本发明专利技术公开了一种二氧化碳气液相变储能的方法，该方法包括以下步骤：1)电力富余时，将二氧化碳储库中的二氧化碳压缩并降温液化成液态二氧化碳；通过相变储能换热系统储存压缩过程以及液化过程释放的热能；2)需要用电时，将液态二氧化碳通过减压、吸收相变储能换热系统储存的热能气化后，进入膨胀机做功，膨胀机带动发电机组发电。实现该方法的装置为：二氧化碳储库通过气态二氧化碳管线经压缩机与相变储能换热系统相连，液态二氧化碳储罐通过液态二氧化碳管线与相变储能换热系统连接，相变储能换热系统通过气态二氧化碳管线经膨胀机与二氧化碳储库相连。本发明专利技术的气液相变储能效率高、安全可靠。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及能源储蓄
，特别设及一种二氧化碳气液相变储能的方法和实 现该方法的装置。
技术介绍
当前，电力的消耗量持续增长，但是电力的生产能力W及输运网络的建设等的发 展相对滞后；可再生能源（风能、太阳能等）电力在总的电力供应中的份额逐渐增加，但是 可再生能源的发电存在固有间歇性的缺点。目前，新能源发电在电网中的占比不超过10%， 否则就会因能量来源的不稳定产生诸多问题；在用户侧，电力的消耗在一天中并不是恒定 的，具有能耗的峰值和低谷等，该些问题增加了目前电力系统的复杂性W及不安全性。因 此，迫切需要引进新技术来解决电力生产、输运、消耗过程中面临的问题。储能系统通过一 定介质存储电能，在需要时将所存能量释放发电。此外，储能系统也可W储存风能或波浪能 的不稳定能源。发展大规模储能系统是解决目前可再生能源大规模利用瓶颈的迫切需要， 也是提高常规电力系统效率、安全性和经济性的有效途径和发展分布式能源系统的关键技 术。 储能政策最早被提及是2005年，是为完善电网运行、提高吸纳可再生能源的一种 技术选择。目前，大规模储能技术已逐渐成为智能电网关键支撑技术，进而又成为优先发展 产业的重点。但是，储能技术现在还处于各项技术并驾齐驱的阶段（如抽水蓄能、裡电池、 铅酸电池、钢流电池、液流电池等），目前还存在效率不高，寿命短，存取不便，蓄能容量偏 小，投资成本大，有的对环境有污染（如化学储能）等问题，使得各种储能项目难W商业运 作。目前国内外已经采用储能技术主要是抽水蓄能电站，而压缩空气蓄能电站也在示范。 抽水蓄能在规模上最大（可达上千兆瓦）、技术上也最成熟，但是它对地势有着特 殊的要求；最好是在面积较小的范围内有着较大的水位高度落差。抽水蓄能对地理条件要 求苛刻，并且对水源、道路交通都有特定的要求，如果不能利用已有的自然条件加W改造， 完全通过人工兴建将得不偿失。除了抽水蓄能外，能够实现大规模工业应用的储能方式就 是压缩空气储能（单机规模在百兆瓦级别）。压缩空气储能系统大规模发展的主要技术障 碍在于两方面：需要大型储气装置和依赖燃烧化石燃料。为解决该两个问题，先后出现了带 蓄热的压缩空气储能系统、微小型压缩空气储能系统、液化空气储能系统、超临界压缩空气 储能系统、与可再生能源禪合的压缩空气储能系统等。该些系统同传统系统相比，应用前景 更广阔，如可大大提高效率；使用更灵活，甚至可用于汽车动力；接纳可再生能源，提供可 再生能源在电网中的比例，甚至还能利用工业余热等。 但是液化空气和超临界压缩空气需要将空气压缩到很高的压力，对储气罐材料及 压气机有很高的要求，其压缩过程中能量损失很大。虽然带蓄热的压缩空气储能系统能够 减少能量损失，但需要很高的压力，安全问题依然存在。 因此，现有储能技术有待发展和改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于储存风能或波浪能或其他不稳定能源， 提高常规电力系统效率、安全性高和投资成本低的二氧化碳气液相变储能的方法和实现该 方法的装置。[000引为解决上述技术问题，本专利技术的一种二氧化碳气液相变储能的方法，该方法包括 W下步骤： 1)电力富余时，将二氧化碳储库中的二氧化碳压缩并降温液化成液态二氧化碳； 通过相变储能换热系统储存所述压缩过程W及液化过程释放的热能； 2)需要用电时，将所述液态二氧化碳通过减压、吸收所述相变储能换热系统储存 的热能气化后，进入膨胀机做功，所述膨胀机带动发电机组发电。 作为本专利技术二氧化碳气液相变储能方法的改进，将步骤2)做功后的二氧化碳通 入二氧化碳储库储存，W实现循环利用二氧化碳之目的。 重复W上两个步骤可实现二氧化碳气体的重复利用，利用相变储能换热系统储存 压缩过程W及降温液化过程产生的热量，W作为液态二氧化碳气化所需要的热量，不仅增 加了相变储能的效率同时达到削峰填谷或储存不稳定能源的目的。 常温下将气态二氧化碳压力升到6MI^a左右即可液化，液态的二氧化碳可W用很 小的储罐空间来储存比较大的能量，且气化过程中只要保持温度稳定即可获得稳定的压 力。压缩二氧化碳和压缩空气储能系统类似，压缩机压缩气态二氧化碳时消耗电能，通过降 温液化得到大量的高压液态二氧化碳存将其储于储罐中，气化过程液态二氧化碳吸热后成 为气态二氧化碳，然后通过各级膨胀机，输出轴功并发电。储能过程中，压缩机产生大量的 压缩热，需要通过散热器耗散，再进入下一级压缩。在压缩过程中可W用相变蓄热材料回 收存储该部分压缩热，当释能时，高压二氧化碳气体吸收该部分压缩热，然后膨胀做功。该 方法的储能密度高于常规压缩空气储能，可实现大规模储能，且技术口槛、投资和运行成本 低。 为优化本专利技术技术方案，所述液态二氧化碳在气化过程中保持温度稳定，即能获 得稳定的压力，使之处于安全压力范围内。主要技术参数对比见表1和表2。 表1二氧化碳气液相变储能与压缩空气储能技术对比【主权项】1. 一种二氧化碳气液相变储能的方法，其特征在于，该方法包括w下步骤： 1) 电力富余时，将二氧化碳储库中的二氧化碳压缩并降温液化成液态二氧化碳；通过 相变储能换热系统储存所述压缩过程W及液化过程释放的热能； 2) 需要用电时，将所述液态二氧化碳通过减压、吸收所述相变储能换热系统储存的热 能气化后，进入膨胀机做功，所述膨胀机带动发电机组发电。2. 根据权利要求1所述的二氧化碳气液相变储能的方法，其特征在于，步骤2)做功后 的二氧化碳通入二氧化碳储库储存。3. 根据权利要求1或2所述的二氧化碳气液相变储能的方法，其特征在于，所述液态二 氧化碳在气化过程中保持温度稳定。4. 一种用于实现权利要求1所述气液相变储能方法的装置，其特征在于，包括二氧化 碳储库、压缩机、相变储能换热系统、液态二氧化碳储罐；所述二氧化碳储库通过气态二氧 化碳管线经所述压缩机与所述相变储能换热系统第一入口连接，所述液态二氧化碳储罐的 进、出口通过液态二氧化碳管线分别与所述相变储能换热系统第一出口 W及第二入口连 接，所述相变储能换热系统的第二出口通过气态二氧化碳管线经膨胀机与所述二氧化碳储 库连接；所述膨胀机通过传动轴与发电机组相连，所述压缩机具有动力源。【专利摘要】本专利技术公开了一种二氧化碳气液相变储能的方法，该方法包括以下步骤：1)电力富余时，将二氧化碳储库中的二氧化碳压缩并降温液化成液态二氧化碳；通过相变储能换热系统储存压缩过程以及液化过程释放的热能；2)需要用电时，将液态二氧化碳通过减压、吸收相变储能换热系统储存的热能气化后，进入膨胀机做功，膨胀机带动发电机组发电。实现该方法的装置为：二氧化碳储库通过气态二氧化碳管线经压缩机与相变储能换热系统相连，液态二氧化碳储罐通过液态二氧化碳管线与相变储能换热系统连接，相变储能换热系统通过气态二氧化碳管线经膨胀机与二氧化碳储库相连。本专利技术的气液相变储能效率高、安全可靠。【IPC分类】F01K25-10, F01K25-00【公开号】CN104533556【申请号】CN201410790702【专利技术人】李栋梁, 梁德青, 梁帅 【申请人】中国科学院广州能源研究所【公开日】2015年4月22日【申请日】2014年12月17日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二氧化碳气液相变储能的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)电力富余时，将二氧化碳储库中的二氧化碳压缩并降温液化成液态二氧化碳；通过相变储能换热系统储存所述压缩过程以及液化过程释放的热能；2)需要用电时，将所述液态二氧化碳通过减压、吸收所述相变储能换热系统储存的热能气化后，进入膨胀机做功，所述膨胀机带动发电机组发电。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李栋梁，梁德青，梁帅，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。