CN116717921A - 一种储热系统及储能系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及二氧化碳储能技术领域，公开了一种储热系统及储能系统,储热系统包括储热罐和太阳集能装置，储热罐用于存储高温的储热介质；太阳集能模块用于收集太阳能，并将太阳能转化为热能加热储热介质；太阳集能模块和储热罐单向连接，从储热罐流出的高温的储热介质经太阳集能模块加热；或者太阳集能模块将储热介质加热成高温后输送至储热罐储存；或者，太阳集能模块和储热罐双向连接，从储热罐流出的高温的储热介质经太阳集能模块加热后回流到储热罐储存。通过上述方式，本发明实施例能提高储热罐中的储热介质的温度。

Description

一种储热系统及储能系统

技术领域

本发明实施例涉及二氧化碳储能技术领域，特别是涉及一种储热系统及储能系统。

背景技术

二氧化碳储能技术的应用很大程度上已经解决了新能源发电行业存在的波动性和间歇性等弊端，为削峰填谷提供了有效的解决方案。二氧化碳储能系统工作流程为：储能过程为储气库中常压的气态二氧化碳经压缩机压缩并冷凝为中压的液态二氧化碳储存在储能容器中，气态二氧化碳压缩过程产生的热量由储热介质吸收存储在储热罐中；释能过程为储能容器中的液态二氧化碳经气化后吸收储热罐中输出的高温的储热介质的热量形成高温中压的气态二氧化碳，然后高温中压的二氧化碳进入膨胀机膨胀做功，并且二氧化碳释能后进入储气库，完成二氧化碳储能系统储能和释能循环过程。

二氧化碳储能系统的储能过程可以在用电低谷时间段进行，从而利用电网中富余的电能给储能系统存储能量，用电低谷时间段一般在晚上；二氧化碳储能系统的释能过程可以在用电高峰时间段进行，从而将存储的能量释放给用能设备，缓解电网在用电高峰时间段的供电压力，用电高峰时间段一般在白天。

本发明实施例在实施过程中，发明人发现：储热罐随着放置时间越长，储热介质的温度下降越多，导致进入膨胀机的二氧化碳温度下降，进而导致储能系统的效率下降。

发明内容

本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种储热系统及储能系统，能够减缓储热罐中的储热介质的降温速度，从而可以提高进入膨胀机的二氧化碳的温度，进而提高储热系统的效率。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种储热系统，包括储热罐和太阳集能模块，储热罐用于存储高温的储热介质；太阳集能模块用于收集太阳能，并将太阳能转化为热能加热储热介质；太阳集能模块和储热罐单向连接，从储热罐流出的高温的储热介质经太阳集能模块加热；或者太阳集能模块将储热介质加热成高温后输送至储热罐储存；或者，太阳集能模块和储热罐双向连接，从储热罐流出的高温的储热介质经太阳集能模块加热后回流到储热罐储存。

可选地，太阳集能模块为太阳能集热器，太阳能集热器用于将太阳能直接转化为热能。

可选地，太阳集能模块包括太阳能电池板和加热单元，储热罐与加热单元连接，太阳能电池板与加热单元电连接；储热系统还包括储气库，储气库用于存储气体，太阳能电池板为柔性电池板，柔性电池板设置于储气库的外表面。

可选地，太阳集能模块还包括温度控制单元和开关，开关设置于太阳能电池板和加热单元之间的连接电路上，温度控制单元的一端连接储热罐，另一端连接开关，温度控制单元根据储热罐内的温度控制开关的通断。

本发明实施例采用的另一个技术方案是：提供第一种储能系统，包括储冷罐、储能回路、释能回路和上述的储热系统，储冷罐、储能回路、储热罐、释能回路形成闭环连接，储冷罐储存低温的储热介质，低温的储热介质流过储能回路吸收热量后成为高温的储热介质进入储热罐储存，储热罐储存的高温储热介质流过释能回路释放热量后成为低温的储热介质进入储冷罐储存。

本发明实施例采用的又一个技术方案是：提供第二种储能系统，包括储冷罐、储能回路、释能回路、储热罐和太阳集能模块，储冷罐、储能回路、太阳集能模块、储热罐和释能回路形成闭环连接，储冷罐储存低温的储热介质，低温的储热介质流过储能回路吸收热量后成为高温的储热介质，高温的储热介质流过太阳集能模块加热后进入储热罐储存，储热罐储存的高温的储热介质流过释能回路释放热量后成为低温的储热介质进入储冷罐储存。

本发明实施例采用的再一个技术方案是：提供第三种储能系统，包括储冷罐、储能回路、储热罐、太阳集能模块和释能回路，储冷罐、储能回路、储热罐、太阳集能模块和释能回路形成闭环连接，储冷罐储存低温的储热介质，低温的储热介质流过储能回路吸收热量后成为高温的储热介质进入储热罐储存，储热罐储存的高温的储热介质流过太阳集能模块加热后再流过释能回路释放热量后成为低温的储热介质进入储冷罐储存。

可选地，储能回路包括压缩组件以及和压缩组件连接的储能容器，压缩组件与储气库连接，压缩组件用于将从储气库流出的二氧化碳压缩冷却成液态二氧化碳，储能容器用于存储液态二氧化碳；释能回路与储能容器、储气库均连接，释能回路用于将储能容器存储的液态二氧化碳蒸发为气态二氧化碳并释能，释能后的气态二氧化碳回流至储气库储存。

可选地，压缩组件包括冷凝器与至少一个压缩储能部，压缩储能部包括压缩机与储能换热器，储能换热器与相邻的压缩机连接，始端的压缩机与储气库连接，末端的储能换热器与冷凝器连接，储能容器与冷凝器连接；和/或，释能回路包括蒸发器、至少一个膨胀释能部，膨胀释能部包括释能换热器与膨胀机，膨胀机与相邻的释能换热器连接，蒸发器与储能容器连接，始端的膨胀释能部中的释能换热器与蒸发器连接，末端的膨胀释能部中的膨胀机与储气库连接。

可选地，储热罐包括第一储热罐和第二储热罐，第一储热罐用于储存高温的第一储热介质，第二储热罐用于储存高温的第二储热介质，储冷罐包括第一储冷罐和第二储冷罐，第一储冷罐用于储存低温的第一储热介质，第二储冷罐用于储存低温的第二储热介质，第一储冷罐、压缩储能部、第一储热罐、膨胀释能部形成闭环连接，第二储热罐、蒸发器、第二储冷罐形成闭环连接。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例通过设置太阳集能模块，将太阳集能模块和储热罐连接，以使太阳集能模块可以对储热罐中或者流向储热罐或者流出储热罐的储热介质进行加热，从而可以提高储热介质的温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明实施例中提供的储热系统的连接关系示意图；

图2是本发明实施例中提供的第一种储能系统的连接关系示意图；

图3是本发明实施例中提供的第二种储能系统的连接关系示意图；

图4是本发明实施例中提供的第三种储能系统的连接关系示意图。

附图标号如下：100、储能系统；1、储热系统；11、储热罐；111、第一储热罐；112、第二储热罐；12、太阳集能模块；121、太阳能电池板；122、加热单元；123、温度控制单元；124、开关；13、第一回流通道；14、储气库；2、储冷罐；3、储能回路；31、压缩组件；311、冷凝器；312、压缩储能部；3121、压缩机；3122、储能换热器；32、储能容器；33、预热器；4、释能回路；41、蒸发器；42、膨胀释能部42；421、释能换热器；422、膨胀机；5、发电机。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1，储热系统1包括：储热罐11和太阳集能模块12，储热罐11用于存储高温的储热介质，具体地，储热罐11中的高温的储热介质的温度高于40℃。太阳集能模块12与储热罐11连接，太阳集能模块12用于收集太阳能，并将太阳能转化为热能，并对储热介质进行加热。

在一些实施例中，储热罐11和太阳集能模块12之间双向连接，从储热罐11流出的高温的储热介质经太阳集能模块12加热后回流到储热罐11储存。具体地，储热罐11与太阳集能模块12之间通过第一回流通道13实现双向连接，储热罐11中的高温的储热介质经过第一回流通道13进入太阳集能模块12中加热，在太阳集能模块12中加热后的储热介质经过第一回流通道13回流至储热罐11中，从而实现对储热罐11中的储热介质进行加热的目的。另外，由于储能系统的释能过程是在白天进行的，白天的光照资源丰富，使得太阳集能模块12可以产生大量的热量来对储热介质进行加热，有利于避免由于储热罐11长时间放置而导致其内部的储热介质降温，从而可以提高进入膨胀机中的二氧化碳的温度，进而有利于提高储能系统的效率。

太阳集能模块12包括太阳能电池板121和加热单元122。第一回流通道13分别连接于加热单元122和储热罐11，储热罐11中的储热介质可以经过第一回流通道13进入加热单元122中，加热单元122用于加热储热介质，加热后的储热介质回流到储热罐11储存。太阳能电池板121与加热单元122电连接，太阳能电池板121用于将太阳能转化为电能，并对加热单元122供电。通过太阳能电池板121给加热单元122供电，再通过加热单元122给储热介质加热，提高了储热罐11中的储热介质的温度，从而可以提高进入膨胀机中的二氧化碳的温度，进而提高储能系统的效率。示例性说明，加热单元122包括电热炉。

可以理解的是，储热罐11和太阳集能模块12之间也可以单向连接，具体地，从储热罐11流出的高温的储热介质经过太阳集能模块12加热。示例性说明，储热介质经太阳集能模块12进一步加热后流入用热部件中，如储能工质释能前的加热设备或换热设备。示例性说明，用热部件可以是蒸发器41或者释能换热器421；或者，储热介质流入太阳集能模块12中加热成高温的储热介质后输送至储热罐12中储存。

太阳集能模块12包括太阳能电池板121和加热单元122。太阳能电池板121与加热单元122电连接，太阳能电池板121用于将太阳能转化为电能，并对加热单元122供电。

当储热罐11和太阳集能模块12之间双向连接时，第一回流通道13分别连接于加热单元122和储热罐11，储热罐11中的储热介质可以经过第一回流通道13进入加热单元122中，加热单元122用于加热储热介质，加热后的储热介质回流到储热罐11储存。通过太阳能电池板121给加热单元122供电，再通过加热单元122给储热介质加热，提高了储热罐11中的储热介质的温度，从而可以提高进入膨胀机中的二氧化碳的温度，进而提高储能系统的效率。示例性说明，加热单元122包括电热炉。

当储热罐11和太阳集能模块12之间单向连接时，加热单元122与储热罐11连接，并且从储热罐11流出的储热介质可以经过加热单元122进行加热。示例性说明，储热介质经加热单元122进一步加热后流入用热部件中，如储能工质释能前的加热设备或换热设备。示例性说明，用热部件可以是蒸发器41或者释能换热器421。或者，储热介质流入加热单元122中加热成高温的储热介质后输送至储热罐11中储存。

太阳集能模块12还包括温度控制单元123和开关124。开关124设置于太阳能电池板121和加热单元122之间的连接电路上，温度控制单元123的一端连接储热罐11，温度控制单元123的另一端连接开关124。温度控制单元123用于检测储热罐11中的储热介质的温度，并根据储热罐11内的储热介质的温度控制开关124的通断。具体地，当有太阳光照射太阳能电池板121使得太阳能电池板121产生电能时，温度控制单元123控制开关124导通，太阳能电池板121给加热单元122供电，以使加热单元122对储热介质加热。当储热罐11内的储热介质的温度高于第一预设温度时，温度控制单元123控制开关124断开，太阳能电池板121停止给加热单元122供电，加热单元122停止对储热介质加热；当储热罐11内的储热介质的温度低于第二预设温度时，温度控制单元123控制开关124导通，太阳能电池板121给加热单元122供电，加热单元122对储热介质加热。通过温度控制单元123控制开关124的通断，可以防止储热介质的温度过高而导致储热介质本身的性质发生改变而影响其存储热量，并且可以防止储热介质的温度过高而发生气化导致储热罐11的压强升高而出现安全风险。另外，当开关124断开后，储热介质失去热量来源，并且逐渐降温，当储热介质的温度下降至低于第二预设温度时，温度控制单元123再控制开关124导通，使得加热单元122可以对储热介质进行加热。第一预设温度和第二预设温度可以相同，也可以不同，根据需要进行设置。

进一步地，储热系统1还包括储气库14，储气库14用于存储二氧化碳。太阳能电池板121为柔性电池板，柔性电池板设置于储气库14的外表面，合理利用了储气库14的表面积，不需要额外占用土地面积。

进一步地，储气库11包括内膜和外膜(图未示)，内膜收容于外膜的内部，内膜的内部空间用于存储二氧化碳，容积可变，并且内膜的体积可以随着自身内部的压力增大而增大，外膜的形状固定用于抵抗风雪。

优选的，外膜上设置有外索网(图未示)，柔性电池板与外索网连接，从而将柔性电池板与外膜固定。在一些实施例中，柔性电池板也可以通过粘接剂贴附于储气库14的外表面，粘接剂可以为胶水或胶条。示例性说明，柔性电池板由若干柔性电池板单元彼此相邻连接而成，

在一些实施例中，太阳集能模块12为太阳能集热器，太阳能集热器可以直接将太阳能转化为热能，从而直接对储热介质进行加热。

在本发明实施例中，通过设置太阳集能模块12，将太阳集能模块12和储热罐11连接，以使太阳集能模块12可以对储热罐11中或者流向储热罐11或者流出储热罐11的储热介质进行加热，从而可以提高储热介质的温度。

本发明又提供第一种储能系统100实施例，请参阅图2，储能系统100包括储冷罐2、储能回路3、释能回路4和上述的储热系统1，储冷罐2、储能回路3、储热罐11、释能回路4形成闭环连接。储冷罐2用于储存低温的储热介质，低温的储热介质流过储能回路3吸收热量后成为高温的储热介质进入储热罐11储存，储热罐11储存的高温储热介质流过释能回路4释放热量后成为低温的储热介质进入储冷罐2储存，从而形成储热介质的循环使用。

储能回路3还与储气库14连接，释能回路4也与储气库14连接，储气库14、储能回路3和释能回路4形成闭环，储能系统100的储能过程为：储气库14中常压的二氧化碳在储能回路3中压缩放热形成液态二氧化碳并存储在储能回路3中，并且当低温的储热介质流过储能回路3时吸收二氧化碳在压缩过程中放出的热量形成高温的储热介质后进入储热罐11中储存。储能系统100的释能过程为：储能回路3中的液态二氧化碳在释能回路4中气化并吸收流过释能回路4的储热介质的热量形成高温高压的气态二氧化碳后膨胀做功，例如带动发电机5发电，高温高压的气态二氧化碳膨胀做功释放能量后形成常压的二氧化碳进入储气库14中，从而形成二氧化碳的循环使用，而在释能回路4中被二氧化碳吸收热量后的储热介质流入储冷罐2中存储起来。值得说明的是，储能系统100的储能过程在用电低谷时间段进行，这样储能回路3在对二氧化碳进行压缩时可以利用低谷时间段电网中富余的电能，储能系统100的释能过程在用电高峰时间段进行，这样储能系统100便可以对电网输出电能，有利于缓解电网的供电压力，或者直接给用电设备供电。

在一些实施例中，储气库14的数量为多个，多个储气库14的外表面均设置有柔性电池板，所有柔性电池板均与加热单元122如电热炉电连接。示例性说明，各柔性电池板大小相同，也可以不同。或者所有柔性电池板彼此相互连接成若干柔性电池块后，若干柔性电池块与电热炉122再电连接。示例性说明，各柔性电池块大小相同，也可以不同。进一步地，可以设置控制阀控制各柔性电池板(或柔性电池块)与电热炉122的通断来控制供电量、供电时间和柔性电池板(或柔性电池块)更换检修。通过设置多个储气库14，可以增加二氧化碳的存储量，有利于增加储能系统100存储的能量，通过在多个储气库14的外表面均设置有柔性电池板，可以给电热炉122提供更多的电能，进而保证储热罐11中的储热介质的温度足够高。

进一步地，多个储气库14串联、并联或者串并联或者不连接，当两个或者两个以上储气库14串联连接时，储能回路3与两个或者两个以上储气库14中的任意一个或者多个连接，释能回路4也与两个或者两个以上储气库14中的任意一个或者多个连接。当两个或者两个以上储气库14并联连接或者不连接时，储能回路3与所有储气库14连接，释能回路4也与所有储气库14连接，或者储能回路3、释能回路4的数量和储气库14的数量一一对应，例如一个储能回路3、一个储气库14、一个释能回路4闭环连接形成一个储能系统。

储能回路3包括压缩组件31以及和压缩组件31连接的储能容器32，压缩组件31还与储气库14连接，压缩组件31用于将从储气库14流出的二氧化碳压缩冷却成液态二氧化碳，储能容器32用于存储液态二氧化碳。释能回路4连接于储能容器32，以使储能容器32中的液态二氧化碳可以进入释能回路4中释放能量。

在一些实施例中，储能容器32的数量为多个，多个储能容器32之间可以串联或者并联连接，释能回路4可以连接于任意一个储能容器32，压缩组件31也可以连接于任意一个储能容器32。通过设置多个储能容器32，可以增加液态二氧化碳的存储量，从而提高储能系统100所存储的能量，以及方便备用检修。

进一步地，压缩组件31包括冷凝器311和至少一个压缩储能部312，各压缩储能部312均包括压缩机3121和储能换热器3122，储能换热器3122与相邻的压缩机3121连接，位于始端的压缩机3121与储气库14连接，位于末端的储能换热器3122与冷凝器33连接，储能容器32与冷凝器311连接。

储能换热器3122具有供二氧化碳通过的第一换热通道(图未示)和供储热介质通过的第二换热通道(图未示)。当压缩储能部312的数量为一个时，压缩机3121的入口与储气库14连接，储能换热器3122的第一换热通道的入口连接于压缩机3121的出口，冷凝器311分别与储能换热器3122的第一换热通道的出口和储能容器32的入口连接。储能换热器3122的第二换热通道的入口与储冷罐2连接，储能换热器3122的第二换热通道的出口与储热罐11连接。储能系统100的储能过程为：压缩机3121将常压的二氧化碳压缩后形成高压的二氧化碳，高压的二氧化碳经过储能换热器3122的第一换热通道进入冷凝器311，冷凝器311将高压的二氧化碳冷凝后形成液态的二氧化碳，液态的二氧化碳则流入储能容器32中存储。由于压缩机3121压缩二氧化碳时二氧化碳的温度升高，当二氧化碳在流经储能换热器3122的第一换热通道时，二氧化碳可以将热量传递给流经储能换热器3122的第二换热通道的储热介质，从而使得从储冷罐2流出的储热介质在储能换热器3122中吸收热量后流入储热罐11中。

当压缩储能部312的数量为两个或两个以上时，各储能换热器3122的第一换热通道与各压缩机3121依次交替连接，并且位于始端的压缩机3121的入口与储气库14连接，位于末端的储能换热器3122的第一换热通道的出口与冷凝器311连接，以使储气库14中的二氧化碳经过多次压缩后进入冷凝器311中冷凝成液态。各储能换热器3122的第二换热通道的入口均与储冷罐2连通，各储能换热器3122的第二换热通道的出口均与储热罐11连接，以使储能换热器3122可以将压缩二氧化碳时放出的热量传递给流经第二换热通道的储热介质。通过使用多个压缩机3121对二氧化碳进行多次压缩，可以提高二氧化碳的压缩比例，提高进入冷凝器311的二氧化碳的压强，同时通过多个储能换热器3122供储热介质吸收热量，可以提高进入储热罐11的储热介质的温度。

释能回路4包括蒸发器41和至少一个膨胀释能部42，各膨胀释能部42均包括释能换热器421和膨胀机422，膨胀机422与相邻的释能换热器421连接，蒸发器41与储能容器32连接，位于始端的膨胀释能部42中的释能换热器421与蒸发器41连接，位于末端的膨胀释能部42中的膨胀机422与储气库14连接。

各释能换热器421均具有供二氧化碳流过的第一释能换热通道(图未示)和供储热介质流过的第二释能换热通道(图未示)。当膨胀释能部42的数量为一个时，蒸发器41与释能换热器421的第一释能换热通道的入口连接，膨胀机422与释能换热器421的第一释能换热通道的出口连接，膨胀机422还与储气库14连接，并且膨胀机422与发电机5连接，以使膨胀机422可以驱动发电机5进行发电。释能换热器421的第二释能换热通道的入口与储热罐11连接，第二释能换热通道的出口与储冷罐2连接。储能系统100的释能过程为：储能容器32中的液态二氧化碳进入蒸发器41中蒸发成为高压的气态二氧化碳，高压的气态二氧化碳进入释能换热器421的第一释能换热通道吸收热量形成高温高压的二氧化碳，高温高压的二氧化碳进入膨胀机422中膨胀做功，使得膨胀机422带动发电机5进行发电，从膨胀机422中流出的二氧化碳的压强和温度均下降，并流入储气库14中。储热罐11中存储有高温的储热介质，高温的储热介质流过释能换热器421的第二释能换热通道时给流经第一释能换热通道的二氧化碳提供热量，然后储热介质温度下降并流入储冷罐2中。由于储能系统100在储能过程中，压缩机3121和冷凝器311需要电网提供电能，而在释能过程中，发电机5可以产生电能，因此，当将发电机5发出的电能接入电网时，可以在用电低谷时间段使用电网中富余的电能给压缩机3121和冷凝器311提供电能，从而给储能系统100存储能量，而在用电高峰时间段储能系统100释放能量产生电能并将电能接入电网中，从而缓解电网在用电高峰时间段的供电压力，并且减少了电网在用电低谷时间段的电能浪费，或者直接给用电设备供电。

当膨胀释能部42的数量为两个或两个以上时，各释能换热器421的第一释能换热通道与各膨胀机422依次交替连接，并且位于始端的释能换热器421的第一释能换热通道的入口连接于蒸发器41，位于末端的膨胀机422与储气库14连接，以使从蒸发器41流出的二氧化碳可以依次驱动多个膨胀机422做功，从而带动多个发电机5发电。多个释能换热器421的第二释能换热通道的入口均与储热罐11连接，多个释能换热器421的第二释能换热通道的出口均与储冷罐2连接。通过设置多个膨胀机422和发电机5，可以尽可能多地将二氧化碳中存储的压力势能释放至膨胀机422中，再通过膨胀机422驱动发电机5发电，从而可以提高储能系统100的效率，减少二氧化碳中的能量浪费。

在一些实施例中，储能回路3还包括预热器33，预热器33设置于压缩机3121和储气库14之间，预热器33用于对二氧化碳进行预热，使得二氧化碳的温度达到压缩机3121的要求，有利于保证压缩机3121可以正常工作。可以理解的是，预热器33的热量可以是来自于储热罐13，储热罐13给预热器33供热后回流到储热罐13。可以理解的是，从储热罐13流出的高温的储热介质经加热单元加热后进入预热器33对二氧化碳进行预热。

在一些实施例中，储热介质包括第一储热介质和第二储热介质。储热罐11包括第一储热罐111和第二储热罐112，第一储热罐111用于储存高温的第一储热介质，第二储热罐112用于储存高温的第二储热介质，太阳集能模块12与第一储热罐111和第二储热罐112均连接，以使太阳集能模块12可以对第一储热罐111中的第一储热介质和第二储热罐112根据情况单独或者分别进行加热。储冷罐2包括第一储冷罐21和第二储冷罐22，第一储冷罐21用于储存低温的第一储热介质，第二储冷罐22用于储存低温的第二储冷介质。第一储冷罐21、压缩储能部312、第一储热罐111、膨胀释能部42形成闭环连接，具体地，第一储冷罐21、压缩储能部312中储能换热器3122的第二换热通道、第一储热罐111和膨胀释能部42中释能换热器421的第二释能换热通道形成闭环连接。在储能过程中，第一储冷罐21中存储的低温的第一储热介质流经储能换热器3122的第二换热通道吸收压缩二氧化碳时释放的热量后形成高温的第一储热介质流入第一储热罐中存储起来。在释能过程中，第一储热罐111存储的高温的第一储热介质流经释能换热器421的第二释能换热通道被流经第一释能换热通道的二氧化碳吸收热量后形成低温的第一储热介质回流至第一储冷罐21中，从而形成第一储热介质的循环流动。示例性说明，第一储热介质可以是导热油、熔融盐或者带压的水。示例性说明，在第一储热罐中存储的高温的第一储热介质的温度可以达到300℃以上，第一储冷罐21中存储的低温的第一储热介质的温度则低于80℃。第二储热罐112、蒸发器41、第二储冷罐22形成闭环连接。具体地，储能系统100还包括热量回收组件7，热量回收组件7设置于第二储冷罐和第二储热罐之间，热量回收组件7可以吸收储能过程和释能过程中没有被利用的能量，从而使得换热组件可以给第二储热介质进行加热。其中，没有被利用的能量包括：二氧化碳由气态转变为液态时放出的能量、二氧化碳进入储气库14之前冷却时放出的能量。上述能量中，至少有一处能量能够经热量回收组件7回收，并供二氧化碳由液态转变为气态时使用。在储能系统100释能过程中，第二储热罐112中的高温的第二储热介质流经蒸发器41并给液态的二氧化碳气化提供热量后形成低温的第二储热介质流入第二储冷罐22中，第二储冷罐22中低温的第二储热介质经过热量回收组件7吸收热量后形成高温的第二储热介质回流至第二储热罐112中，从而形成第二储热介质的循环流动。其中，第二储热介质可以是常压的水，并且第二储热罐112中的高温的第二储热介质的温度为40-70℃，第二储冷罐22中的低温的第二储热介质的温度低于25℃。

在一些实施例中，加热单元122还包括加热器6，加热器6与第二储热罐112之间双向连接，具体地，加热器6与第二储热罐112之间具有第二回流通道(未标号)，第二储热罐112中的第二储热介质可以经过第二回流通道进入加热器6中加热后，再经过第二回流通道回流至第二储热罐112中。加热器6还可以与太阳能电池板121电连接，以使太阳能电池板121可以给加热器6供电。加热器6可以替换成电热炉也可以替换成其它的加热设备。

可以理解的是，加热器6与第二储热罐112之间也可以是单向连接，具体地，加热器6设置于第二储冷罐22与第二储热罐112之间，以使从第二储冷罐22流出的第二储热介质经过加热器6加热后形成高温的第二储热介质后输送至第二储热罐112中储存；或者，加热器6设置于第二储热罐22和蒸发器41之间，以使从第二储热罐112中流出的第二储热介质可以经过加热器6进一步加热后输送至蒸发器41中。

进一步地，储能系统100还包括第一循环泵(图未示)和第二循环泵(图未示)。第一循环泵设置于第一储冷罐21、储能换热器3122的第二换热通道、第一储热罐111和释能换热器421的第二释能换热通道所形成的闭环中的任意位置，第一循环泵用于驱动第一储热介质循环流动。第二循环泵设置于第二储热罐112、蒸发器41和第二储冷罐22所形成的闭环的任意位置，第二循环泵用于驱动第二储热介质循环流动。

在本发明实施例中，通过在用电低谷时间段通过电网给储能回路3提供能量来对二氧化碳进行压缩降温并存储在储能容器32中，储能系统100通过在电网的用电高峰时间段给用能设备，缓解了电网在用电高峰期的供电压力。另外，由于用电高峰期一般是在白天，白天的光照资源充足，通过设置太阳集能模块12对储热介质进行加热，使得储热介质不会因储热罐11长时间暴露在空气中而导致温度下降，保证储热介质具有足够多的热量，因此，二氧化碳可以在释能换热器421中吸收足够多的热量，保证二氧化碳在进入膨胀机422之前的温度足够高(可以达到150℃以上)，有利于增加储能系统100释放的能量，提高储能系统100的效率。

本发明还提供第二种储能系统100实施例，请参阅图3，第二种储能系统与第一种储能系统的区别在于：

储能系统100包括储冷罐2、储能回路3、释能回路4、储热罐11和太阳集能模块12，储冷罐2、储能回路3、太阳集能模块12、储热罐11和释能回路4形成闭环连接，储冷罐2储存低温的储热介质，低温的储热介质流过储能回路3吸收热量后成为高温的储热介质，高温的储热介质流过太阳集能模块12加热后进入储热罐11储存，储热罐11储存的高温的储热介质流过释能回路4释放热量后成为低温的储热介质进入储冷罐2储存。

具体地，储热罐11中的第一储热罐111、释能回路4中的释能换热器421、储冷罐2中的第一储冷罐21、储能回路3以及太阳集能模块12中的电热炉122之间依次形成闭环连接，第一储热罐111中存储的高温的第一储热介质流入释能换热器421中放热后成为低温的第一储热介质，低温的第一储热介质流入第一储冷罐21中储存，第一储冷罐21中低温的第一储热介质流经储能回路4中吸收热量成为高温的第一储热介质，高温的第一储热介质经过电热炉122中进一步加热后再输送至第一储热罐111中储存。和/或，储热罐11中的第二储热罐112、释能回路4中的蒸发器41、储冷罐2中的第二储冷罐22、储能回路3以及太阳集能模块12中的加热器6之间依次形成闭环连接，第二储热罐112中储存的高温的第二储热介质流入蒸发器41中释放热量形成低温的第二储热介质，低温的第二储热介质流入第二储冷罐22中储存，从第二储冷罐22中流出的第二储热介质经过储能回路3中吸收热量成为高温的第二储热介质，高温的第二储热介质先经过加热器6进一步加热后输送至第二储热罐112中储存。

本发明还提供第三种储能系统100实施例，请参阅图4，第三种储能系统与第一种储能系统的区别在于：

储能系统100包括储冷罐2、储能回路3、释能回路4、储热罐11和太阳集能模块12，储冷罐2、储能回路3、太阳集能模块12、储热罐11和释能回路4形成闭环连接，储冷罐2储存低温的储热介质，低温的储热介质流过储能回路3吸收热量后成为高温的储热介质进入储热罐11储存，储热罐11储存的高温的储热介质流过太阳集能模块12进一步加热后再流过释能回路4释放热量后成为低温的储热介质进入储冷罐2储存。

具体地，储热罐11中的第一储热罐111、太阳集能模块12中的电热炉122、释能回路4中的释能换热器421、储冷罐2中的第一储冷罐21以及储能回路3之间依次形成闭环连接，第一储热罐111中存储的高温的第一储热介质经过电热炉122进一步加热后流入释能换热器421中放热后成为低温的第一储热介质，低温的第一储热介质流入第一储冷罐21中储存，从第一储冷罐21中流出的第一储热介质流经储能回路3中吸收热量后成为高温的第一储热介质输送至第一储热罐111中储存。和/或，储热罐11中的第二储热罐112、太阳集能模块12中的加热器6、释能回路4中的蒸发器41、储冷罐2中的第二储冷罐22以及储能回路3之间依次形成闭环连接，第二储热罐112中储存的高温的第二储热介质经过加热器6进一步加热后流入蒸发器41中释放热量成为低温的第二储热介质，低温的第二储热介质流入第二储冷罐22中储存，从第二储冷罐22中流出的第二储热介质经过储能回路3中吸收热量形成高温的第二储热介质后输送至第二储热罐112中储存。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种储热系统，其特征在于，包括：

储热罐，用于存储高温的储热介质；

太阳集能模块，用于收集太阳能，并将太阳能转化为热能加热所述储热介质；

所述太阳集能模块和所述储热罐单向连接，从所述储热罐流出的高温的所述储热介质经所述太阳集能模块加热；或者所述太阳集能模块将所述储热介质加热成高温后输送至所述储热罐储存；

或者，

所述太阳集能模块和所述储热罐双向连接，从所述储热罐流出的高温的所述储热介质经所述太阳集能模块加热后回流到所述储热罐储存。

2.根据权利要求1所述的储热系统，其特征在于，

所述太阳集能模块为太阳能集热器，太阳能集热器用于将太阳能直接转化为热能。

3.根据权利要求1所述的储热系统，其特征在于，

所述太阳集能模块包括太阳能电池板和加热单元，所述储热罐与所述加热单元连接，所述太阳能电池板与所述加热单元电连接；

所述储热系统还包括储气库，所述储气库用于存储气体，所述太阳能电池板为柔性电池板，所述柔性电池板设置于所述储气库的外表面。

4.根据权利要求3所述的储热系统，其特征在于，

所述太阳集能模块还包括温度控制单元和开关，所述开关设置于所述太阳能电池板和加热单元之间的连接电路上，所述温度控制单元的一端连接所述储热罐，另一端连接所述开关，所述温度控制单元根据所述储热罐内的温度控制所述开关的通断。

5.一种储能系统，其特征在于，包括储冷罐、储能回路、释能回路以及如权利要求4所述的储热系统，所述储冷罐、所述储能回路、所述储热罐、所述释能回路形成闭环连接，所述储冷罐储存低温的所述储热介质，低温的所述储热介质流过所述储能回路吸收热量后成为高温的所述储热介质进入所述储热罐储存，所述储热罐储存的高温所述储热介质流过所述释能回路释放热量后成为低温的所述储热介质进入所述储冷罐储存。

6.一种储能系统，其特征在于，包括储冷罐、储能回路、释能回路、储热罐和太阳集能模块，所述储冷罐、所述储能回路、所述太阳集能模块、所述储热罐和所述释能回路形成闭环连接，所述储冷罐储存低温的所述储热介质，低温的所述储热介质流过所述储能回路吸收热量后成为高温的所述储热介质，高温的所述储热介质流过所述太阳集能模块加热后进入所述储热罐储存，所述储热罐储存的高温的所述储热介质流过所述释能回路释放热量后成为低温的所述储热介质进入所述储冷罐储存。

7.一种储能系统，其特征在于，包括储冷罐、储能回路、储热罐、太阳集能模块和释能回路，所述储冷罐、所述储能回路、所述储热罐、所述太阳集能模块和所述释能回路形成闭环连接，所述储冷罐储存低温的所述储热介质，低温的所述储热介质流过所述储能回路吸收热量后成为高温的所述储热介质进入所述储热罐储存，所述储热罐储存的高温的所述储热介质流过所述太阳集能模块加热后再流过所述释能回路释放热量后成为低温的所述储热介质进入所述储冷罐储存。

8.根据权利要求5-7任一项所述的储能系统，其特征在于，

所述储能回路包括压缩组件以及和所述压缩组件连接的储能容器，所述压缩组件与所述储气库连接，所述压缩组件用于将从所述储气库流出的二氧化碳压缩冷却成液态二氧化碳，所述储能容器用于存储液态二氧化碳；

所述释能回路与所述储能容器、所述储气库均连接，所述释能回路用于将所述储能容器存储的液态二氧化碳蒸发为气态二氧化碳并释能，释能后的气态二氧化碳回流至所述储气库储存。

9.根据权利要求8所述的储能系统，其特征在于，

所述压缩组件包括冷凝器与至少一个压缩储能部，所述压缩储能部包括压缩机与储能换热器，所述储能换热器与相邻的所述压缩机连接，始端的所述压缩机与所述储气库连接，末端的所述储能换热器与所述冷凝器连接，所述储能容器与所述冷凝器连接；

和/或，

所述释能回路包括蒸发器和至少一个膨胀释能部，所述膨胀释能部包括释能换热器与膨胀机，所述膨胀机与相邻的所述释能换热器连接，所述蒸发器与所述储能容器连接，始端的所述膨胀释能部中的所述释能换热器与所述蒸发器连接，末端的所述膨胀释能部中的所述膨胀机与所述储气库连接。

10.根据权利要求9所述的储能系统，其特征在于，

所述储热罐包括第一储热罐和第二储热罐，所述第一储热罐用于储存高温的第一储热介质，所述第二储热罐用于储存高温的第二储热介质，所述储冷罐包括第一储冷罐和第二储冷罐，所述第一储冷罐用于储存低温的第一储热介质，所述第二储冷罐用于储存低温的第二储热介质，所述第一储冷罐、所述压缩储能部、所述第一储热罐、所述膨胀释能部形成闭环连接，所述第二储热罐、所述蒸发器、所述第二储冷罐形成闭环连接。