CN102738905B - 整合自然能源的储能与供能系统 - Google Patents

整合自然能源的储能与供能系统 Download PDF

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Abstract

整合自然能源的储能与供能系统,利用风力能与太阳能,驱动风力能源装置、热力循环系统与太阳能源装置。将风力能与太阳能的能源转换成电能、热能以及冷能三种能源型式,分别经由储存电能装置、储存热能装置与储存冷能装置,储存电能、热能与冷能。依各项能源使用需求分别供给电能、热能与冷能,使构成电力能源网络、热能源网络与冷能源网络等三种能源储存与供应网络。主要目的系通过整合风力能与太阳能的两项自然能源,并搭配电能、热能与冷能储存装置与其供应能源方式,使构成区域或公用供电力、热能与冷能三项之能源网络。

Description

整合自然能源的储能与供能系统
技术领域
本发明涉及一种整合自然能源储能与供能系统。
背景技术
现有冷能供应与储存系使用公用电力驱动空调主机或冷冻主机与其系统来达成;热能供应与储存系使用公用电力、燃料油、液态与天然瓦斯等能源驱动锅炉来达成;而使用风力能与太阳能等自然能源,大部分都应用于电能的供给与储存。虽有使用公用电力驱动热力循环系统来达成冷能与热能的供应,也有使用太阳能来制造热能的供应与储存等,但都限于热力循环系统或太阳能光热系统的应用,而未能将其整合应用。尤其是整合风力能与太阳能来达成供给与储存电能、热能与冷能的应用系统,而且又能与现有的电力、热能与冷能的系统整合与应用。
由此可见,上述现有方式仍有诸多缺失,实非一良善的设计,而亟待加以改良。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种整合自然能源储能与供能系统,通过整合风力能与太阳能,驱动风力能源装置、热力循环系统与太阳能源装置,其主要目的是通过整合风力与太阳的两项自然能源,并搭配电能、热能与冷能储存装置与其供应能源方式,使构成区域或公用供电力、热能与冷能三项的能源网络。
达成上述发明目的的整合自然能源的储能与供能系统:是利用风力能与太阳能,驱动风力能源装置、热力循环系统与太阳能源装置。本发明是一种整合自然能源的储能与供能系统,包含有电力能源网络、热能源网络、冷能源网络、风力能源装置、热力循环系统、太阳能源装置、电能储存装置、热能储存装置、冷能储存装置、自然热能源库,其中:该电力能源网络是做为电力能源的储存与供给用途;热能源网络是做为热能源的储存与供给用途;冷能源网络是做为冷能源的储存与供给用途;风力能源装置,通过风力能驱动,经机械传动装置连接风力能发电装置与热力循环系统;热力循环系统,利用风力能经机械传动装置或电能驱动马达而产生热能与冷能;太阳能源装置,通过太阳能使光电转换装置产生电能;光热转换装置产生热能;电能储存装置,可储存通过风力能与太阳能所获得的电能;热能储存装置,可储存通过热力循环系统与太阳能所获得的热能;冷能储存装置,可储存藉由热力循环系统所获得的冷能;自然热能源库,做为吸收或释放冷、热能量的自然热能源库。此外,本发明将风力能与太阳能的能源转换成电能、热能以及冷能的能源型式,并将电能、热能与冷能等三种能源型式,分别经由储存电能装置、储存热能装置与储存冷能装置,储存电能、热能与冷能。再依各项能源使用需求分别供给电能、热能与冷能,使构成电力能源网络、热能源网络与冷能源网络等三种能源储存与供应网络,以符合环保节能减碳的需求。
本发明所提供的一种整合自然能源的储能与供能系统,与其他现有技术相互比较时,更具备下列优点:
1.本发明所提供的电力能源网络、热能源网络、冷能源网络,将电能、热能与冷能等三种能源型式,分别经由储存电能装置、储存热能装置与储存冷能装置,储存电能、热能与冷能。再依各项能源使用需求分别供给电能、热能与冷能,使构成电力能源网络、热能源网络与冷能源网络等三种能源储存与供应网络,有效运用三能源网络可达到节能减碳效益;
2.本发明提供热力循环系统,该热力循环系统是利用驱动源经由动力链接装置,来驱动热力循环系统的热力循环驱动设备,使热力循环系统的制热装置制造热能,并储存于热能储存装置;另可使热力循环系统的制冷装置制造冷能,并储存于冷能储存装置,可有效提升传统式冷、热节能应用系统。
附图说明
图1为本发明整合自然能源的储能与供能系统配置图;
图2为本发明电力能源网络配置图;
图3为本发明热能源网络配置图;
图4为本发明冷能源网络配置图;
图5为本发明风力能源系统配置图;
图6为本发明热力循环系统的驱动源配置图;
图7为本发明热力循环系统的热能与冷能应用配置图;
图8为本发明热力循环系统的其中一种自然热能源库配置;
图9为本发明热力循环系统的另一种自然热能源库配置;
图10为本发明太阳能源装置配置图。
附图标记说明
1区域或公用供电系统,
2电力接取单元,
3区域供给热能系统,
4热能接取单元,
5区域供给冷能系统,
6冷能接取单元,
11风力能,
12风力能源装置,
13传动装置,
14风力能发电装置,
15电力转换装置,
16电能储存装置,
17马达电源切换装置,
21热力循环系统,
22动力链接装置,
23热力循环驱动设备,
24制热装置,
25节流装置,
26制冷装置,
27自然热能源库,
28马达,
29热能储存装置,
30冷能储存装置,
31太阳能,
32太阳能源装置,
33光热转换装置,
34光电转换装置,
41电力能源网络,
42热能源网络,
43冷能源网络。
具体实施方式
本发明是提供一整合自然能源的储能与供能系统,实施方式请参阅下列图例说明。
首先,请参阅图1所示,为本发明整合自然能源的储能与供能系统配置图。本发明的整合自然能源的储能与供能系统,包含有:电力能源网络41,做为电力能源的储存与供给用途;热能源网络42,做为热能源的储存与供给用途;冷能源网络43,做为冷能源的储存与供给用途;风力能源装置12,通过风力能11驱动,经机械传动装置13连接风力能发电装置14与热力循环系统21;热力循环系统21,利用风力能11驱动风力能源装置12,并经由机械传动装置13再驱动动力链接装置22而産生热能与冷能。或经由电能输入马达28,驱动动力链接装置22而产生热能与冷能;太阳能源装置32,通过太阳能31使光电转换装置34产生电能;光热转换装置33产生热能;电能储存装置16,可储存通过风力能11与太阳能31所获的的电能;热能储存装置29,可储存通过热力循环系统21与太阳能31所获的的热能;冷能储存装置30,可储存通过热力循环系统21所获的的冷能;以及自然热能源库27,做为吸收或释放冷、热能量的自然热能源库27。整合自然能源的储能与供能系统系利用风力能11与太阳能31,驱动风力能源装置12、热力循环系统21与太阳能源装置32。并将风力能11与太阳能31的能源转换成电能、热能以及冷能的能源型式,并将电能、热能与冷能等三种能源型式,分别经由储存电能装置、储存热能装置与储存冷能装置,储存电能、热能与冷能。再依各项能源使用需求分别供给电能、热能与冷能,使构成电力能源网络41、热能源网络42与冷能源网络43等三种能源储存与供应网络。
请参阅图2所示,为本发明电力能源网络配置图。本发明的电力能源网络41系由电能储存装置16与区域或公用供电系统1所组成。其中该电能储存装置16的电力输入来源有风力能发电装置14、光电转换装置34以及区域或公用供电系统1,其中区域或公用供电系统1的输入电力可于离峰、低价时段。电能储存装置的电力输出,可供应电力给热泵装置,或回馈、或售电给区域或公用供电系统1。电能储存装置16是通过电力转换装置15做为电力输入与输出的界面。区域或公用供电系统1利用电力接取单元2做为电力输出与输入的传输接口。
请参阅图3所示,为本发明热能源网络配置图。本发明的热能源网络42系由热力循环系统21的制热装置24、热能储存装置29、太阳能源装置32的光热转换装置33与区域供给热能系统3所组成。区域供给热能系统3是通过热能接取单元4做为热能输出与输入的传递接口。其中热能储存装置29的热能输入来源有热力循环系统21的制热装置24,或于离峰、低价时段由区域供给热能系统3输入;输出供应端为区域供给热能系统3。另外,热力循环系统21的制热装置24可直接供应热能给区域供给热能系统3。
请参阅图4所示,为本发明冷能源网络配置图。本发明的冷能源网络43是由热力循环系统21的制冷装置26、冷能储存装置30与区域供给冷能系统5所组成。区域供给冷能系统5是通过冷能接取单元6做为冷能输出与输入的传递接口。其中冷能储存装置30的冷能输入(表示能量输出,获得冷能)来源为热力循环系统21的制冷装置26,或于离峰、低价时段由区域供给冷能系统5输入;输出供应端为区域供给冷能系统5。另外,热力循环系统21的制冷装置26可直接供应冷能给区域供给冷能系统5。
请参阅图5所示,为本发明风力能源系统配置图。本发明的风力能源装置12是利用风力能11,经传动装置13驱动风力能发电装置14,使产生电能并储存于电能储存装置16,另可经传动装置13链接热力循环系统21的动力链接装置22,使热力循环系统21运转。其中传动装置13可单独驱动风力能发电装置14与热力循环系统21,或同时驱动风力能发电装置14与热力循环系统21。
请参阅图6所示,为本发明热力循环系统21的驱动源配置图。本发明的热力循环系统21是利用一驱动源经由动力链接装置22,来驱动热力循环系统21的热力循环驱动设备23,使热力循环系统21的制热装置24制造热能,并储存于热能储存装置29;另可使热力循环系统21的制冷装置26制造冷能,并储存于冷能储存装置30。其中驱动源有风力能11与马达28做为热力循环系统21动力来源。而马达28的电力来源有电能储存装置16与区域或公用供电系统1,可通过马达电源切换装置17做为二电力来源的切换。
请参阅图7所示,为本发明热力循环系统21的热能与冷能应用配置图。本发明的热力循环系统21通过制冷装置26与制热装置24,将冷能储存装置30内的能量或区域供给冷能系统5的能量,转移到热能储存装置29或区域供给热能系统3。热力循环系统21将获得的热能与冷能储存于热能储存装置29与冷能储存装置30,或使区域供给热能系统3与区域供给冷能系统5获得供热能与供冷能。
请参阅图8与图9所示,为本发明热力循环系统21的自然热能源库配置图。本发明的热力循环系统21可通过制冷装置26将冷能储存装置30内的能量,经热力过程再将能量通过制热装置24转移到自然热能源库27,使冷能储存装置30获得冷能。相对的,另热力循环系统21可通过制冷装置26将自然热能源库27的能量,经热力过程再将能量通过制热装置24转移到热能储存装置29,使热能储存装置29获得热能。其中自然热能源库27包含有大地、大气与水源等热能源库。
请参阅图10所示,为本发明太阳能源装置配置图。本发明的太阳能源装置32利用光电转换装置34与光热转换装置33,将太阳光能转换为电能与热能。并将电能储存于电能储存装置16;将热能储存于热能储存装置29。
上列详细说明是针对本发明之一可行实施例进行具体说明,惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围,凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更,均应包含于本案的专利范围中。

Claims (18)

1.一种整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,包含有:
电力能源网络,用以电力能源的储存与供给;
热能源网络,用以热能源的储存与供给;
冷能源网络,用以冷能源的储存与供给;
风力能源装置,通过风力能驱动,经机械传动装置连接风力能发电装置与热力循环系统;
热力循环系统,利用风力能驱动风力能源装置,并经由传动装置驱动热力循环系统的动力链接装置,来驱动热力循环系统的热力循环驱动设备,或经由电能输入马达而驱动热力循环系统的该动力链接装置,而令热力循环系统的制热装置制造热能;另使热力循环系统的制冷装置制造冷能;
太阳能源装置,通过太阳能使光电转换装置产生电能,光热转换装置产生热能;电能储存装置,储存通过风力能与太阳能获得的电能;
热能储存装置,储存通过热力循环系统与太阳能所获得的热能;
冷能储存装置,储存通过热力循环系统所获得的冷能;
自然热能源库,用以吸收或释放冷、热能量;
所述马达的电力来源是电能储存装置与区域或公用供电系统,通过马达电源切换装置做为上述的电力来源的切换;
所述热力循环系统通过制冷装置将冷能储存装置内的能量,经热力循环系统将能量通过制热装置转移到该自然热能源库,使冷能储存装置获得冷能;相对的,另热力循环系统通过制冷装置将自然热能源库的能量,经热力过程,将能量通过制热装置转移到热能储存装置,使热能储存装置获得热能;
利用风力能与太阳能,驱动风力能源装置、热力循环系统与太阳能源装置,将风力能与太阳能的能源转换成电能、热能以及冷能的能源型式,并将电能、热能与冷能的能源型式,分别经由电能储存装置、热能储存装置与冷能储存装置,用以储存,依各项能源使用需求分别供给电能、热能与冷能,使构成电力能源网络、热能源网络与冷能源网络的能源储存与供应网络。
2.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述电力能源网络是由电能储存装置与区域或公用供电系统所组成。
3.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述电能储存装置的电力输入来源是为风力能发电装置、光电转换装置以及区域或公用供电系统。
4.如权利要求3所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述区域或公用供电系统的电力于离峰、低价时段输入。
5.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述电能储存装置的电力输出,供应电力给热泵装置,或回馈、或售电给区域或公用供电系统。
6.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述电能储存装置是通过电力转换装置做为电力输入与输出的界面。
7.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述热能源网络是由热力循环系统的制热装置、热能储存装置、太阳能源装置的光热转换装置与区域供给热能系统所组成。
8.如权利要求7所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述热能储存装置的热能输入来源是热力循环系统的制热装置,或于离峰、低价时段由区域供给热能系统输入;输出供应端为区域供给热能系统。
9.如权利要求7所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述热力循环系统的制热装置直接供应热能给区域供给热能系统。
10.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述冷能源网络是由热力循环系统的制冷装置、冷能储存装置与区域供给冷能系统所组成。
11.如权利要求10所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述冷能储存装置的冷能输入来源是热力循环系统的制冷装置,或于离峰、低价时段由区域供给冷能系统输入;输出供应端为区域供给冷能系统。
12.如权利要求10所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述热力循环系统的制冷装置直接供应冷能给区域供给冷能系统。
13.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述风力能源装置是利用风力能,经传动装置驱动风力能发电装置,使产生电能并储存于电能储存装置,另经传动装置链接热力循环系统的动力链接装置,令热力循环系统运转。
14.如权利要求13所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述传动装置单独驱动风力能发电装置与热力循环系统或同时驱动风力能发电装置与热力循环系统。
15.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述热力循环系统通过制冷装置与制热装置,将冷能储存装置内的能量或区域供给冷能系统的能量,转移到热能储存装置或区域供给热能系统。
16.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述热力循环系统将获得的热能与冷能,储存于热能储存装置与冷能储存装置,或使区域供给热能系统与区域供给冷能系统获得供热能与供冷能。
17.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述自然热能源库,更包含有大地、大气与水源热能源库。
18.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能系统,其特征在于,所述太阳能源装置利用光电转换装置与光热转换装置,将太阳光能转换为电能与热能,储存于电能储存装置与该热能储存装置。
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