氢能型卡诺电池系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术提供一种氢能型卡诺电池系统的工作方法，在储电模式时，剩余能源进入氢能系统水解制氢；储存含氢燃气与氧气；在供电模式时，在布雷顿循环中，稀有气体工质进入压缩机压缩为高压气体，高压气体、氧气与燃气混合得到混合气体并在燃烧室燃烧，混合工质进入透平以对外做功发电，进入余热锅炉以等压放热，分离的稀有气体工质再次进入压缩机；在朗肯循环中，液态工质进入余热锅炉成为蒸汽，蒸汽过热后进入汽轮机中绝热膨胀以对外做功发电，进入冷凝器凝结为液态，通过工质泵绝热压缩，进入余热锅炉以重复上述过程。本发明专利技术还提供电池系统。本发明专利技术的方法通过电解水制氢实现过剩电力的氢储能，并利用布雷顿朗肯循环将氢能转化为电能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
氢能型卡诺电池系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及一种氢能型卡诺电池系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]以太阳能、风能以及水力势能为代表的绿色能源具有环保且取之不尽的优势，然而由于绿色能源一般受到天气、季节，阳光等自然条件的影响，难以提供稳定的能源输出，从而很难输出与电网匹配的电力。因此采取一定的储能技术，以空间换取时间是一个较好的解决方案。电解制氢技术或热化学制氢是有效利用过剩电力以及过剩热能的一种先进储能方式。氢能是一种化学能储能方式，相比锂电池，因为氢气燃烧只产生水，属于零碳能源，甲烷属于低碳能源，氢燃料电池具有储能密度高且环境污染小等优点，可以为电网稳定且绿色的电力。
[0003]本申请人的在先申请专利(热泵式
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氢能复合储能发电方法及装置202110804742.X)公开了一种氢能复合能源系统的储能方法及装置，通过互为可逆的布雷顿循环作为储能发电原理，逆布雷顿循环储能，布雷顿循环发电。其中通过储能过程中压缩机出口的过热气体为电解制氢供热，通过高温气体的换热加热熔盐，完成熔盐储能，属于物理储能与发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢能型卡诺电池系统的工作方法，其特征在于，其包括如下模式：(1)制氢储能模式：剩余能源进入氢能系统水解制氢，将水分解为氢气与氧气；根据氢气得到含氢燃气或者将其直接作为含氢燃气，将含氢燃气与氧气分别加压储存于储能系统中；(2)供电模式：包括布雷顿循环和朗肯循环；在布雷顿循环中，稀有气体工质进入压缩机压缩为高压气体，高压气体、氧气、与含氢燃气在气体混合装置中混合得到混合气体，混合气体在燃烧室燃烧从而等压升温，得到混合工质，混合工质进入透平以对外做功发电，进入余热锅炉以等压放热，然后混合工质分离得到的稀有气体工质再次进入压缩机以重复上述过程，其中混合工质经气水分离器分离得到的水进入氢能系统；在朗肯循环中，液态的可相变工质进入余热锅炉以吸收热量成为蒸汽形式的可相变工质，蒸汽形式的可相变工质过热之后进入汽轮机中绝热膨胀以对外做功发电，然后进入冷凝器中等压放热，使得蒸汽形式的可相变工质凝结为液态的可相变工质，随后通过工质泵绝热压缩，液态的可相变工质再次进入余热锅炉以重复上述过程。2.根据权利要求1所述的氢能型卡诺电池系统的工作方法，其特征在于，所述含氢燃气为氢气，或者，所述含氢燃气是制氢储能模式下由氢气通过甲烷化反应制备得到的甲烷。3.根据权利要求2所述的氢能型卡诺电池系统的工作方法，其特征在于，所述含氢燃气为氢气，氢气的储存方法包括高压气态储氢、低温/有机液态储氢以及固体材料储氢这些直接储氢法中的一种。4.根据权利要求2所述的氢能型卡诺电池系统的工作方法，其特征在于，所述含氢燃气为甲烷，所述混合工质还分离得到二氧化碳，且分离得到的二氧化碳用于制氢储能模式下的甲烷化反应制备甲烷。5.根据权利要求1所述的氢能型卡诺电池系统的工作方法，其特征在于，所述布雷顿循环的稀有气体工质包括氩气、氦气、氖气、氪气、氙气、氡气。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建强，沈佳杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：