CN104654861A - 多能源互补蓄热器及互补电站 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种多能源互补蓄热器，采用将不同能源形式共同转换为热能后再转换为电能，实现多能源的互补，设置有多个进口的蓄热器，每个蓄热器，含有至少三个腔室，充热腔室、放热腔室以及蓄热腔室，蓄热腔室内设置有蓄热材料，充热腔室将热能交换给蓄热腔室内的蓄热材料，放热腔室与蓄热材料进行换热，将热能进行利用，充热腔室可以与多个能源形式的能源进行连接，可以将不同的能源形式转换为热能，实现将不同的形式的能源提供给热能，实现能源的互补利用。本发明的目的另一个目的是提供一种多能源互补蓄热电站，将光伏、风力等不同形式所发出的电力进行有机的结合利用，使得其发挥最大效率，减少抛风等影响。
Description
技术领域
本发明涉及多能源互补发电，特别是以太阳能光伏、风电、传统电能的互补发电系统。
背景技术
现有的太阳能发电主要有光伏和光热两种，光伏发电需要硅或其他特殊材料进行发电，光热发电有槽式、塔式和蝶式。热电主要是大规模的发电，缺乏小规模、家庭化、低成本化的热发电系统，同时现有的太阳能真空集热管主要应用于太阳能热水器，还没有采用太阳能真空集热管为采集能源进行热发电的系统。
现有的风力发电已经非常的成熟，以及太阳能光伏发电也是非常成熟，但是由于光伏和风力发电主要技术问题在于其发电都是波动电力，由于风力及太阳能的强度无法控制，因而其发出的电力也是无法控制，因而波动是必然的，这样给电力传输带来困难，为了防止电网被摧毁，因而很多的风力发出的电力以及光伏所发出的的电力被抛弃，每年中国现在弃电达到百亿元，为了将其电力能够使用，采用了很多的技术方案。
采用压缩控制进行对电力进行储存，这是现有的正在进行的技术，但是其效率仅仅可以到达70%，及其可以将70%的风力或光伏的电力转换为平稳的电力。。
发明内容
本发明的目的是提供一种多能源互补蓄热器，采用将不同能源形式共同转换为热能后再转换为电能，实现多能源的互补，设置有多个进口的蓄热器，每一个可以将热能交换给其内部的蓄热材料，实现将不同的形式的能源提供给热能，实现能源的互补利用。
本发明的目的另外一个目的是提供供一种多能源互补蓄热电站，将光伏、风力等不同形式所发出的电力进行有机的结合利用，使得其发挥最大效率，减少抛风等影响。
具体发明内容如下：
多能源互补蓄热器，其特征是：一个蓄热器，含有至少三个腔室，充热腔室、放热腔室以及蓄热腔室，蓄热腔室内设置有蓄热材料，可以将热能进行储存；充热腔室与蓄热腔室或者放热腔室与蓄热腔室之间采用换热器件进行换热，充热腔室将热能交换给蓄热腔室内的蓄热材料，放热腔室与蓄热材料进行换热，将热能进行利用，充热腔室设置有至少多组进口与出口，多个进口与出口可以与多个能源形式的能源进行连接，每一个进口部位设置有转换装置，可以将不同的能源形式转换为热能；充热腔室的多个进口将多种转换为热能的能源，共同交换给蓄热腔室内的蓄热材料，蓄热材料将热能进行储存，实现多能源互补以及利用。
所述的多种能源，包括下列至少一种：
A、太阳能光伏发电系统；
B、风电发电系统；
C、太阳能风光互补发电系统；
D、传统能源发电方式系统；
E、沼气发电系统；
F、生物质发电系统；
G、蓄电池；
H、燃料电池。
所述的将电能转换为热能的设备选择自下列一种：
A、电热锅炉设备；
B、微波设备；
C、高频或中頻设备；
D、电声热转换设备；
E、电热陶瓷；
F、利用风电所产生的电能所产生的热能；
G、生物质所产生的热能；
F、热泵。
所述的蓄热材料选择下列一种或多种：
A、固体粒块；固体粒块为由金属或非金属或其混合物组成的颗粒或者/和砖块，或者自然界存在额度沙粒、鹅卵石、小石块，固体粒块的形状为圆形、多边形、菱形、扇形、不规则现状；
B、流体蓄热器；包括液体、气体、等离子体或其混合物；
C、液态金属：所述的液态金属为下列一种或者多种或其化合物：汞,铯,镓,铷,钾,钠,铟,锂,锡,铋,铊,镉,铅,锌,锑,镁,铝；
D、混凝土；
E、熔融盐。
设置有多个蓄热器，每个蓄热器含有至少三个腔室，充热腔室、放热腔室以及蓄热腔室，蓄热腔室内设置有蓄热材料，可以将热能进行储存；每个蓄热器与至少一种能源进行换热蓄热，多个蓄热器组合成一个中央蓄热器，共同实现多能源互补的存储。
充热腔室与蓄热腔室或者放热腔室与蓄热腔室之间的换热器件选择下列一种：
A、流体管道换热：在每一个放热或充热腔室内部的进口与的出口之间还设置有多个管道，为流体换热管道，管道由金属或者非金属或者复合管道组成，管道的进口与出口与充热腔室内部的进口与的出口相互连通，使得流体可以在管道内流动；
B、热管换热：采用重力热管或循环热管，在充热腔室重力热管的蒸发段设置在充热腔室，冷凝段设置在蓄热腔室；在放热腔室重力热管的蒸发段设置在蓄热腔室，冷凝段设置在放热腔室；对于循环热管热管的部分壳体设置在充热腔室或放热腔室，其余部分设置在蓄热腔室。
一种风光电蓄热互补电站，包括上述的蓄热器，发电系统，控制系统，其特征是：
至少包含有一组第一发电系统，选择自下列至少两种或多种能源：
A、太阳能光伏发电系统；
B、风电发电系统；
C、太阳能风光互补发电系统；
D、传统能源发电方式系统；
E、沼气发电系统；
F、生物质发电系统；
G、蓄电池；
H、燃料电池；
以及至少一个将电能转换为热能的设备，将第一发电系统的电能转换为热能；
以及至少一个蓄热器，将第一发电系统的电能转换为热能后将热能进行储存；
以及至少包含第二发电系统，将储存的热能转换为电能。
所述的蓄热器，蓄热器选择下列一种或多种：
A、固体粒块蓄热器；
B、流体蓄热器；包括液体、气体、等离子体或其混合物；
C、液态金属蓄热器；
D、混凝土蓄热器；
E、熔融盐蓄热器。
设置有多个发电机组，多个发电机组与多个蓄热器进行连接，多台蓄热器可以并行共同发电；高温采用背压发电机组，背压发电机组与低温发电机组进行连接，将背压发电机组的余热进行利用。
从多个不同的区域，将太阳能光伏发电系统、风电发电系统、太阳能光伏发电系统和风电发电系统、传统发电方式所发出的波谷电的电力输送到一个中央转换站中，利用中央转换站的设备，实现将电能转换为热能，将多个不同的能源形式转换的热能集中成为大型蓄热器，大型蓄热器直接转换为电能，实现分布式采集集中发电。
从多个不同的区域，将太阳能光伏发电系统、风电发电系统、太阳能光伏发电系统和风电发电系统、传统发电方式所发出的波谷电力，再去发电区域内设置电热转换装置，将电能转换热能后以热能形式进行储存，将储存在不同的区域的蓄热器的集中到一个中央蓄热器中，将多个蓄热器的热能集中到一个中央蓄热器中，再将中央蓄热器的热能转换为电能。
采用本发明的技术方案可产生如下的有益效果：
1、 本发明利用蓄热器实现了多能互补，从而可以减少抛风光电的损失。
2、 本发明是采用多进口的蓄热器，实现多多能源的互补；
3、 本发明可以使用与太阳能等多种互补能源。
附图说明
图1是多能源互补蓄热器示意图。
图2是多能源互补蓄热电站示意图。
图中标号含义：
1：蓄热腔室进口，2：蓄热腔室出口，3：充热腔室进口，4：充热腔室出口，5：充热腔室，6：放热腔室，7：蓄热腔室，8：蓄热材料，9：热管 ，10：联通管道，11：挡板，12：转换装置，13：煤发电，14：太阳能光伏发电，15：风力发电，16：沼气发电，17：背压机组，18：螺杆机组。
具体实施方式
实施例1、多能源互补蓄热器
图1是一个蓄热器，含有至少三个腔室，充热腔室5、放热腔室6以及蓄热腔室7，蓄热腔室7内设置有蓄热材料8，可以将热能进行储存；充热腔室5与蓄热腔室7或者放热腔室6与蓄热腔室7之间采用换热器件进行换热，充热腔室5将热能交换给蓄热腔室7内的蓄热材料8，放热腔室6与蓄热材料8进行换热，将热能进行利用，充热腔室5设置有至少多组进口3与出口4，多个进口3与出口4可以与多个能源形式的能源进行连接，每一个进口部位设置有转换装置12，可以将不同的能源形式转换为热能；充热腔室的多个进口将多种转换为热能的能源，共同交换给蓄热腔室内的蓄热材料8，蓄热材料将热能进行储存，实现多能源互补以及利用；
本实施例中，有四组进出口与蓄热腔室进行连接，第一组（图中最左面）的换热器件为流体管道换热，流体进口3进入后经过管道与蓄热材料换热，第二组（图中左2）也是采用流体管道换热，第三组为多个并联的管道与串联管道进行换热，第四组为热管换热，多个热源通过不同的进口3与出口4实现与蓄热材料的换热；
在使用热能时，将流体从放热腔室内进入到蓄热腔室内，沿着连接进口与出口的流体管道换热，最后从出口流出，实现热能的使用。
实施例2、多能源互补蓄热电站
图2中含有至少三个腔室，充热腔室5、放热腔室6以及蓄热腔室7，蓄热腔室7内设置有蓄热材料8，可以将热能进行储存；充热腔室5与蓄热腔室7或者放热腔室6与蓄热腔室7之间采用换热器件进行换热，充热腔室5将热能交换给蓄热腔室7内的蓄热材料8，放热腔室6与蓄热材料8进行换热，将热能进行利用，充热腔室5设置有至少多组进口3与出口4，多个进口3与出口4可以与多个能源形式的能源进行连接，每一个进口部位设置有转换装置12，可以将不同的能源形式转换为热能；充热腔室的多个进口将多种转换为热能的能源，共同交换给蓄热腔室内的蓄热材料8，蓄热材料将热能进行储存，实现多能源互补以及利用；
本实施例中，有四组进出口与蓄热腔室进行连接，
第一组（图中最左面）为传统煤发电13所产生的电能，由电热转换装置电热锅炉转换为热能，热能加热流体进入到蓄热器内与蓄热材料通过流体管道换热；将热能交换给蓄热材料
第二组（图中左2）为光伏发电所产生的电能14，由电热转换装置电热丝加热流体转换为热能，热能加热流体进入到蓄热器内与蓄热材料通过流体管道换热；将热能交换给蓄热材料；
第三组为风电所产生的电能15，由电热转换装置中频率加热流体转换为热能，热能加热流体进入到蓄热器内与蓄热材料通过流体管道换热-多个并联的管道与串联管道进行换热，将热能交换给蓄热材料；
第四组为沼气所产生的热能，由热管换热16实现换热，将热能转换提供给蓄热材料。
在使用热能时，将流体从放热腔室内进入到蓄热腔室内，沿着连接进口与出口的流体管道换热，最后从出口流出，流体经蓄热腔室流动后将热能传递给流体，流体采用水，直接产生高温蒸汽450度的蒸汽，首先进入到背压机组，然后再进入到螺杆机组，实现多级的发电，发电后的蒸汽经过冷凝后再次的进入到蓄热器内成为蒸汽，再次进入到发电机组实现发电。
通过本实施例的技术内容，实现了多能源互补的蓄热和发电，从而实现了多能源互补的利用。特别是将各种不同可再生发电进行和有机的结合和发电。
根据本发明的原理及结构，可以设计其他的实施案例，只要符合本发明的原理及结构，都属于本发明的实施。
Claims (10)
1.多能源互补蓄热器，其特征是：一个蓄热器，含有至少三个腔室，充热腔室、放热腔室以及蓄热腔室，蓄热腔室内设置有蓄热材料，可以将热能进行储存；充热腔室与蓄热腔室或者放热腔室与蓄热腔室之间采用换热器件进行换热，充热腔室将热能交换给蓄热腔室内的蓄热材料，放热腔室与蓄热材料进行换热，将热能进行利用，充热腔室设置有至少多组进口与出口，多个进口与出口可以与多个能源形式的能源进行连接，每一个进口部位设置有转换装置，可以将不同的能源形式转换为热能；充热腔室的多个进口将多种转换为热能的能源，共同交换给蓄热腔室内的蓄热材料，蓄热材料将热能进行储存，实现多能源互补以及利用。
2.根据权利要求1所述的多能源互补蓄热器，其特征是：所述的多种能源，包括下列至少一种：
A、太阳能光伏发电系统；
B、风电发电系统；
C、太阳能风光互补发电系统；
D、传统能源发电方式系统；
E、沼气发电系统；
F、生物质发电系统；
G、蓄电池；
H、燃料电池。
3.根据权利要求1所述的多能源互补蓄热器，其特征是：所述的将电能转换为热能的设备选择自下列一种：
A、电热锅炉设备；
B、微波设备；
C、高频或中頻设备；
D、电声热转换设备；
E、电热陶瓷；
F、利用风电所产生的电能所产生的热能；
G、生物质所产生的热能；
F、热泵。
4.根据权利要求1所述的多能源互补蓄热器，其特征是：所述的蓄热材料选择下列一种或多种：
A、固体粒块；固体粒块为由金属或非金属或其混合物组成的颗粒或者/和砖块，或者自然界存在额度沙粒、鹅卵石、小石块，固体粒块的形状为圆形、多边形、菱形、扇形、不规则现状；
B、流体蓄热器；包括液体、气体、等离子体或其混合物；
C、液态金属：所述的液态金属为下列一种或者多种或其化合物：汞,铯,镓,铷,钾,钠,铟,锂,锡,铋,铊,镉,铅,锌,锑,镁,铝；
D、混凝土；
E、熔融盐。
5.根据权利要求1所述的多能源互补蓄热器，其特征是：设置有多个蓄热器，每个蓄热器含有至少三个腔室，充热腔室、放热腔室以及蓄热腔室，蓄热腔室内设置有蓄热材料，可以将热能进行储存；每个蓄热器与至少一种能源进行换热蓄热，多个蓄热器组合成一个中央蓄热器，共同实现多能源互补的存储。
6.根据权利要求1所述的多能源互补蓄热器，其特征是：充热腔室与蓄热腔室或者放热腔室与蓄热腔室之间的换热器件选择下列一种：
A、流体管道换热：在每一个放热或充热腔室内部的进口与的出口之间还设置有多个管道，为流体换热管道，管道由金属或者非金属或者复合管道组成，管道的进口与出口与充热腔室内部的进口与的出口相互连通，使得流体可以在管道内流动；
B、热管换热：采用重力热管或循环热管，在充热腔室重力热管的蒸发段设置在充热腔室，冷凝段设置在蓄热腔室；在放热腔室重力热管的蒸发段设置在蓄热腔室，冷凝段设置在放热腔室；对于循环热管热管的部分壳体设置在充热腔室或放热腔室，其余部分设置在蓄热腔室。
7.一种风光电蓄热互补电站，包括上述权利要求1-6所述的任意多能源互补蓄热器，以及发电系统和控制系统，其特征是：
至少包含有一组第一发电系统，选择自下列至少两种或多种能源：
A、太阳能光伏发电系统；
B、风电发电系统；
C、太阳能风光互补发电系统；
D、传统能源发电方式系统；
E、沼气发电系统；
F、生物质发电系统；
G、蓄电池；
H、燃料电池；
以及至少一个将电能转换为热能的设备，将第一发电系统的电能转换为热能；
以及至少一个蓄热器，将第一发电系统的电能转换为热能后将热能进行储存；
以及至少包含第二发电系统，将储存的热能转换为电能。
8.根据权利要求7所述的风光电蓄热互补电站，其特征是：设置有多个发电机组，多个发电机组与多个蓄热器进行连接，多台蓄热器可以并行共同发电；高温采用背压发电机组，背压发电机组与低温发电机组进行连接，将背压发电机组的余热进行利用。
9.根据权利要求7所述的风光电蓄热互补电站，其特征是：从多个不同的区域，将太阳能光伏发电系统、风电发电系统、太阳能光伏发电系统和风电发电系统、传统发电方式所发出的波谷电的电力输送到一个中央转换站中，利用中央转换站的设备，实现将电能转换为热能，将多个不同的能源形式转换的热能集中成为大型蓄热器，大型蓄热器直接转换为电能，实现分布式采集集中发电。
10.根据权利要求7所述的风光电蓄热互补电站，其特征是：从多个不同的区域，将太阳能光伏发电系统、风电发电系统、太阳能光伏发电系统和风电发电系统、传统发电方式所发出的波谷电力，再去发电区域内设置电热转换装置，将电能转换热能后以热能形式进行储存，将储存在不同的区域的蓄热器的集中到一个中央蓄热器中，将多个蓄热器的热能集中到一个中央蓄热器中，再将中央蓄热器的热能转换为电能。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150527 |