蓄热式大规模电力储存系统技术方案

一种蓄热式大规模电力储存系统，包括：电加热装置、储热体，以及配套的热回收发电装置，其特征在于：所述电加热装置是电弧放电加热装置，所述储热体是设于地面数米之下的岩土层。一种实施例是所述电弧放电加热装置包括数个内设升降式电极放电蓄热竖井单元，所述热回收发电装置包括内设升降式蒸汽发生器的数个蒸汽发生竖井单元，所述升降式蒸汽发生器是一个设有水汽系统的锅简体，锅筒体产生的蒸汽可供气轮机发电，放电蓄热竖井单元和蒸汽发生竖井单元相间排列。本实用新型专利技术造价低，可就地施工建造，节省场地，储能效率高，蓄热容量巨大，特别适于大规模或超大规模的电力储存。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种蓄热式大规模电力储存系统，尤其是一种适于解决风电和太阳能发电的削峰填谷问题的蓄热式大规模电力储存系统。
技术介绍
风电、太阳能发电等可再生能源存在电力不稳定的问题，其大规模并网的技术瓶颈是电力储存技术。常规电网的用电峰谷现象造成电力损失在20%以上，电力储存技术可提高供电连续性和稳定性。现有电力储存技术，有电池储能、飞轮储能、压缩空气储能、蓄热储能、蓄冷储能等多种技术，大规模电力储存技术进入实用的有抽水储能、熔盐储能。抽水储能的储能效率只有60-70%，盐池储能造价较高。生产实践中急需一种成本低效率高的大规模电力储存技术出现。
技术实现思路
本技术要解决的问题在于提供一种蓄热式大规模电力储存系统，其造价低， 可就地施工建造，节省场地，储能效率高。本技术采用如下技术方案，包括电加热装置、储热体，以及相配的热回收发电装置，所述电加热装置是电弧放电加热装置，所述储热体是设于地面数米之下的岩土层。 其原理是本技术类似于电弧炉的工作原理，将用电负荷低谷期间的富余高压电能，转变为低电压大电流输送至电极，利用电极与设于地面数米之下的岩土层之间产生放电电弧，电弧产生高温加热岩土层，使岩土层在放电区周围形成800°C以上的高温区，设于地面数米之下的受热岩土层的外围岩土层自然构成保温层，保温效果理想；用电负荷高峰期间，根据需要，热回收发电装置可将受热岩土层的热能通过热交换的形式导出，带动发电机发电，将电能补充至电网。一种改进是所述电弧放电加热装置包括设于所述地面与岩土层之间的数个放电蓄热竖井单元，放电蓄热竖井单元内设有升降式电极，所述放电蓄热竖井单元的井壁由内至外设有保温层和绝缘层；所述热回收发电装置包括设于所述地面与岩土层之间数个蒸汽发生竖井单元，所述蒸汽发生竖井单元内设有升降式蒸汽发生器，所述升降式蒸汽发生器是一个设有水汽系统的锅筒体，锅筒体产生的蒸汽可供气轮机发电；放电蓄热竖井单元和蒸汽发生竖井单元相间排列。其原理是放电蓄热竖井单元的井壁设有保温层和绝缘层，其井壁与电极之间不产生电弧，升降式电极下端部与井底的岩土层之间产生电弧放电，加热井底岩土层，电弧中心部分可达1800°C高温，岩土层可成熔融状态，升降式电极可以由一个升降机连接控制其升降，从而保证产生电弧的可控性和连续性，多个并置的放电蓄热竖井单元共同发挥作用，构成地下高温储能区；升降式蒸汽发生器可以由一个升降机连接锅筒体，升降锅筒体可控制其受热状况，提升可减少受热，减少蒸汽发生量，从而减少电能输出； 反之，下降可增加受热增加蒸汽发生量，从而增加电能输出。放电蓄热竖井单元和蒸汽发生竖井单元的设置数量可根据需储存电力的规模进行设计。3还有一种改进是所述保温层是耐火砖结构，绝缘层是玻璃渣结构。采用耐火砖与玻璃渣，其成本低，保温和绝缘效果好。本技术造价低，可就地施工建造，节省场地，储能效率高，由于采用地下岩土层作储热体，没用储热体的体量限制，其蓄热容量巨大，特别适于大规模或超大规模的电力储存。附图说明图1是本技术一种实施例的结构原理示意图。图2是放电蓄热竖井单元的横截面结构放大示意图。具体实施方式如图1所示，本技术一种实施例包括电加热装置1、储热体2，以及相配的热回收发电装置3，所述电加热装置3是电弧放电加热装置，所述储热体2是设于地面数之下的岩土层4。一种优选实施例是储热体2是设于地面设于10米以下的岩土层4。其原理是本技术类似于电弧炉的工作原理，将用电负荷低谷期间的富余高压电能，转变为低电压大电流输送至电极，利用电极与设于地面数米之下的岩土层4之间产生放电电弧，电弧产生高温加热岩土层4，使岩土层4在放电区周围形成800°C以上的高温储能区11，受热的岩土层4的外围岩土层自然构成保温层，保温效果理想；用电负荷高峰期间，根据需要，热回收发电装置3可将受热的岩土层4的热能通过热交换的形式导出，带动发电机发电，将电能补充至电网。如图1、图2所示，一种改进是所述电弧放电加热装置包括设于所述地面与岩土层 4之间的数个放电蓄热竖井单元5，放电蓄热竖井单元5内设有升降式电极6，所述放电蓄热竖井单元5的井壁由内至外设有保温层7和绝缘层8 ；所述热回收发电装置3包括设于所述地面与岩土层4之间数个蒸汽发生竖井单元9，所述蒸汽发生竖井单元9内设有升降式蒸汽发生器10，所述升降式蒸汽发生器10是一个设有水汽系统的锅筒体，锅筒体产生的蒸汽可供气轮机发电；放电蓄热竖井单元5和蒸汽发生竖井单元9相间排列。其原理是放电蓄热竖井单元5的井壁设有保温层7和绝缘层8，其井壁与升降式电极6之间不产生电弧，升降式电极6下端部与井底的岩土层4之间产生电弧放电，加热井底岩土层4，电弧中心部分可达1800°C高温，岩土层4可成熔融状态，升降式电极6可以由一个升降机连接控制其升降，从而保证产生电弧的可控性和连续性，多个并置的放电蓄热竖井单元5共同发挥作用， 构成地下高温储能区11 ；升降式蒸汽发生器10也可以由一个升降机连接锅筒体，升降锅筒体可控制其受热状况，提升可减少受热，减少蒸汽发生量，从而减少电能输出；反之，下降可增加受热，增加蒸汽发生量，从而增加电能输出。放电蓄热竖井单元5和蒸汽发生竖井单元 9的设置数量可根据需储存电力的规模进行设计。还有一种改进是所述保温层7是耐火砖结构，绝缘层8是玻璃渣结构。采用耐火砖与玻璃渣，其成本低，保温和绝缘效果好。当然，也可选用其它类似保温和绝缘材料。与本技术类似的同类结构的等效变换，均落入本技术的保护范围。权利要求1.一种蓄热式大规模电力储存系统，包括电加热装置、储热体，以及配套的热回收发电装置，其特征在于所述电加热装置是电弧放电加热装置，所述储热体是设于地面数米之下的岩土层。2.根据权利要求1所述的一种蓄热式大规模电力储存系统，其特征在于所述电弧放电加热装置包括设于所述地面与岩土层之间的数个放电蓄热竖井单元，放电蓄热竖井单元内设有升降式电极，所述放电蓄热竖井单元的井壁由内至外设有保温层和绝缘层；所述热回收发电装置包括设于所述地面与岩土层之间数个蒸汽发生竖井单元，所述蒸汽发生竖井单元内设有升降式蒸汽发生器，所述升降式蒸汽发生器是一个设有水汽系统的锅筒体，锅筒体产生的蒸汽可供气轮机发电；放电蓄热竖井单元和蒸汽发生竖井单元相间排列。3.根据权利要求2所述的一种蓄热式大规模电力储存系统，其特征在于所述保温层是耐火砖结构，绝缘层是玻璃渣结构。专利摘要一种蓄热式大规模电力储存系统，包括电加热装置、储热体，以及配套的热回收发电装置，其特征在于所述电加热装置是电弧放电加热装置，所述储热体是设于地面数米之下的岩土层。一种实施例是所述电弧放电加热装置包括数个内设升降式电极放电蓄热竖井单元，所述热回收发电装置包括内设升降式蒸汽发生器的数个蒸汽发生竖井单元，所述升降式蒸汽发生器是一个设有水汽系统的锅简体，锅筒体产生的蒸汽可供气轮机发电，放电蓄热竖井单元和蒸汽发生竖井单元相间排列。本技术造价低，可就地施工建造，节省场地，储能效率高，蓄热容量巨大，特别适于大规模或超大规模的电力储存。文档编号H02J15/00GK202260647SQ20112032692公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌平，
申请(专利权)人：陈静，
类型：实用新型
国别省市：