【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压缩空气储能，尤其涉及一种耦合光热光伏的压缩空气储能装置系统及方法。
技术介绍
1、相比于抽水蓄能和电化学储能，压缩空气储能存在系统电电转换效率低和电网响应速度慢的问题。通过多能互补方式补偿压缩空气储能的这两点短板，产品竞争力将大大提高，将迎来更大的发展机遇。
2、cn115750267a公开了一种压缩空气储能与氢能耦合的储能系统，包括压缩空气储能系统、氢气系统及发电机；压缩空气储能系统包括空气储能电动机、空气压缩机、空气膨胀机、压缩空气储能气系统；氢气系统包括制氢系统、氢气压缩机、电动机、氢气膨胀机、氢气储气系统、用氢设备；制氢系统通过氢气压缩机与氢气储气系统连接；氢气储气系统通过氢气膨胀机与用氢设备连接；空气膨胀机及氢气膨胀机通过发电机与电网连接，电网与空气储能电动机及氢气系统电动机连接；发电机与制氢系统连接。利用高压储氢系统的高压氢气，将氢气余压利用与蓄热式压缩空气储能，储能时利用氢气压缩机增加储能功率，释能时利用氢气余压做功，能够提高储能系统综合供能效率。
3、cn217602730u公开了一种太阳能与压缩空气储能耦合的发电系统，包括电动机、1#压缩机、2#压缩机、3#压缩机、4#压缩机、1#冷却器、2#冷却器、3#冷却器、4#冷却器、冷水罐、供热阀门、热水罐、第一换热器、吸收式制冷机、第二换热器、冷凝器、吸收塔、太阳能集热系统、加热器、发电机、透平机、预热器及储气罐，该系统能够解决压缩机的余热回收及消除燃烧室的温室气体排放问题，降低厂能耗，提高压缩机及机组的效率。
4、
5、但上述压缩空气储能系统的能量效率仍然较低。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种耦合光热光伏的压缩空气储能装置系统及方法，通过将光热模块、光伏模块和压缩空气储能模块进行耦合，共用熔盐系统，利用压缩空气储能模块的压缩热来预热光热模块的凝结水，实现了压缩空气储能系统能量效率从60％～70％提升至80％左右，应用前景广阔。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种耦合光热光伏的压缩空气储能装置系统，所述压缩空气储能装置系统包括光热模块、光伏模块和压缩空气储能模块；
4、所述压缩空气储能模块包括依次连接的空气压缩装置、气水换热装置、储气装置、回热装置、固体加热装置、熔盐加热装置和透平；
5、所述气水换热装置与光热模块的凝结水储存装置相连；
6、所述熔盐加热装置与光热模块的熔盐储存装置相连；
7、所述固体加热装置与光伏模块连接。
8、本专利技术提供的耦合光热光伏的压缩空气储能装置系统中压缩空气储能模块内的熔盐加热装置与光热模块的熔盐储存装置相连，将光热模块的高温熔盐作为热源用于压缩空气储能模块，大大提高压缩空气储能透平前温，提高压缩空气储能模块的效率；所述压缩空气储能模块中依次连接的空气压缩装置和气水换热装置，所述气水换热装置与光热模块的凝结水储存装置相连，通过气水换热装置将压缩热传递给光热模块的凝结水，用于凝结水预热。
9、而且，本专利技术提供的耦合光热光伏的压缩空气储能装置系统中设置了固体加热装置，在释能过程中可防止熔盐降温过多而凝结，大幅度提高了压缩空气储能模块的响应速度，实现了弃电及光伏快速升负荷过程电能的储存，及释能过程的热量稳定输出。
10、本专利技术提供的耦合光热光伏的压缩空气储能装置系统无需设置储热罐和储冷罐，减少了储热过程的热量损失，整个装置系统设计紧凑，价格低廉，控制过程易于实现，具有很好的可靠性与经济性。
11、本专利技术所述光热模块和光伏模块是两个独立的模块，其中固体加热装置与光伏模块连接，用于消纳光伏弃电。
12、优选地，所述空气压缩装置包括间冷式压缩机。
13、优选地，所述空气压缩装置的段数为3～7段，例如可以是3段、4段、5段、6段或7段。
14、优选地，所述气水换热装置的数量为3～7台，例如可以是3台、4台、5台、6台或7台。
15、优选地，所述空气压缩装置的段数与气水换热装置的台数相同。
16、本专利技术所述空气压缩装置各级的排气温度相近，通过气水换热装置回收压缩热，用于加热光热模块的凝结水，排气温度可以匹配光热模块的需求进行调整。
17、优选地，所述熔盐加热装置的数量为2台或3台。
18、优选地，所述透平的段数为2段或3段。
19、优选地，所述熔盐加热装置的台数与透平的段数相同。
20、优选地，所述透平与回热装置相连，这样透平做功后的空气回流至回热装置将余热传递给回热装置内高压低温空气。
21、优选地，所述压缩空气储能模块还包括空气过滤装置。
22、优选地，所述空气过滤装置与空气压缩装置相连。
23、第二方面，本专利技术还提供一种耦合光热光伏的压缩空气储能方法，所述压缩空气储能方法采用第一方面所述的耦合光热光伏的压缩空气储能装置系统进行；
24、所述压缩空气储能方法包括储能过程和释能过程；
25、所述储能过程包括：空气进入空气压缩装置压缩后，进入气水换热装置与光热模块的凝结水储存装置内的凝结水换热后被冷却，再进入储气装置存储；
26、所述释能过程包括：
27、储气装置内的空气依次经回热装置、固体加热装置和熔盐加热装置加热后，进入透平做功发电。
28、本专利技术提供的耦合光热光伏的压缩空气储能方法利用固体加热装置将压缩空气预热到熔盐凝结点以上，在释能过程中不会出现熔盐降温过多而凝结。通过将光热模块和压缩空气储能模块耦合，将压缩空气储能装置系统的能量效率从60％～70％提升至80％左右。
29、优选地，所述储能过程中空气先经过空气过滤装置，再进入空气压缩装置压缩。
30、优选地，所述空气压缩装置的额定总功率为10～200mw，例如可以是10mw、20mw、50mw、80mw、100mw、150mw或200mw等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
31、优选地，所述空气压缩装置利用光伏模块的电能进行工作。
32、优选地，所述固体加热装置利用光伏模块的弃电加热并储热。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种耦合光热光伏的压缩空气储能装置系统，其特征在于，所述压缩空气储能装置系统包括光热模块、光伏模块和压缩空气储能模块；
2.根据权利要求1所述的压缩空气储能装置系统，其特征在于，所述空气压缩装置包括间冷式压缩机；
3.根据权利要求1或2所述的压缩空气储能装置系统，其特征在于，所述熔盐加热装置的数量为2台或3台；
4.根据权利要求1～3任一项所述的压缩空气储能装置系统，其特征在于，所述透平与回热装置相连。
5.根据权利要求1～4任一项所述的压缩空气储能装置系统，其特征在于，所述压缩空气储能模块还包括空气过滤装置；
6.一种耦合光热光伏的压缩空气储能方法，其特征在于，所述压缩空气储能方法采用权利要求1～5任一项所述的耦合光热光伏的压缩空气储能装置系统进行；
7.根据权利要求6所述的压缩空气储能方法，其特征在于，所述储能过程中空气先经过空气过滤装置，再进入空气压缩装置压缩；
8.根据权利要求6或7所述的压缩空气储能方法，其特征在于，所述空气压缩装置利用光伏模块的电能进行工作；
9.根据权
10.根据权利要求6～9任一项所述的压缩空气储能方法，其特征在于，所述压缩空气储能方法包括储能过程和释能过程；
...【技术特征摘要】
1.一种耦合光热光伏的压缩空气储能装置系统，其特征在于，所述压缩空气储能装置系统包括光热模块、光伏模块和压缩空气储能模块；
2.根据权利要求1所述的压缩空气储能装置系统，其特征在于，所述空气压缩装置包括间冷式压缩机；
3.根据权利要求1或2所述的压缩空气储能装置系统，其特征在于，所述熔盐加热装置的数量为2台或3台；
4.根据权利要求1～3任一项所述的压缩空气储能装置系统，其特征在于，所述透平与回热装置相连。
5.根据权利要求1～4任一项所述的压缩空气储能装置系统，其特征在于，所述压缩空气储能模块还包括空气过滤装置；
6.一种耦合光热光伏的压...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘传亮，刘佳，郝宁，马明俊，赵峰，吴炎生，杜建强，王得谖，王玉宏，
申请(专利权)人：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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