CN212063507U - 一种光伏离网发电装置的储能设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种光伏离网发电装置的储能设备，包括高压气体存储装置，高压气体存储装置的输入端连接有气体压缩装置；高压气体存储装置的输出端连接有气动发电装置；高压气体存储装置的电能输出端与电网相连通；所述高压气体存储装置的输出端与气动发电装置的连接段设置有高温换热器，高温换热器连接有熔盐罐。通过设置空气储能装置，能将太阳能发电站高峰的发电量转换成气压能进行存储，并在用电高峰时将其释放出来，实现电能的调峰和高效利用；通过设置供热系统，能将低品位的热能供给给需要取暖的用户，实现能源的高效利用。

Description

一种光伏离网发电装置的储能设备
技术领域
本实用新型涉及太阳能发电领域，特别是涉及一种光伏离网发电装置的储能设备。
背景技术
太阳能的能源是来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)，是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池，目前得到实际应用的是光伏电池。
光伏电站的运行输出功率是根据太阳能的照射强度决定的，通常是早上低，到中午逐渐升高，下午逐渐降低的单峰值过程；而用电的峰值是早晚高峰，中午低谷，这样就造成了发电量与用电量不匹配的问题。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种光伏离网发电装置的储能设备，通过设置空气储能装置，能将太阳能发电站高峰的发电量转换成气压能进行存储，并在用电高峰时将其释放出来，实现电能的调峰和高效利用；通过设置供热系统，能将低品位的热能供给给需要取暖的用户，实现能源的高效利用。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种光伏离网发电装置的储能设备，其特征在于：包括高压气体存储装置，高压气体存储装置的输入端连接有气体压缩装置；高压气体存储装置的输出端连接有气动发电装置；高压气体存储装置的电能输出端与电网相连通；所述高压气体存储装置的输出端与气动发电装置的连接段设置有高温换热器，高温换热器连接有熔盐罐。
进一步地，本实用新型还公开了一种光伏离网发电装置的储能设备的优选结构，所述高压气体存储装置包括高压储气罐，高压储气罐的输出端连接有高温换热器，高温换热器的气源输入端与高压储气罐的输出端相连通；高温换热器的气源输出端通过管道连接有透平机；所述高温换热器的热源连接端与熔盐罐循环连通。
优选地，所述熔盐罐连接有热源，热源包括熔盐式太阳能电站、化石燃料燃烧、核电站、地热其中的一种或几种。
优选地，所述透平机的输入轴连接有第二离合器，第二离合器的动力输入端与透平机相连，第二离合器的动力输出端连接有电动发电机；电动发电机的转轴连接有第一离合器，第一离合器的动力输入端与电动发电机的转轴连接；第一离合器的动力输出端动力连接有压缩机。
优选地，所述压缩机的空气输入端连接有过滤装置；所述压缩机的空气输出端连接有低温换热器，低温换热器的空气输入端与压缩机的空气输出端连接；低温换热器的空气输出端与高压储气罐相连。
优选地，所述低温换热器的冷源连接端连接有低温储热罐；所述低温换热器的冷源连接端与低温储热罐循环连通。
优选地，所述透平机的空气输出端连接有尾气换热器；尾气换热器的空气输入端与透平机的空气输出端连接；尾气换热器的空气输出端与外界相连通；尾气换热器的冷源连接端与低温储热罐循环连通。
优选地，所述低温储热罐通过管路系统连接有热用户。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1.通过设置空气储能装置，能将太阳能发电站高峰的发电量转换成气压能进行存储，并在用电高峰时将其释放出来，实现电能的调峰和高效利用；
2.通过设置供热系统，能将低品位的热能供给给需要取暖的用户，实现能源的高效利用。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图中标记：1是过滤装置，2是压缩机，3是第一离合器，4是电动发电机， 5是第二离合器，6是透平机，7是低温储热罐，8是低温换热器，9是热用户， 10是高压储气罐，11是熔盐罐，12是高温换热器，13是熔盐式太阳能电站， 14是尾气换热器。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1：
如图1所示，本实用新型还公开了一种光伏离网发电装置的储能设备的优选结构，包括电动发电机4，电动发电机4有两种工作状态，当处于电动机工作模式时，输入电能，可输出动能；当处于发电机模式时，输入动能并将其转换成电能并输送出来。
电动发电机4通过动力连接有两个输出轴，其中一个轴连接有第一离合器 3，第一离合器3的动力输入端与电动发电机4动力相连，第一离合器3的动力输出端连接有压缩机2；当电动发电机4处于电动机工作模式时，电动发电机4带动压缩机2将空气压缩并输出到储气装置中。
电动发电机4通过动力连接有两个输出轴，其中一个轴连接有第二离合器 5，第二离合器5的动力输出端与电动发电机4动力相连，第一离合器3的动力输入端连接有透平机6。透平机6可将高热高压的气流转换成动能。
由于空气中含有水分和杂质，为了整个系统的安全，压缩机2的空气输入端连接有过滤装置1，过滤装置1包括粉尘过滤装置和水汽过滤装置，将空气中的粉尘和水分除去。
压缩机2的空气输出端连接有低温换热器8；低温换热器8的空气输入端与压缩机2的空气输出端连接；低温换热器8的空气输出端通过管道连接有高压储气罐10；高压储气罐10用于存储高压空气。空气在被压缩的时候温度会升高，通过设置低温换热器8能降低空气的温度，提高高压储气罐10的储气量。
所述低温换热器8的冷源连接端连接有低温储热罐7；所述低温换热器8 的冷源连接端与低温储热罐7循环连通。低温储热罐7用于存储低品位的热能；低温储热罐7通过管道系统连接有热用户9，为热用户9提供低品位的热能。所述低温储热罐7中通常装载的是去离子水。
所述高压储气罐10采用盐穴、矿井、矿洞进行密封处理后形成。
高压储气罐10通过管道连接有高温换热器12；高温换热器12的空气输入端与高压储气罐10相连通；高温换热器12的空气输出端与透平机6的空气输入端相连通；透平机6将压缩空气的势能转换为动能。
高温换热器12的热源输入端连接有熔盐罐11；高温换热器12的热源输入端与熔盐罐11循环连通；熔盐罐11中的熔盐能加热空气，空气温度升高能提高压缩空气的效率。
熔盐罐11连接有热源，源包括熔盐式太阳能电站13、化石燃料燃烧、核电站、地热其中的一种或几种。通常采用熔盐式太阳能电站13提供熔盐。
透平机6工作时，第一离合器3分离，第二离合器5合上，透平机6带动电动发电机4转动并发电。透平机6的气体输出端连接有尾气换热器14；尾气换热器14的空气输入端与透平机6的空气输出端连接；尾气换热器14的空气输出端与外界相连通；尾气换热器14的冷源连接端与低温储热罐7循环连通。透平机6的尾气含有较高的温度，这样收集起来可以用于热用户9供热。
具体运行过程，当太阳能电站发的电与用电需求不匹配时，具有大量电能剩余时；将电动发电机4切换到电动机模式；将第一离合器3离合，将第二离合器5断开；将太阳能电站多余的电能输送给电动发电机4，电动发电机4带动压缩机2将空气压缩，空气首先经过过滤装置1，将其中的粉尘和水分除去。然后空气经过压缩机2压缩，空气压强增大，温度升高。
然后空气进入低温换热器8，低温换热器8将刚刚压缩的空气降温，并将热能传递给低温储热罐7。空气经过低温换热器8后进入高压储气罐10。低温储热罐7给用户供热。
当太阳能电站发的电与用电需求不匹配时，负载过高时；将电动发电机4 切换到发电机模式；将第一离合器3断开，将第二离合器5离合；将高压储气罐10中的气体输出。
空气首先进入高温换热器12，高温换热器12可通过熔盐罐11中的熔盐加热空气。空气进入透平机6，推动透平机6转动并带动电动发电机4发电。
透平机6的尾气具有较高的热量，通过尾气换热器14将低品位的热能传递到低温储热罐7，用于给热用户9供热。
这样，通过设置空气储能装置，能将太阳能发电站高峰的发电量转换成气压能进行存储，并在用电高峰时将其释放出来，实现电能的调峰和高效利用；通过设置供热系统，能将低品位的热能供给给需要取暖的用户，实现能源的高效利用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光伏离网发电装置的储能设备，其特征在于：包括高压气体存储装置，高压气体存储装置的输入端连接有气体压缩装置；高压气体存储装置的输出端连接有气动发电装置；高压气体存储装置的电能输出端与电网相连通；所述高压气体存储装置的输出端与气动发电装置的连接段设置有高温换热器(12)，高温换热器(12)连接有熔盐罐(11)。
2.如权利要求1所述的一种光伏离网发电装置的储能设备，其特征在于：所述高压气体存储装置包括高压储气罐(10)，高压储气罐(10)的输出端连接有高温换热器(12)，高温换热器(12)的气源输入端与高压储气罐(10)的输出端相连通；高温换热器(12)的气源输出端通过管道连接有透平机(6)；所述高温换热器(12)的热源连接端与熔盐罐(11)循环连通。
3.如权利要求2所述的一种光伏离网发电装置的储能设备，其特征在于：所述熔盐罐(11)连接有热源，热源包括熔盐式太阳能电站(13)、化石燃料燃烧、核电站、地热其中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的一种光伏离网发电装置的储能设备，其特征在于：所述透平机(6)的输入轴连接有第二离合器(5)，第二离合器(5)的动力输入端与透平机(6)相连，第二离合器(5)的动力输出端连接有电动发电机(4)；电动发电机(4)的转轴连接有第一离合器(3)，第一离合器(3)的动力输入端与电动发电机(4)的转轴连接；第一离合器(3)的动力输出端动力连接有压缩机(2)。
5.如权利要求4所述的一种光伏离网发电装置的储能设备，其特征在于：所述压缩机(2)的空气输入端连接有过滤装置(1)；所述压缩机(2)的空气输出端连接有低温换热器(8)，低温换热器(8)的空气输入端与压缩机(2)的空气输出端连接；低温换热器(8)的空气输出端与高压储气罐(10)相连。
6.如权利要求5所述的一种光伏离网发电装置的储能设备，其特征在于：所述低温换热器(8)的冷源连接端连接有低温储热罐(7)；所述低温换热器(8)的冷源连接端与低温储热罐(7)循环连通。
7.如权利要求6所述的一种光伏离网发电装置的储能设备，其特征在于：所述透平机(6)的空气输出端连接有尾气换热器(14)；尾气换热器(14)的空气输入端与透平机(6)的空气输出端连接；尾气换热器(14)的空气输出端与外界相连通；尾气换热器(14)的冷源连接端与低温储热罐(7)循环连通。
8.如权利要求7所述的一种光伏离网发电装置的储能设备，其特征在于：所述低温储热罐(7)通过管路系统连接有热用户(9)。
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