[发明专利]一种新能源电解储能系统

说明书

本发明涉及一种新能源电解储能系统，包括：可再生固体氧化物燃料电池、相变储能装置、新能源发电装置、功率适配器、燃料罐和水箱；所述可再生固体氧化物燃料电池作为该新能源电解储能系统的核心装置，用于高温电解制取燃料与燃料高温发电；该系统替代了传统制氢储能中的电解装置和燃料电池发电装置，简化了系统，从而降低了成本；有效实现了可再生固体氧化物燃料电池可靠稳定运行，提高了电解效率和精度，极大地优化新能源电解储能系统的能量综合利用效率。

技术领域

本发明涉及能量转化与储能技术领域，具体涉及一种新能源电解储能系统。

背景技术

进入21世纪,随着能源、环境和气候变化，能源安全和环境保护提出了更高的标准和要求。首先，经济发展对电力需求的增加，而电力生产将消耗更多的化石能源。而可开采的化石能源是有限的，化石能源的枯竭成为了一个严峻的问题。再者，化石燃料的燃烧导致了大量污染物的排放，温室效应日益严重，一些地方的雾霾带来的环境问题也日益突出。从能源可持续发展和环境保护的角度出发，大力接纳新能源发电，推进能源战略转型是当务之急。然而新能源发电特别是风电和光伏发电具有随机性、间歇性等特点，接入的电网会带来电压波动、频率波动等电能质量问题，甚至可能影响到电网安全稳定运行，因此必须配合储能系统改善新能源发电的运行特性。

可再生能源逐渐由辅助能源转为主导能源，其中新型储能技术是可再生能源普及应用的核心技术，大规模储能技术目前主要包括三方面：一是物理储能(包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)，抽水蓄能储能和压缩空气储能主要用于电力调峰和系统备用，然而其储能密度低，建设受地形制约，选址困难，投资大，建设周期长；飞轮储能适用于电网调频和电能质量保障，属于功率储能，能量密度比较低；二是电磁储能(包括超导储能、超级电容器储能等)，属于功率型储能，适用于短时间提供功率，不能长时间供电，多用于短期供电和提高电能质量；三是电化学储能(包括铅酸电池、锂电池、钒电池和钠流电池等),由于其使用方便、建设周期短等优点，成为了研究热点。有的地区为配合新能源入网建立了20MW的电化学电池储能的示范工程。然而这些化学电池都有各自的局限性：污染严重，特别是铅酸电池；能量密度较低；存在自放电现象，长时间储能会有电能的流失；充放电次数和充放电的深度成反比，其寿命和充放电循环次数及深度有关；价格相对昂贵，扩容一倍，造价会增加一倍以上。鉴于这些局限性，亟需寻找绿色无污染、能量密度高、放电次数无限制，寿命长以及对地理条件要求不高的新型储能技术以补充现有储能结构。氢储能被认为是极具潜力的未来新型大规模储能技术。氢储能是可持续、环保的长期储能技术，在能源危机以及环境不断恶化的背景下氢储氢受到了世界各国的关注。在氢储能系统应用方面，欧洲有多个配合新能源接入使用的氢储能系统的示范项目：为提升可再生能源消纳能力，德国推进PTG(Power to Gas)项目；为提高光伏发电利用率，满足晚高峰用电需求，法国科西嘉岛MYRTE项目实现了氢储能配合新能源接入的示范应用；为解决新能源高渗透率下的问题，意大利普利亚地区的INGRID项目计划配备39MWh的氢储能系统等。

CN200910090726.8号中国专利公布了一种太阳能发电系统及太阳能氢蓄能装置，所披露的氢储能装置包括设置有氢气集气室的电解槽，电解槽内的电极与太阳能发电设备输出的直流电连接，电解槽内的电解液在直流电的作用下产生氢气，氢气存储在与氢气集气室连通的氢气存储器内。

CN201210029959.9号中国专利公布了一种风力发电制氢储能供氢和后备发电装置，该装置包括风力发电机、电源变换制氢控制器、中高压电解水制氢机、储氢罐、氢发电装置、减压阀，风力发电机输出端与电源变换制氢控制器输入端联接，电源变换制氢控制器输出端接中高压电解水制氢机电源输入端，中高压电解水制氢机所产的氢气直接充入可承受同样压强的储氢罐，储氢罐出口通过管道接入氢发电装置供电给用户电器。CN201110441232.7号专利公布了一种新型高效的太阳能光伏-氢储能发电系统，该系统包括系统动力源太阳能光伏电池、功率分配器、直流负载和由电解槽、储氢罐、燃料电池组成的储能再发电装置。