度为0.5-30厘米，岩棉保温层（3）的厚度为4-30厘米，反光膜保温层（2）的厚度为0.01-0.08厘米。

2. 如权利要求1所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述的鹅卵石（8）的直径为14-16厘米，鹅卵石（8）占总体积的60-80%。

3. 如权利要求1所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述铝酸盐水泥的含量为65-75%，石膏粉的含量为18-30%，石墨粉的含量为5-15%。

4. 如权利要求1所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述铝酸盐水泥的含量为68-70%，石膏粉的含量为20-25%，石墨粉的含量为10-12%。

5. 如权利要求1所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述的储热体（1）腔体的体积为5-40立方米。

6. 如权利要求1所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述的储热体（1）腔体的体积为10-30立方米。

7. 如权利要求1所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述的耐火砖材料层（5）的厚度为10-30厘米，保温隔板（4）的厚度为5-25厘米，岩棉保温层（3）的厚度为5-20厘米，反光膜保温层（2）的厚度为0.02-0.04厘米。

8. 如权利要求1所述的大型风力发电机储热储能方法，其特征在于所述的耐火砖材料层（5）的厚度为15-25厘米，保温隔板（4）的厚度为10-20厘米。