具有冷源的二氧化碳储能系统及其控制方法技术方案

本公开提供一种具有冷源的二氧化碳储能系统及其控制方法。具有冷源的二氧化碳储能系统包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，以及包括与储能组件连通的冷源组件；其中，储能组件包括冷凝器，冷凝器具有与储液罐连通的二氧化碳通道和用于冷却二氧化碳的冷源通道；冷源组件包括：介质容器，用于存储液体和高压空气；膨胀组件，膨胀组件和介质容器、冷源通道均连接，介质容器内的高压空气能够流入膨胀组件膨胀降温后形成低温空气并进入冷源通道以冷却二氧化碳。本公开的具有冷源的二氧化碳储能系统能够提高具有冷源的二氧化碳储能系统的系统效率。氧化碳储能系统的系统效率。氧化碳储能系统的系统效率。

【技术实现步骤摘要】
具有冷源的二氧化碳储能系统及其控制方法


[0001]本公开涉及储能
，尤其涉及一种具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳储能技术是一种利用二氧化碳的压缩和膨胀进行能量存储与释放的储能技术。在用电低谷期，可以用多余电力将二氧化碳进行压缩，并以液态形式存储起来。在用电高峰期，再将二氧化碳释放，通过透平驱动发电机输出电力，从而充分利用能量，实现调峰填谷。
[0003]然而，将二氧化碳进行压缩存储时，由于高压二氧化碳的冷凝温度在常温及常温以下，在夏季或冷凝水量不足时常出现二氧化碳冷凝所需冷量不足的问题，导致具有冷源的二氧化碳储能系统的储能效率降低。
[0004]所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]本公开的目的在于提供一种具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法，提高具有冷源的二氧化碳储能系统的系统效率。
[0006]根据本公开的第一个方面，提供一种具有冷源的二氧化碳储能系统，包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，以及包括与所述储能组件连通的冷源组件；其中，所述储能组件包括冷凝器，所述冷凝器具有与所述储液罐连通的二氧化碳通道和用于冷却二氧化碳的冷源通道；所述冷源组件包括：介质容器，用于存储液体和高压空气；膨胀组件，所述膨胀组件和所述介质容器、所述冷源通道均连接，所述介质容器内的高压空气能够流入所述膨胀组件膨胀降温后形成低温空气并进入所述冷源通道以冷却二氧化碳。
[0007]根据本公开的一种实施方式，所述冷源组件还包括液驱发电组件，所述液驱发电组件用于将所述介质容器内存储的液体进行释能排出并发电。
[0008]根据本公开的一种实施方式，所述冷源组件还包括：储液容器，用于存储常压液体；加压组件，用于将所述储液容器中的液体输送到所述介质容器，进入所述介质容器内的液体将所述介质容器内的空气压缩成高压空气，使得所述介质容器存储液体和高压空气。
[0009]根据本公开的一种实施方式，所述加压组件包括液体驱动泵；所述液体驱动泵被配置为，能够使得所述介质容器中的液体将空气压缩至1.0~1.5MPa。
[0010]根据本公开的一种实施方式，所述介质容器内存储的液体经所述液驱发电组件释能排出至所述储液容器。
[0011]根据本公开的一种实施方式，冷源组件还包括：稳压容器，与所述介质容器连接；其中，所述介质容器内的高压空气流入所述膨胀组件膨胀降温时，所述稳压容器中的液体能够流入所述介质容器。
[0012]根据本公开的一种实施方式，所述稳压容器具有容器壁和与所述容器壁密封滑动配合的活塞，所述稳压容器还设置有配重组件，所述配重组件承载于所述活塞上。
[0013]根据本公开的一种实施方式，所述具有冷源的二氧化碳储能系统还包括分布式发电组件，所述分布式发电组件用于为所述液体驱动泵和/或所述储能组件提供电力。
[0014]根据本公开的一种实施方式，所述分布式发电组件包括多个发电单元，至少一个所述发电单元为风力发电单元或者太阳能发电单元。
[0015]在本公开的具有冷源的二氧化碳储能系统中，当储能组件工作时，可以对储气库中的二氧化碳进行压缩以存入储液罐中。在该过程中，冷源组件可以通过膨胀组件产生冷空气，冷空气作为冷源对二氧化碳进行冷却，以使得二氧化碳在压力和冷源的作用下液化，提高具有冷源的二氧化碳储能系统的二氧化碳的液化率。
[0016]根据本公开的第二个方面，提供一种上述的具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法，包括：在第一储能阶段，使得所述加压组件向所述介质容器泵入液体以压缩所述介质容器中的空气；在第二储能阶段，使得所述膨胀组件工作以向所述储能组件提供冷源；使得所述储能组件工作以将所述储气库中的气态二氧化碳压缩并被冷源冷凝成液态二氧化碳，存入所述储液罐；在释能阶段，使得所述液驱发电组件工作，将所述介质容器中的液体驱动所述液驱发电组件发电；使得所述释能组件工作，将所述储液罐中的液态二氧化碳转化成气态二氧化碳并存入所述储气库。
[0017]上述控制方法能够通过高压空气通过膨胀组件产生的冷源不间断地为具有冷源的二氧化碳储能系统中的冷凝器提供冷源，确保二氧化碳工质的冷凝和液态存储，同时还能利用介质容器中存储的液体在液驱发电组件中做功释能。
附图说明
[0018]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0019]图1是本公开一种实施方式中，具有冷源的二氧化碳储能系统的结构示意图。
[0020]图2是本公开一种实施方式中，具有冷源的二氧化碳储能系统的结构示意图。
[0021]图3是本公开一种实施方式中，具有冷源的二氧化碳储能系统的结构示意图；在图3中，未示出冷源组件。
[0022]图4是本公开一种实施方式中，冷源组件的结构示意图。
[0023]图5是本公开一种实施方式中，具有冷源的二氧化碳储能系统的控制方法的流程
示意图。
[0024]图中主要元件附图标记说明如下：100、储气库；200、储液罐；300、储能组件；310、压缩机；320、储能换热器；330、冷凝器；340、储能第一管道；350、储能第二管道；360、储能第三管道；370、储能第四管道；380、电动机；400、释能组件；410、蒸发器；420、释能换热器；430、膨胀机；440、释能冷却器；450、释能第一管道；460、释能第二管道；470、释能第三管道；480、释能第四管道；490、释能第五管道；500、换热组件；510、储冷罐；520、储热罐；530、换热介质冷却器；540、换热第一管道；550、换热第二管道；560、换热第三管道；570、换热第四管道；580、换热介质第一循环泵；581、换热介质第二循环泵；600、冷源组件；CS、介质容器；PA、储液容器；PB、稳压容器；EE、膨胀组件；LE、液驱发电组件；EP、液体驱动泵；F100、容器壁；F200、活塞；F300、配重组件。
具体实施方式
[0025]现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。
[0026]所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，以及包括与所述储能组件连通的冷源组件；其中，所述储能组件包括冷凝器，所述冷凝器具有与所述储液罐连通的二氧化碳通道和用于冷却二氧化碳的冷源通道；所述冷源组件包括：介质容器，用于存储液体和高压空气；膨胀组件，所述膨胀组件和所述介质容器、所述冷源通道均连接，所述介质容器内的高压空气能够流入所述膨胀组件膨胀降温后形成低温空气并进入所述冷源通道以冷却二氧化碳。2.根据权利要求1所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述冷源组件还包括液驱发电组件，所述液驱发电组件用于将所述介质容器内存储的液体进行释能排出并发电。3.根据权利要求2所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述冷源组件还包括：储液容器，用于存储常压液体；加压组件，用于将所述储液容器中的液体输送到所述介质容器，进入所述介质容器内的液体将所述介质容器内的空气压缩成高压空气，使得所述介质容器存储液体和高压空气。4.根据权利要求3所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述加压组件包括液体驱动泵；所述液体驱动泵被配置为，能够使得所述介质容器中的液体将空气压缩至1.0~1.5MPa。5.根据权利要求3所述的具有冷源的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述介质容器内存储的液体经所述液驱发电组件释能排出至所述储液容器。6.根据权利要求1所述的具有冷源的二...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢永慧，王秦，王雨琦，张荻，
申请(专利权)人：百穰新能源科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：