CN210856090U - 一种储能型分布式能源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种储能型分布式能源系统，显热储能装置驱动发电系统运行，发电系统为用电终端和储能电池供电，储能电池同时为用电终端供电，发酵罐的外周和\或底部设有换热管组，换热管组与显热储能装置之间通过介质管连接，发酵罐的可燃气体出口与燃烧室的可燃气体入口连接，燃烧室的高温气体出口与发电系统的动力输入端连接。本实用新型通过显热储能装置将太阳能热量吸收并存储起来，使发酵罐全天候、全年度保持发酵所需最佳温度，长期稳定地产生可燃气体，燃烧后产生的热源为发电系统提供能源，同时通过储能电池实现电能储存和备用，最终实现长期、稳定地为用电终端提供电能的目的，提高了太阳能和生物质原料的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种分布式能源系统，尤其涉及一种储能型分布式能源系统。
背景技术
分布式能源系统能在环境友好的前提下协调利用冷、热、电，独立地向用户输出能源，并且发电系统以小规模、模块式、分散式的方式布置在电能用户的附近，非常适合对乡村、牧区、山区及商业区和居民区提供基础电力或备用应急电力。近几年，由于国家鼓励新能源利用，实现可持续发展，使得分布式能源系统逐渐流行。
太阳能作为天然的、廉价的、可持续供应的清洁能源，越来越受到国家的重视。对太阳能最大化利用，不仅可以节约分布式能源系统的成本，还可以提高分布式能源系统的工作效率。比如，利用太阳能板等设备将太阳能转化为电能，或者利用吸热装置将太阳能的热量吸收后用于蒸汽发电，这些都是将分布式能源系统的常规方式。
但是，由于太阳能在不同天气、不同季节的能量供应有很大不同，所以目前的分布式能源系统难以实现全天候、全年度的稳定电力供应，降低了系统的有效经济价值。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种实现全天候、全年度稳定电力供应的储能型分布式能源系统。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
一种储能型分布式能源系统，包括太阳能吸热装置、发电系统和储能电池，所述太阳能吸热装置驱动所述发电系统运行，所述发电系统为用电终端和所述储能电池供电，所述储能电池同时为所述用电终端供电，所述太阳能吸热装置为显热储能装置，所述储能型分布式能源系统还包括用于产生可燃气体的发酵罐和用于提供燃烧空间的燃烧室，所述发酵罐的外周和\或底部设有换热管组，所述换热管组与所述显热储能装置之间通过介质管连接，所述发酵罐的可燃气体出口与所述燃烧室的可燃气体入口连接，所述燃烧室的高温气体出口与所述发电系统的动力输入端连接。
上述结构中，显热储能装置是通过储能介质温度的变化来实现储能过程的装置，可分为固体显热储热装置、液体显热储热装置以及液-固联合显热储热装置3种，是现有技术，本实用新型中可根据需要选择具体的某种装置；发酵罐是利用生物质如有机废水、生活垃圾、粪便、秸秆等作为能源进行发酵产生可燃气体如甲烷等的常规设备，在农村能源系统中应用广泛；燃烧室是用于提供燃烧空间的常规设备，根据实际需要可采用金属等材料制作；发电系统采用现有技术的常规发电设备，具体根据实际需要而定；储能电池是可以蓄电同时可以提供直流电源的常规蓄电设备，具体根据实际需要而定。
作为优选，所述储能电池为全钒液流储能电池；所述储能型分布式能源系统还包括余热回收装置，所述余热回收装置的热输入端与所述燃烧室的热输出端连接，所述余热回收装置的热输出端与所述全钒液流储能电池连接以用于为所述全钒液流储能电池提供保温热源。全钒液流储能电池是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池，主要由电堆系统、电源负载系统、电解液存储与供应系统等部分组成，电堆系统由石墨电极、阳离子交换膜、双极板、板框PVC、钒化合物V2O5、NH4VO3电解液等组成；钒电池电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用质子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应，通过双电极板收集和传导电流，从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。
根据实际需要，所述余热回收装置为蒸汽发生器、空气预热器或热水换热器。
作为优选，所述显热储能装置包括吸热器、高温熔盐罐和低温熔盐罐，用于吸收太阳热能的所述吸热器内设有热交换管，所述高温熔盐罐的入口与所述吸热器的热交换管的出口连接，所述低温熔盐罐的出口与所述吸热器的热交换管的入口连接，所述高温熔盐罐的出口和所述低温熔盐罐的入口分别通过所述介质管与所述换热管组的入口和出口连接。实际应用中，通常会安装多个定日镜，将太阳光反射到吸热器，实现吸热目的。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型通过显热储能装置将太阳能热量吸收并存储起来，在需要时为发酵罐提供热源，使发酵罐全天候、全年度保持发酵所需最佳温度，使发酵罐能够持续稳定地发酵，长期稳定地产生可燃气体，燃烧后产生的热源为发电系统提供能源，同时通过储能电池更优选全钒液流储能电池实现电能储存和备用，用于调节供电量，最终实现长期、稳定地为用电终端提供电能的目的，提高了太阳能和生物质原料的利用率，解决了因为季节性太阳能分布不均导致电量分布不均的问题。
附图说明
图1是本实用新型所述储能型分布式能源系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本实用新型所述储能型分布式能源系统包括太阳能吸热装置、发酵罐、燃烧室、发电系统、余热回收装置和全钒液流储能电池，所述太阳能吸热装置驱动所述发电系统运行，所述发电系统为用电终端和所述全钒液流储能电池供电，所述全钒液流储能电池同时为所述用电终端供电，所述太阳能吸热装置为显热储能装置，所述显热储能装置包括吸热器、高温熔盐罐和低温熔盐罐，用于吸收太阳热能的所述吸热器内设有热交换管，所述高温熔盐罐的入口与所述吸热器的热交换管的出口连接，所述低温熔盐罐的出口与所述吸热器的热交换管的入口连接，用于产生可燃气体的所述发酵罐的外周和\或底部设有换热管组，所述高温熔盐罐的出口和所述低温熔盐罐的入口分别通过所述介质管与所述换热管组的入口和出口连接，所述发酵罐的可燃气体出口与用于提供燃烧空间的所述燃烧室的可燃气体入口连接，所述燃烧室的高温气体出口与所述发电系统的动力输入端连接，所述余热回收装置的热输入端与所述燃烧室的热输出端(可以是燃烧室的高温气体出口的分支，也可以是燃烧室内的其它换热装置)连接，所述余热回收装置的热输出端与所述全钒液流储能电池连接以用于为所述全钒液流储能电池提供保温热源，所述余热回收装置为蒸汽发生器、空气预热器或热水换热器。根据需要，显热储能装置的介质管上还安装有手动或电动阀门，用于控制介质流通的通断。
如图1所示，使用时，太阳光照射于显热储能装置的吸热器上，吸热器内的热交换管内的熔盐吸热，温度升高并流入高温熔盐罐内，高温熔盐罐通过保温设置可以使其内的熔盐高温保持很长时间，从而实现储能目的；需要对发酵罐进行加热时，使高温熔盐罐内的熔盐向发酵罐的换热管组流动，发酵罐获得热量使其内部温度升高，高温熔盐释放热量后进入低温熔盐罐，在通路流通时，低温熔盐由低温熔盐罐进入吸热器内的热交换管内吸热，进行下一个循环周期。发酵罐由于能够保持一定区间的恒温，所以能够长期、稳定地产生可燃气体比如甲烷等，可燃气体被引入燃烧室内燃烧，形成高温气体，用于为发电系统提供热源；同时通过余热回收装置将多余热量进行回收并用于给全钒液流储能电池提供保温热源，使全钒液流储能电池能够更加高效、稳定、长期地实现电能与化学能之间的转换，从而实现电能的存储和释放，最终实现为用电终端长期、稳定地提供电能的目的。
基于上述工作原理，为了实现自动化控制，还可以进行如下改进：
显热储能装置的介质管或显热储能装置与发酵罐之间的介质管上安装有电磁阀，发酵罐的罐壁上安装有温度传感器，温度传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的控制输出端与电磁阀的控制输入端连接。当发酵罐的温度低于设定值下限时，控制器控制电磁阀打开，发酵罐获得热源，在发酵罐的温度高于设定值上限时，控制器控制电磁阀关闭，发酵罐停止获取热源，如此使发酵罐始终保持一个比较恒定的温度区间，实现最佳发酵效果，同时避免对显热储能装置的储蓄热量造成浪费。
上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。
Claims (4)
1.一种储能型分布式能源系统，包括太阳能吸热装置、发电系统和储能电池，所述太阳能吸热装置驱动所述发电系统运行，所述发电系统为用电终端和所述储能电池供电，所述储能电池同时为所述用电终端供电，其特征在于：所述太阳能吸热装置为显热储能装置，所述储能型分布式能源系统还包括用于产生可燃气体的发酵罐和用于提供燃烧空间的燃烧室，所述发酵罐的外周和\或底部设有换热管组，所述换热管组与所述显热储能装置之间通过介质管连接，所述发酵罐的可燃气体出口与所述燃烧室的可燃气体入口连接，所述燃烧室的高温气体出口与所述发电系统的动力输入端连接。
2.根据权利要求1所述的储能型分布式能源系统，其特征在于：所述储能电池为全钒液流储能电池；所述储能型分布式能源系统还包括余热回收装置，所述余热回收装置的热输入端与所述燃烧室的热输出端连接，所述余热回收装置的热输出端与所述全钒液流储能电池连接以用于为所述全钒液流储能电池提供保温热源。
3.根据权利要求2所述的储能型分布式能源系统，其特征在于：所述余热回收装置为蒸汽发生器、空气预热器或热水换热器。
4.根据权利要求1、2或3所述的储能型分布式能源系统，其特征在于：所述显热储能装置包括吸热器、高温熔盐罐和低温熔盐罐，用于吸收太阳热能的所述吸热器内设有热交换管，所述高温熔盐罐的入口与所述吸热器的热交换管的出口连接，所述低温熔盐罐的出口与所述吸热器的热交换管的入口连接，所述高温熔盐罐的出口和所述低温熔盐罐的入口分别通过所述介质管与所述换热管组的入口和出口连接。
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| CN201921747654.5U CN210856090U (zh) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 一种储能型分布式能源系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112421742A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-02-26 | 臻迪科技股份有限公司 | 户外供电设备箱 |
| CN112460669A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-09 | 山西大学 | 一种适用于高纬度地区的储能型分布式能源系统 |
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2019
- 2019-10-18 CN CN201921747654.5U patent/CN210856090U/zh active Active
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