PL249161B1

PL249161B1 - Zintegrowany system hybrydowy zarządzania produkcją, przepływem, zużyciem i magazynowaniem energii oraz sposób zwiększania efektywności kriogenicznego magazynu skroplonego powietrza

Info

Publication number: PL249161B1
Application number: PL447867A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Jeżewski; Elżbieta Jeżewska; Wojciech JEŻEWSKI; Wojciech Jeżewski
Original assignee: Jezewska Elzbieta Promet Plast Spolka Cywilna; Jezewski Andrzej Promet Plast Spolka Cywilna
Priority date: 2024-02-27
Filing date: 2024-02-27
Publication date: 2026-03-09
Also published as: PL447867A1; EP4686037A1

Abstract

Zintegrowany system hybrydowy zarządzania produkcją, przepływem, zużyciem i magazynowaniem energii charakteryzuje się tym że zawiera magazyn kriogeniczny ciekłego powietrza (7), do którego, przed i/lub za sprężarką dołączona jest instalacja do transportu tlenu (D), uzyskanego z elektrolizera (11), natomiast w stację rozprężania ciekłego powietrza i/lub tlenu magazynu kriogenicznego LAES (7), włączona jest instalacja doprowadzająca ciepło (B) uzyskane przy spalaniu gazu w zespole trigeneracji (9), przy czym wszystkie zespoły przetwarzania i magazynowania energii włączone są w system sterowania i nadzoru, zbierający dane w czasie rzeczywistym, monitorujący produkcję, zużycie i zapotrzebowanie na energię elektryczną, oraz inteligentnie sterujący jej przepływem między źródłami wytwórczymi, urządzeniami zasilanymi a magazynami energii. Przedmiotem zgłoszenia jest również sposób zwiększania efektywności kriogenicznego magazynu skroplonego powietrza.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zintegrowany system hybrydowy zarządzania produkcją, przepływem, zużyciem i magazynowaniem energii pochodzącej z OZE i opcjonalnie zasilany z konwencjonalnych źródeł (gaz ziemny, biogaz). Dotyczy ogólnie systemów, urządzeń, struktur oraz sposobów kontrolowania wytwarzania, zużycia, mocy, a także stabilności i niezawodności energii elektrycznej związanej z mikrosiecią elektroenergetyczną. Przedmiotem wynalazku jest również sposób zwiększania efektywności kriogenicznego magazynu skroplonego powietrza.

Systemy dostarczania energii bazują na energii wytwarzanej przez centralne jednostki w określonej postaci, np. jako energię elektryczną, energię cieplną w postaci gorącej wody lub pary przegrzanej (sieć ciepłownicza) lub jako energię chemiczną w formie gazu ziemnego i dostarczają tę energię przez odpowiednie sieci zasilające do odbiorców energii. Aby uniezależnić się od dostaw energii z sieci zasilających, w ramach określonych obszarowo zakładów produkcyjnych, osiedli, gmin buduje się mikrosieci bazujące na produkcji, przetwarzaniu i korzystaniu z energii z OZE.

Znane są mikrosieci jako samowystarczalne hybrydowe systemy energetyczne, tworzące zintegrowaną sieć elektryczną, cieplną i gazową, łączące wiele urządzeń wytwórczych, magazynowych i dynamicznych odbiorów. Połączone ze sobą i sterowane za pomocą zaawansowanych algorytmów i scenariuszy tworzących jeden funkcjonujący system wytwarzania i zarządzania energią. Pozwalają na zminimalizowanie wpływu na środowisko oraz na znaczne obniżenie kosztów korzystając z własnych zasobów energii ale sprzedając ją również do sieci w czasie gdy jej cena jest najwyższa.

Zazwyczaj łączą źródła energii odnawialnej takie jak instalacje PV, które mogą być odrębnymi konstrukcjami lub zainstalowanymi na budynkach, turbiny wiatrowe o osi poziomej lub pionowej, turbiny wodne, z grawitacyjnymi lub bateryjnymi magazynami energii, wysokosprawną kogeneracją z magazynem wodoru oraz elektrolizerem, zaś całość połączona jest z układami zasilania i rozdziału energii oraz sterowania i nadzoru.

Znane są kominowe układy turbin, które na obszarach o silnym całorocznym nasłonecznieniu, wykorzystują energię słoneczną do wywoływania przepływu ogrzanego powietrza. Wznoszące się powietrze napędza turbiny umieszczone u podstawy wieży, powodując jednocześnie powstawanie podciśnienia, które zasysa chłodne powietrze u podstawy. Ciepłe powietrze ochładza się w kominie wieży i wydostaje na zewnątrz.

Znany jest również grawitacyjny magazyn energii, w którego cylindrycznym trzonie wewnętrznym, znajduje się układ przetwarzania energii ze skroplonego powietrza, którego zbiorniki rozmieszczone są na co najmniej jednym poziomie wyznaczonym wewnątrz cylindrycznego trzonu wewnętrznego, zaś układ przetwarzania energii ze skroplonego powietrza połączony jest z układem magazynowania energii elektrycznej i/lub z siecią energetyczną. W przestrzeni magazynu, między promieniowo rozmieszczonymi sekcjami belek balastowych, znajdują się turbiny wiatrowe, których działanie oparte jest na termodynamicznym przepływie mas powietrza, które z kanałów wlotowych przemieszcza się pionowo w górę wprawiając łopaty turbin wiatrowych w ruch i generując energię elektryczną.

LAES (ang. liquid air energy storage) to kriogeniczny system magazynowania energii w postaci skroplonego powietrza. Powietrze otoczenia jest zasysane do instalacji, sprężane, a następnie schładzane do temperatury skraplania i umieszczane w izolowanych zbiornikach niskociśnieniowych. W takich warunkach zmienia ono stan skupienia, stając się cieczą. Pod tą postacią wywiera o wiele niższe ciśnienie na ścianki zbiornika. Dodatkowo ciekły stan skupienia pozwala na tej samej objętości zmagazynować go znacznie więcej, niż gdyby było przetrzymywane w postaci gazu. Schłodzone powietrze można przechowywać przez wiele godzin, a nawet dni. Podczas niedoborów energii, magazyn przetłacza część skroplonego powietrza do kolejnej komory, gdzie jest ono podgrzewane w taki sposób, że szybko się rozszerza. Nagły wzrost objętości napędza turbinę do wytwarzania energii elektrycznej.

Dotychczas znane systemy hybrydowe przetwarzania i magazynowania energii, mimo kompleksowego podejścia do zarządzania produkcją energii i jej magazynowaniem opierają się na wykorzystaniu funkcji każdego układu przy określonej jego sprawności.

Nieoczekiwanie okazało się, że możliwe jest wykorzystanie produktów albo odpadów jednego układu do poprawy sprawności innego, a tym samym podniesienia efektywności całego systemu.

Celem wynalazku jest zapewnienie zintegrowanego systemu hybrydowego zarządzania produkcją, przepływem, zużyciem i magazynowaniem energii, który nie ma wspomnianych powyżej i innych wad. W szczególności taki system dostarczania energii powinien umożliwiać wydajną dystrybucję energii. Ponadto taki system powinien być solidny i stabilny oraz niewrażliwy na szczyty mocy.

Innym celem wynalazku jest dostarczenie zintegrowanego systemu hybrydowego zarządzania produkcją, przepływem, zużyciem i magazynowaniem energii, który umożliwia efektywne wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, takich jak energia wiatru i energia słoneczna, których produkcja może być kontrolowana tylko w bardzo ograniczonym zakresie i zależy przede wszystkim od warunków meteorologicznych.

Dodatkowo celem wynalazku jest opracowanie sposobu zwiększania wydajności kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza, przy wykorzystaniu układu trigeneracji oraz tlenu z elektrolizera stanowiących elementy systemu hybrydowego zarządzania energią.

Ten i inne cele osiągnięto dzięki zintegrowanemu systemowi hybrydowemu zarządzania produkcją, przepływem, zużyciem i magazynowaniem energii według wynalazku, zgodnie z niezależnym zastrzeżeniem. Dalsze korzystne przykłady wykonania podano w zastrzeżeniach zależnych.

Jeśli w opisie jest mowa o instalacji transportującej tlen albo instalacji transportującej wodór albo instalacji przesyłającej energię elektryczną albo instalacji przesyłającej ciepło albo instalacji przesyłającej zimno, mowa jest o znanych instalacjach zawierającej wszystkie niezbędne elementy, takie jak wymienniki ciepła, wentylatory, zawory, mierniki, przetworniki, bezpieczniki i inne, do realizacji przesyłu. Znawca dokona ich doboru bez problemu, w zależności od rodzaju, wielkości, parametrów czy możliwości przesyłowych poszczególnych urządzeń i magazynów systemu.

Jeśli w opisie jest mowa o strumieniu ciepła albo zimna to znaczy, że jest to ciepłe albo zimne powietrze uzyskane z wentylowania wymienników ciepła z przepływającym medium, takim jak glikol, stopiona sól, itp.

Istotą wynalazku jest zintegrowany system hybrydowy zarządzania produkcją, przepływem, zużyciem i magazynowaniem energii zawierający co najmniej instalację fotowoltaiczną i/lub turbinę wiatrową, magazyn energii potencjalnej, elektrolizer, jednostkę kogeneracyjną w układzie trigeneracji, magazyn wodoru, układ sterowania i nadzoru, charakteryzujący się tym, że zawiera magazyn kriogeniczny ciekłego powietrza, do którego, przed i/lub za sprężarką dołączona jest instalacja do transportu tlenu, uzyskanego z elektrolizera, natomiast w stację rozprężania ciekłego powietrza i/lub tlenu kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza, włączona jest instalacja doprowadzająca ciepło uzyskane przy spalaniu gazu w zespole trigeneracji, przy czym wszystkie zespoły przetwarzania i magazynowania energii włączone są w system sterowania i nadzoru, zbierający dane w czasie rzeczywistym, monitorujący produkcje, zużycie i zapotrzebowanie na energię elektryczną, oraz inteligentnie sterujący jej przepływem między źródłami wytwórczymi, urządzeniami zasilanymi a magazynami energii.

Korzystnie jest, gdy magazyn kriogeniczny ciekłego powietrza, za sprężarką w instalacji odprowadzającej do magazynu gorące powietrze, znajduje się proporcjonalny zawór trójdrożny, którego gniazdo priorytetowe połączone jest z magazynem gorąca a gniazdo boczne z wymiennikiem parowym a ten kolejno z generatorem turbiny parowej z instalacją doprowadzającą przegrzaną parę na turbinę parową z generatorem prądu i dalej z instalacją przesyłającą energię elektryczną.

Korzystnie jest, gdy jednostką kogeneracyjną w układzie trigeneracji jest silnik wodorowy połączony instalacją transportującą wodór ze zbiornikiem wodoru.

Korzystnie jest, gdy źródłem wytwórczym energii jest instalacja agrofotowoltaiczna połączona instalacją przesyłającą energię elektryczną z co najmniej jednym źródłem wytwórczym, urządzeniem zasilającym albo magazynem energii, przy czym połączona jest instalacją wodną z elektrolizerem i/lub ze zbiornikiem wody po elektrolizie.

Korzystnie jest, gdy instalacja agrofotowoltaiczna połączona jest instalacją przesyłającą energię elektryczną z elektrolizerem i/lub z siecią energetyczną.

Korzystnie jest, gdy magazynem energii potencjalnej jest grawitacyjny magazyn energii.

Korzystnie jest gdy grawitacyjny magazyn energii, wewnątrz cylindrycznego trzonu wewnętrznego, posiada układ przetwarzania energii z ciekłego powietrza.

Korzystnie jest gdy grawitacyjny magazyn energii, wewnątrz cylindrycznego trzonu wewnętrznego, posiada układ trigeneracji z silnikiem wodorowym.

Korzystnie jest gdy grawitacyjny magazyn energii, na zewnętrznej powierzchni cylindrycznego trzonu zewnętrznego, posiada panele fotowoltaiczne.

Korzystnie jest, gdy turbina wiatrowa jest turbiną kominową.

Korzystnie jest, gdy turbina kominowa znajduje się wewnątrz cylindrycznego trzonu zewnętrznego grawitacyjnego magazynu energii.

Korzystnie także jest, gdy wymiennik absorpcyjnego agregatu wody lodowej z układu trigeneracji, połączony jest instalacją przesyłającą zimne powietrze, z górnymi partiami kominów turbin w celu wytworzenia silniejszego strumienia powietrza do napędzania turbin.

Korzystnie jest, gdy moduł kogeneracyjny zespołu trigeneracji, połączony jest instalacjami przesyłającymi ciepło, z dolnymi partiami kominów turbin, w celu wytworzenia silniejszego strumienia powietrza do napędzania turbin.

Korzystnie jest, gdy systemy wentylacyjne zespołów wchodzących w skład systemu połączone są instalacjami przesyłającymi ciepło, z dolnymi partiami kominów turbin, w celu wytworzenia silniejszego strumienia powietrza do napędzania turbin.

Korzystnie jest, gdy zespoły generujące oraz magazynujące energię elektryczną, połączone są instalacjami przesyłającymi z siecią energetyczną.

Prąd wytworzony w systemie oddawany jest do sieci albo zasilane są poszczególne zespoły przetwarzania energii.

Nadwyżka z sieci może być również wykorzystana do zasilania zespołów przetwarzania energii. Wówczas system pełni rolę stabilizatora sieci oraz lokalnie umożliwia pracę sieci bez konieczności wyłączania przez dyspozytora jednostek OZE.

Istotą wynalazku jest również sposób zwiększania efektywności kriogenicznego magazynu skroplonego powietrza, polegający na tym, że do stacji sprężania kriogenicznego magazynu skroplonego powietrza, instalacją do transportu tlenu, doprowadza się tlen uzyskany z elektrolizera, następnie mieszankę skroplonego tlenu i skroplonego powietrza albo wzbogaconą w tlen mieszankę powietrza, skrapla się i magazynuje w temperaturze wyższej niż temperatura skraplania powietrza dla danego ciśnienia, natomiast w stację rozprężania ciekłego powietrza kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza, włączona jest instalacja doprowadzająca ciepło uzyskane przy spalaniu gazu w układzie trigeneracji.

Korzystnie jest gdy instalacją do transportu ciepła, strumień ciepła z kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza, otrzymany i/lub niewykorzystany przy sprężaniu i/lub rozprężaniu powietrza, doprowadzany jest do dolnych partii tunelu turbin w celu wytworzenia silniejszego strumienia powietrza do napędzania turbin.

Korzystnie jest, gdy ciepło w postaci pary przegrzanej, powstałe przy sprężaniu powietrza, rozdzielane jest na proporcjonalnym zaworze trójdrożnym i doprowadzane do wymiennika parowego a kolejno przegrzana para kierowana jest do generatora turbiny, zaś wytworzony prąd instalacją przesyłającą energię elektryczną przesyłany jest do urządzeń napędzających, magazynujących energię albo do sieci elektroenergetycznej.

System hybrydowy zarządzania produkcją, przepływem, zużyciem i magazynowaniem energii według wynalazku, pozwala na zintegrowanie wszystkich zespołów wytwórczych, zasilających i magazynujących energię w wydajny i stabilny system zarządzania energią.

Zaletą jest również wykorzystanie produktów i odpadów powstałych na poszczególnych zespołach, do zwiększenia efektywności kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza.

Przedmiot wynalazku przybliżony jest, w sposób nieograniczający jego ochrony, w przykładach wykonania oraz na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia schemat połączenia względem siebie źródeł, układów przetwarzania oraz magazynowania energii elektrycznej, gdzie:

- magazyn energii potencjalnej;

- zespół fotowoltaiki;

- zespół turbin kominowych;

- sieć elektroenergetyczna;

- zbiornik gazu (ziemnego albo biogazu);

- stacja ładownia wodoru;

- kriogeniczny magazyn ciekłego powietrza;

- magazyn wodoru;

- zespół trigeneracji;

- zbiornikiem wody po elektrolizie; 1

- elektrolizer PEM;

- agrofotowoltaika AHE;

- budynek użytkowy.

Oznaczenia instalacji przesyłowych:

A - instalacja przesyłająca energię elektryczną;

B - instalacja przesyłająca ciepło;

C - instalacja przesyłająca zimno;

D - instalacja transportująca tlen;

E - instalacja transportująca wodór;

F - instalacja transportująca wodę.

Zintegrowany system hybrydowy zarządzania produkcją, przepływem, zużyciem i magazynowaniem energii składa się z zespołów będących źródłami wytwórczymi, urządzeniami zasilanymi i magazynami energii o następujących parametrach technicznych:

grawitacyjny magazyn energii (1) • Moc zainstalowana: 5 MW • Pojemność: 35 MWh • Czas ładowania: 7 h • Czas rozładunku: 7 h • Waga bloków 84 tys. t • Bezwzględna wysokość podnoszenia ciężarów: 150 m • Liczba balastów: 1400 szt.

• Masa 1 balastu: 60 000 kg • Wymiary 1 balastu 21 x 1,5 x 0,8 m • Całkowite wymiary o Wysokość 212 m o Średnica cylindra zewnętrznego 76 m zespół turbin kominowych (3) • Moc zainstalowana 6 MWp zespół fotowoltaiki (2) • Moc zainstalowana 15 MWp • Panele słoneczne umieszczone na elewacji grawitacyjnego magazynu energii zespół trigeneracji (9) z silnikiem wodorowym • Moc zainstalowana 0,99 MWe • Moc cieplna 1,2 MWt • Moc chłodnicza: 0,85 MWt zespół agrofotowoltaiki (12) • Moc zainstalowana 40 MWp • Magazyn wody deszczowej z instalacją nawadniającą • System monitorowania kondycji gleby, upraw i pogody zespół elektrolizera PEM (11) • Moc wytwórcza: 5 MW • Objętość produkcji 1000 Nm³/h magazyn wodoru (8) • Pojemność: 1080 kg przy 500 bar zespół kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza (7) • Pojemność: 120 MWh • Ciśnienie ciekłego powietrza: 17 bar • Temperatura ciekłego powietrza: -157°C • Temperatura ciekłego tlenu: -147°C

Grawitacyjny magazyn energii (1), wewnątrz cylindrycznego trzonu zewnętrznego, w przestrzeni między promieniowo rozmieszczonymi sekcjami belek balastowych, ma zamontowane turbiny wiatrowe, których działanie oparte jest na termodynamicznym przepływie mas powietrza, które z kanałów wlotowych przemieszcza się pionowo w górę wprawiając łopaty turbin (3) wiatrowych w ruch i generując energię elektryczną. Energia wytworzona z pracy turbin (3) wiatrowych wieży, zasila silniki w kolejnym zespole przetwarzania energii.

Strumień zimna z kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza (7) otrzymany na wyjściu o temp. ok. 5°C doprowadzany jest instalacji przesyłającej zimno (C) do górnej partii kominów turbin (3), w celu wytworzenia silniejszego strumienia powietrza do napędzania turbin. Chłodny glikol kierowany jest na płaszcz wodny i uzyskany chłód jest transportowany instalacją przesyłającą zimno (C) do górnych partii kominów turbin (3).

Strumień ciepła z zespołu trigeneracji (9), otrzymany przy spalaniu wodoru na silniku wodorowym, oraz z elektrolizera (11), doprowadzany jest do dolnych partii kominów turbin w celu wytworzenia silniejszego strumienia powietrza do napędzania turbin.

Systemy wentylacyjne wszystkich zespołów wchodzących w skład systemu mogą być połączone instalacjami przesyłającymi ciepło (B), z dolnymi partiami kominów turbin (3).

Grawitacyjny magazyn energii (1), wewnątrz cylindrycznego trzonu wewnętrznego, na dolnych poziomach, posiada zespół kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza (7) - układ przetwarzania energii ze skroplonego powietrza, który połączony jest instalacją przesyłającą energię elektryczną (A) z układem magazynowania energii elektrycznej i z siecią energetyczną (4). Jego zbiorniki rozmieszczone są na dwóch poziomach wyznaczonych wewnątrz cylindrycznego trzonu wewnętrznego magazynu (1).

Do magazynu kriogenicznego ciekłego powietrza (7), na drodze zasysania powietrza, instalacją do transportu tlenu (D), dołączony jest przewód doprowadzający tlen uzyskany na elektrolizerze (11), co powoduje wzbogacenie powietrza o tlen i przynosi efekt w postaci wzrostu temperatury skraplania mieszanki a tym samym zmniejszenie nakładów energetycznych ponoszonych na schłodzenie mieszanki tlenu i powietrza, i jej skroplenie. Przy kompresji ciekłego powietrza na poziomie 17 bar, jego temperatura podnosi się do -150°C. Podczas skraplania powietrza wydziela się ciepło, które magazynowane jest gorące w stopionej soli 430°C albo w glikolu o temperaturze 185°C.

Podczas niedoborów energii, magazyn przetłacza część skroplonego powietrza do kolejnej komory, gdzie jest ono podgrzewane zgromadzonym ciepłem i sprężane. W ten sposób można otrzymać gaz o bardzo wysokim ciśnieniu. Jest on wykorzystywany do napędzenia turbin, które produkują prąd elektryczny przesyłany następnie instalacją przesyłającą energię elektryczną (A) do sieci elektroenergetycznej (4). Podczas rozprężania ciekłego powietrza, w momencie parowania oddaje zimno, które magazynowane jest na złożu w temperaturze -140°C.

Ciepło uzyskane z silnika wodorowego w zespole trigeneracji (9), doprowadzane jest instalacją przesyłającą ciepło (B) do ogrzewania budynków (13) oraz na rozładowanie kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza (7) (rozprężanie skroplonego powietrza) aby podnieść sprawność układu. Podnosi to sprawność instalacji z 50% na około 75%.

Źródłem paliwa w trigeneracji może być również gaz ziemny albo biogaz dostarczany z sieci i/lub zbiornika gazu (5). Może również być mieszany z wodorem i dostarczany do trigeneracji (9).

Z elektrolizerem PEM (11), instalacją przesyłającą wodór (E) jest połączony magazyn wodoru (8), który połączony jest również z silnikiem wodorowym zespołu trigeneracji (9). Jednostka magazynowania wodoru (8) jest niezbędna do właściwego zarządzania zapotrzebowaniem na energię elektryczną i ciepło wytworzone w systemie kogeneracyjnym. Może zasilać również stację ładowania wodorem pojazdów (6).

Kolejnym wariantem systemu według wynalazku jest gdy źródłem wytwórczym energii jest zespół agrofotowoltaiki (12) AHE. W takim wariancie elektrolizer PEM (11) jest zasilany wodą z deszczówki gromadzonej z paneli fotowoltaicznych, natomiast woda ze zbiornika wody po elektrolizie (10), instalacją transportującą wodę (F), zasila instalację nawadniającą. Energia elektryczna wytworzona na panelach fotowoltaicznych (2, 12) oraz na turbinach wiatrowych (3, 12) poprzez instalację przesyłającą energię elektryczną (A) zasila elektrolizer (11), urządzenia zasilające sytemu albo magazyny energii albo sieć energetyczną (4).

Wszystkie zespoły przetwarzania i magazynowania energii włączone są w system sterowania i nadzoru, zbierający dane w czasie rzeczywistym, monitorujący produkcje, zużycie i zapotrzebowanie na energię elektryczną, oraz inteligentnie sterujący jej przepływem między źródłami wytwórczymi, urządzeniami zasilanymi a magazynami energii.

Niniejszy wynalazek nie jest ograniczony w swoim zakresie do opisanych tutaj określonych przykładów wykonania. Specjalista w dziedzinie wyprowadzi różne inne modyfikacje niniejszego wynalazku z opisu i rysunku, które również mieszczą się w zakresie ochrony zastrzeżeń. Kriogeniczny magazyn ciekłego powietrza może być peryferyjnym urządzeniem, poza magazynem grawitacyjnym, podobnie jak silnik wodorowy z trigeneracji, instalacja PV czy turbiny wiatrowe kominowe.

Claims

1. Zintegrowany system hybrydowy zarządzania produkcją, przepływem, zużyciem i magazynowaniem energii zawierający co najmniej instalację fotowoltaiczną i/lub turbinę wiatrową, magazyn energii potencjalnej, elektrolizer, jednostkę kogeneracyjną w układzie trigeneracji, magazyn wodoru, układ sterowania i nadzoru, znamienny tym, że zawiera magazyn kriogeniczny ciekłego powietrza (7), do którego, przed i/lub za sprężarką dołączona jest instalacja do transportu tlenu (D), uzyskanego z elektrolizera (11), natomiast w stację rozprężania ciekłego powietrza i/lub tlenu kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza (7), włączona jest instalacja doprowadzająca ciepło (B) uzyskane przy spalaniu gazu w zespole trigeneracji (9), przy czym wszystkie zespoły przetwarzania i magazynowania energii włączone są w system sterowania i nadzoru, zbierający dane w czasie rzeczywistym, monitorujący produkcje, zużycie i zapotrzebowanie na energię elektryczną, oraz inteligentnie sterujący jej przepływem między źródłami wytwórczymi, urządzeniami zasilanymi a magazynami energii.

2. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że magazyn kriogeniczny ciekłego powietrza (7), w instalacji odprowadzającej do magazynu ciepła przegrzaną parę wytworzoną przy sprężaniu powietrza, zawiera proporcjonalny zawór trójdrożny, którego gniazdo priorytetowe połączone jest z magazynem gorąca a gniazdo boczne z instalacją doprowadzającą przegrzaną parę na turbinę parową z generatorem prądu.

3. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że jednostką kogeneracyjną w układzie trigeneracji (9) jest silnik wodorowy połączony instalacją transportującą wodór (E) ze zbiornikiem wodoru (8).

4. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że źródłem wytwórczym energii jest instalacja agrofotowoltaiczna (12) połączona instalacją przesyłającą energię elektryczną (A) z co najmniej jednym źródłem wytwórczym, urządzeniem zasilającym albo magazynem energii, przy czym połączona jest instalacją wodną (F) z elektrolizerem (9) i/lub ze zbiornikiem wody po elektrolizie (10).

5. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 4, znamienny tym, że instalacja agrofotowoltaiczna (12) połączona jest instalacją przesyłającą energię elektryczną (A) z elektrolizerem (9) i/lub z siecią energetyczną (4).

6. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że magazynem energii potencjalnej (1) jest grawitacyjny magazyn energii.

7. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 6, znamienny tym, że grawitacyjny magazyn energii (1), wewnątrz cylindrycznego trzonu wewnętrznego, posiada układ przetwarzania energii z ciekłego powietrza (7).

8. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 6, znamienny tym, że grawitacyjny magazyn energii (1), wewnątrz cylindrycznego trzonu wewnętrznego, posiada układ trigeneracji (9) z silnikiem wodorowym.

9. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 6, znamienny tym, że grawitacyjny magazyn energii (1), na zewnętrznej powierzchni cylindrycznego trzonu zewnętrznego, posiada panele fotowoltaiczne (2).

10. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że turbina wiatrowa jest turbiną kominową (3).

11. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 10, znamienny tym, że turbina kominowa (3) znajduje się wewnątrz cylindrycznego trzonu zewnętrznego grawitacyjnego magazynu energii (1).

12. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 1 albo 10, znamienny tym, że wymiennik absorpcyjnego agregatu wody lodowej z układu trigeneracji (9), połączony jest instalacją przesyłającą zimne powietrze (C), z górnymi partiami kominów turbin (3) w celu wytworzenia silniejszego strumienia powietrza do napędzania turbin.

13. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 1 albo 10, znamienny tym, że moduł kogeneracyjny zespołu trigeneracji (9), połączony jest instalacjami przesyłającymi ciepło (B), z dolnymi partiami kominów turbin, w celu wytworzenia silniejszego strumienia powietrza do napędzania turbin.

14. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 1 albo 10, znamienny tym, że systemy wentylacyjne zespołów wchodzących w skład systemu połączone są instalacjami przesyłającymi ciepło (B), z dolnymi partiami kominów turbin (3), w celu wytworzenia silniejszego strumienia powietrza do napędzania turbin.

15. Zintegrowany system hybrydowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że zespoły generujące oraz magazynujące energię elektryczną, połączone są instalacjami przesyłającymi z siecią energetyczną (4).

16. Sposób zwiększania efektywności kriogenicznego magazynu skroplonego powietrza, znamienny tym, że do stacji sprężania kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza (7), instalacją do transportu tlenu (D), doprowadza się tlen uzyskany z elektrolizera (11), następnie mieszankę skroplonego tlenu i skroplonego powietrza albo wzbogaconą w tlen mieszankę powietrza skrapla się i magazynuje w temperaturze wyższej niż temperatura skraplania powietrza dla danego ciśnienia, natomiast w stację rozprężania ciekłego powietrza kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza (7), włączona jest instalacja doprowadzająca ciepło (B) uzyskane przy spalaniu gazu w układzie trigeneracji (9).

17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że instalacją do transportu ciepła (B), strumień ciepła z kriogenicznego magazynu ciekłego powietrza (7), otrzymany i/lub niewykorzystany przy sprężaniu i/lub rozprężaniu powietrza, doprowadzany jest do dolnych partii tunelu turbin w celu wytworzenia silniejszego strumienia powietrza do napędzania turbin.

18. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że ciepło w postaci pary przegrzanej, powstałe przy sprężaniu powietrza, rozdzielane jest na proporcjonalnym zaworze trójdrożnym i doprowadzane do wymiennika parowego a kolejno przegrzana para kierowana jest do generatora turbiny, zaś wytworzony prąd instalacją przesyłającą energię elektryczną (A) przesyłany jest do urządzeń napędzających, magazynujących energię albo do sieci elektroenergetycznej (4).