一种基于全可再生能源的零碳型冷热电气联供系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于全可再生能源的零碳型冷热电气联供系统，包括供电模块、供热模块、供冷模块和供气模块；供电模块包括发电设备和生物质CHP机组，发电设备包括太阳能电池、风电机组和燃料电池；供热模块包括空气源热泵和太阳能集热器，发电设备和生物质CHP机组通过电力管线与空气源热泵连接；供冷模块包括吸收式制冷机，生物质CHP机组通过热力管网与吸收式制冷机连接；供气模块包括电转气单元，供电模块通过电力管线与电转气单元连接，电转气单元通过输气管网与燃料电池连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术能够在只消耗可再生能源的情况下，满足用能侧负荷需求，实现系统零碳排放。碳排放。碳排放。

【技术实现步骤摘要】
一种基于全可再生能源的零碳型冷热电气联供系统


[0001]本技术涉及能源系统领域，尤其是涉及一种基于全可再生能源的零碳型冷热电气联供系统。

技术介绍

[0002]随着人类社会的快速发展和进步，人们对能源的需求日益增长，但是化石能源日益短缺和生态环境污染的问题渐趋严重，为了打破化石能源不可持续发展的僵局，人类开始寻找绿色可持续的可再生能源。本世纪初，美日欧等发达国家提出了综合能源系统发展计划，大大促进了风光等可再生能源的利用。同时，为了进一步推动我国能源转型，促进实现双碳目标，风光等可再生能源在能源系统中的渗透率不断提高。
[0003]目前，国内外越来越重视高比例可再生能源综合能源系统的研究与发展，为了最大化利用可再生能源，有学者开始研究全可再生能源综合能源系统，但是这些研究多停留在单一电力能源系统上，针对冷热电气集成的零碳型全可再生能源供能系统的研究还较少。

技术实现思路

[0004]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于全可再生能源的零碳型冷热电气联供系统，能够在只消耗可再生能源的情况下，满足用能侧负荷需求，实现系统零碳排放。
[0005]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于全可再生能源的零碳型冷热电气联供系统，包括供电模块、供热模块、供冷模块和供气模块；
[0007]所述的供电模块包括发电设备和生物质CHP机组，所述的发电设备包括太阳能电池、风电机组和燃料电池；
[0008]所述的供热模块包括空气源热泵和太阳能集热器，所述的发电设备和生物质CHP机组通过电力管线与空气源热泵连接；
[0009]所述的供冷模块包括吸收式制冷机，所述的生物质CHP机组通过热力管网与吸收式制冷机连接；
[0010]所述的供气模块包括电转气单元，所述的供电模块通过电力管线与电转气单元连接，所述的电转气单元通过输气管网与燃料电池连接；
[0011]所述的供电模块用于满足用电负荷，所述的供热模块用于满足用热负荷，所述的空气源热泵和吸收式制冷机用于满足用冷负荷，所述的生物质CHP机组和电转气单元用于满足用气负荷。
[0012]进一步地，所述的供电模块还包括蓄电设备，所述的蓄电设备通过电力管线与发电设备和生物质CHP机组连接。
[0013]进一步地，所述的蓄电设备为蓄电池。
[0014]进一步地，所述的电转气单元为P2G电解槽。
[0015]进一步地，所述的供热模块还包括蓄热设备，所述的蓄热设备通过热力管网与空气源热泵、太阳能集热器以及生物质CHP机组连接。
[0016]进一步地，所述的蓄热设备为蓄热水罐。
[0017]进一步地，所述的吸收式制冷机为溴化锂吸收式制冷机。
[0018]进一步地，所述的供气模块还包括储气设备。
[0019]进一步地，所述的储气设备为储氢罐。
[0020]进一步地，所述的太阳能电池为光伏电池。
[0021]与现有技术相比，本技术具有以如下有益效果：
[0022](1)本技术系统包括供电模块、供热模块、供冷模块和供气模块，供电模块包括发电设备和生物质CHP机组，发电设备包括太阳能电池、风电机组和燃料电池，供热模块包括空气源热泵和太阳能集热器，发电设备和生物质CHP机组通过电力管线与空气源热泵连接，供冷模块包括吸收式制冷机，生物质CHP机组通过热力管网与吸收式制冷机连接，供气模块包括电转气单元，供电模块通过电力管线与电转气单元连接，电转气单元通过输气管网与燃料电池连接，供电模块用于满足用电负荷，供热模块用于满足用热负荷，空气源热泵和吸收式制冷机用于满足用冷负荷，生物质CHP机组和电转气单元用于满足用气负荷，与传统单一电力能源系统相比，本技术能够在只消耗可再生能源的情况下，满足用能侧负荷需求，实现系统零碳排放，有效促进人类社会的可持续发展，减少化石能源的使用；
[0023](2)本技术通过建立起各种能源转换设备和储能设备之间的耦合关联，能够实现多种可再生能源、多种负荷之间的转化利用和互补互济，大大减少弃风弃光，提高可再生能源利用率；
[0024](3)本技术可以根据区域资源禀赋建立起设备最优容量配置的区域级综合能源系统，提高系统经济性；
[0025](4)本技术通过蓄电设备、储气设备和蓄热设备分别存储多余风光出力，实现跨时段的能源转移和存储，为有效平衡可再生能源的波动性和用户负荷的不确定性提供了解决方案，提高风光等可再生能源的利用率。
附图说明
[0026]图1为本技术的系统结构示意图；
[0027]图2为电能和氢气的耦合关联示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0029]一种基于全可再生能源的零碳型冷热电气联供系统，如图1，包括供电模块、供热模块、供冷模块和供气模块；
[0030]供电模块包括发电设备、生物质CHP机组和蓄电设备，发电设备包括太阳能电池、风电机组和燃料电池，蓄电设备通过电力管线与发电设备和生物质CHP机组连接，蓄电设备
为蓄电池，太阳能电池为光伏电池；
[0031]供热模块包括空气源热泵、太阳能集热器和蓄热设备，发电设备和生物质CHP机组通过电力管线与空气源热泵连接，蓄热设备通过热力管网与空气源热泵、太阳能集热器以及生物质CHP机组连接，蓄热设备为蓄热水罐。
[0032]供冷模块包括吸收式制冷机，生物质CHP机组通过热力管网与吸收式制冷机连接，吸收式制冷机为溴化锂吸收式制冷机，空气源热泵仅在用户有冷负荷需求的季节供冷。
[0033]供气模块包括电转气单元和储气设备，供电模块通过电力管线与电转气单元连接，电转气单元通过输气管网与燃料电池连接，电转气单元为P2G电解槽，储气设备为储氢罐。
[0034]生物质CHP机组和电转气单元用于满足用气负荷，P2G电解槽电解水制得氢气，利用储氢罐存储和释放氢气，储氢罐通过输气管网与加氢站连接。
[0035]供电模块用于满足用电负荷。因为风光能源随时间的气候间歇性和波动性较大，大大降低了能源系统的供能稳定性，生物质CHP机组和燃料电池可以作为系统稳定的供能来源，如图2，储氢罐和蓄电池可以通过存储多余风光出力，实现跨时段的能源转移和存储，为有效平衡可再生能源的波动性和用户负荷的不确定性提供了解决方案，提高风光等可再生能源的利用率。
[0036]供热模块用于满足用热负荷。太阳能集热器和生物质CHP机组是系统主要的热量来源，多余的热量可以储存在蓄热水罐中，当太阳能集热器和生物质CHP机组余热无法满足用能侧热负荷需求时，空气源热泵作为辅助热源设备启动供热。
[0037]空气源热泵和吸收式制冷机用于满足用冷负荷。溴化锂吸收式制冷机消耗的能量来自于生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于全可再生能源的零碳型冷热电气联供系统，其特征在于，包括供电模块、供热模块、供冷模块和供气模块；所述的供电模块包括发电设备和生物质CHP机组，所述的发电设备包括太阳能电池、风电机组和燃料电池；所述的供热模块包括空气源热泵和太阳能集热器，所述的发电设备和生物质CHP机组通过电力管线与空气源热泵连接；所述的供冷模块包括吸收式制冷机，所述的生物质CHP机组通过热力管网与吸收式制冷机连接；所述的供气模块包括电转气单元，所述的供电模块通过电力管线与电转气单元连接，所述的电转气单元通过输气管网与燃料电池连接；所述的供电模块用于满足用电负荷，所述的供热模块用于满足用热负荷，所述的空气源热泵和吸收式制冷机用于满足用冷负荷，所述的生物质CHP机组和电转气单元用于满足用气负荷。2.根据权利要求1所述的一种基于全可再生能源的零碳型冷热电气联供系统，其特征在于，所述的供电模块还包括蓄电设备，所述的蓄电设备通过电力管线与发电设备和生物质CHP机组连接。3.根据权利要求2所述的一种基于全可再生能源的零碳型冷热电气联供系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：任洪波，王相宇，吴琼，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：新型
国别省市：