耦合太阳能和生物质能的补燃式压缩空气储能系统技术方案

本申请提供了一种耦合太阳能和生物质能的补燃式压缩空气储能系统。该系统包括：生物质气合成单元，用于将生物质、环境空气和太阳能耦合，以得到第一生物质气；焚烧单元，与生物质气合成单元的出口连接，用于燃烧通入的第一压缩空气和第一生物质气，生成释能气体，第一压缩空气为压缩环境空气至补燃式压缩空气储能系统中的压缩空气；第一释能单元，分别与焚烧单元的出口和第一发电机连接，用于利用释能气体的能量驱动第一发电机发电。该系统通过耦合生物质、环境空气和太阳能，使单位生物质生成更多的第一生物质气体，使得焚烧单元中的燃料燃烧更加充分，能够产生更多的释能气体，进一步提升该补燃式压缩空气储能系统的发电能力和效率。力和效率。力和效率。

【技术实现步骤摘要】
耦合太阳能和生物质能的补燃式压缩空气储能系统


[0001]本申请涉及储能
，具体而言，涉及一种耦合太阳能和生物质能的补燃式压缩空气储能系统。

技术介绍

[0002]压缩空气储能技术是一种将电能转化为空气压力势能和储热介质热能进行存储，在用电高峰时又转换为电能的大型储能技术。压缩空气储能技术按照是否需要燃烧室预热空气可以分为补燃式系统和非补燃式系统。在压缩空气储能技术发展初期，补燃式系统在透平机入口设置补燃室，利用燃料加热空气增加透平机做功量，而非补燃式系统利用储热装置将空气压缩过程产生的压缩热收集起来，用于释能时加热透平膨胀机入口空气，实现了工作过程零污染。
[0003]传统的补燃式系统通常采用化石能源的燃烧热量实现预热压缩空气的目的，但大量使用化石能源存在污染环境的问题。因此，现有技术中为了避免污染环境，采用了利用生物质的燃烧热量实现预热压缩空气的手段，但是由于生物质本身存在燃烧效率低且产生的热量较低的缺点，从而导致能源利用效率较低，进一步使得热量品位较低，不能很好的实现预热压缩空气的目的。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种耦合太阳能和生物质能的补燃式压缩空气储能系统，以至少解决现有技术中能源利用效率较低的问题。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供了一种耦合太阳能和生物质能的补燃式压缩空气储能系统，补燃式压缩空气储能系统与第一发电机电连接，系统包括：生物质气合成单元，用于将生物质、环境空气和太阳能耦合，以得到第一生物质气；焚烧单元，与生物质气合成单元的出口连接，用于燃烧通入的第一压缩空气和第一生物质气，生成释能气体，第一压缩空气为压缩环境空气至补燃式压缩空气储能系统中的压缩空气；第一释能单元，分别与焚烧单元的出口和第一发电机连接，用于利用释能气体的能量驱动第一发电机发电。
[0006]可选地，生物质气合成单元包括：太阳能集热器，用于聚合太阳能；生物质气化反应室，与太阳能集热器连接，用于在太阳能的热量驱动条件下，气化生物质和环境空气，以得到第一生物质气。
[0007]可选地，补燃式压缩空气储能系统还包括：压缩空气单元，用于将通入的环境空气压缩，以得到第一压缩空气；储气单元，分别与压缩空气单元的出口和焚烧单元的入口连接，用于存储第一压缩空气，并向焚烧单元提供第一压缩空气。
[0008]可选地，压缩空气单元包括：至少一个空气压缩机，与储气单元的入口连接，用于压缩环境空气，以得到第一压缩空气；其中，在空气压缩机为多个的情况下，多个压缩机依次连接后与储气单元的入口连接。
[0009]可选地，补燃式压缩空气储能系统还包括：预热单元，分别与储气单元的出口和焚
烧单元的入口连接，用于预热第一压缩空气，以得到第二压缩空气；焚烧单元还用于燃烧第二压缩空气和第一生物质气，生成释能气体。
[0010]可选地，补燃式压缩空气储能系统还包括：压缩热回收单元，分别与压缩空气单元的出口和预热单元的入口连接，用于回收通入的第一压缩空气的热量，以得到压缩热量，并向预热单元提供压缩热量。
[0011]可选地，压缩热回收单元包括：蓄冷器，与预热单元的第一出口连接；第一液体泵，与蓄冷器的出口连接，用于输送蓄冷器中的低温蓄热工质；换热器，分别与第一液体泵的出口、压缩空气单元的出口以及储气单元的入口连接，用于通过低温蓄热工质回收压缩热量；蓄热器，与第一液体泵的出口和预热单元的入口连接，用于存储低温蓄热工质；第二液体泵，与蓄热器的出口和预热单元的入口连接，用于输送低温蓄热工质至预热单元，并通过压缩热量预热第一压缩空气。
[0012]可选地，补燃式压缩空气储能系统还包括：净化单元，分别与生物质气合成单元的出口和焚烧单元的第二入口连接，用于净化第一生物质气，得到清洁生物质气；焚烧单元还用于燃烧第一压缩空气和清洁生物质气，生成释能气体。
[0013]可选地，补燃式压缩空气储能系统还与第二发电机电连接，补燃式压缩空气储能系统还包括：余热回收单元，分别与第一释能单元的出口和第二发电机连接，用于回收第一释能单元产生的余热，余热为第一释能单元驱动第一发电机发电过程中产生的排气烟气对应的排气热量，并利用排气热量驱动第二发电机发电。
[0014]可选地，余热回收单元包括：余热锅炉，与第一释能单元的出口连接；第二释能单元，分别与余热锅炉的出口和第二发电机连接；凝汽器，与第二释能单元的出口连接；第三液体泵，分别与凝汽器的出口和余热锅炉的入口连接。
[0015]应用本申请的技术方案，由于在将生物质和环境空气通入生物质合成单元的过程中，还在生物质合成单元中加入了太阳能，因此实现了生物质、环境空气和太阳能的耦合，使得生物质的燃烧效率得到有效提升，能够生成更多的第一生物质气体，进而由于上述生物质合成单元的出口和上述焚烧单元的入口连接，因此上述第一生物质气能够通入该焚烧单元，且该焚烧单元中还能够被通入第一压缩空气，其中，由于该第一压缩空气为压缩环境空气至补燃式压缩空气储能系统中的压缩空气，因此在该焚烧单元燃烧上述第一压缩空气和上述第一生物质气的情况下，由于焚烧单元中具有了上述更多的第一生物质气，从而能够使得第一生物质气和第一压缩气体在上述焚烧单元中实现更加充分的燃烧，从而能够形成高温高压的烟气，该高温高压的烟气即可作为释能气体，在将该释能气体通入与上述焚烧单元的出口连接的第一释能单元之后，该释能气体能够进一步提高第一释能单元的进气温度，从而在该第一释能单元利用上述释能气体的能量驱动第一发电机发电的过程中，能够进一步提升该补燃式压缩空气储能系统的发电能力和效率。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0017]图1示出了根据本申请的一个实施例中提供的一种耦合太阳能和生物质能的补燃式压缩空气储能系统的结构框图；
[0018]图2示出了根据本申请的另一个实施例提供的一种耦合太阳能和生物质能的补燃式压缩空气储能系统的结构框图；
[0019]图3示出了根据本申请的另一个实施例提供的一种耦合太阳能和生物质能的补燃式压缩空气储能系统的结构框图；
[0020]图4示出了根据本申请的另一个实施例提供的一种耦合太阳能和生物质能的补燃式压缩空气储能系统的结构框图。
[0021]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0022]1、电动机；2、第一空气压缩机；3、第二空气压缩机；4、第一换热器；5、第二换热器；6、第一控制阀门；7、储气单元；8、第二液体泵；9、第二控制阀门；10、预热单元；11、净化单元；12、第三控制阀门；13、生物质加料口；14、生物质气化反应室；15、灰渣出口；16、空气进气道；17、太阳能集热器；18、焚烧单元；19、第一释能单元；20、第一发电机；21、蓄冷器；22、第一液体泵；23、蓄热器；24、余热锅炉；25、第二释能单元；26、第二发电机；27、凝汽器；28、第三液体泵；29、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耦合太阳能和生物质能的补燃式压缩空气储能系统，其特征在于，所述补燃式压缩空气储能系统与第一发电机电连接，所述系统包括：生物质气合成单元，用于将生物质、环境空气和太阳能耦合，以得到第一生物质气；焚烧单元，与所述生物质气合成单元的出口连接，用于燃烧通入的第一压缩空气和所述第一生物质气，生成释能气体，所述第一压缩空气为压缩所述环境空气至所述补燃式压缩空气储能系统中的压缩空气；第一释能单元，分别与所述焚烧单元的出口和所述第一发电机连接，用于利用所述释能气体的能量驱动所述第一发电机发电。2.根据权利要求1所述的补燃式压缩空气储能系统，其特征在于，所述生物质气合成单元包括：太阳能集热器，用于聚合所述太阳能；生物质气化反应室，与所述太阳能集热器连接，用于在所述太阳能的热量驱动条件下，气化所述生物质和所述环境空气，以得到所述第一生物质气。3.根据权利要求1所述的补燃式压缩空气储能系统，其特征在于，所述补燃式压缩空气储能系统连接电动机，所述补燃式压缩空气储能系统还包括：压缩空气单元，与所述电动机连接，用于在所述电动机的驱动下，将通入的所述环境空气压缩，以得到所述第一压缩空气；储气单元，分别与所述压缩空气单元的出口和所述焚烧单元的入口连接，用于存储所述第一压缩空气，并向所述焚烧单元提供所述第一压缩空气。4.根据权利要求3所述的补燃式压缩空气储能系统，其特征在于，所述压缩空气单元包括：至少一个空气压缩机，与所述储气单元的入口连接，用于压缩所述环境空气，以得到所述第一压缩空气；其中，在所述空气压缩机为多个的情况下，多个所述压缩机依次连接后与所述储气单元的入口连接。5.根据权利要求3所述的补燃式压缩空气储能系统，其特征在于，还包括：预热单元，分别与所述储气单元的出口和所述焚烧单元的入口连接，用于预热所述第一压缩空气，以得到第二压缩空气；所述焚烧单元还用于燃烧所述第二压缩空气和所述第一生物质气，生成所述释能气体。6.根据权利要求5所述的补燃式压缩空气储能系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘通，郭祚刚，谈赢杰，徐敏，何思名，李晨，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：