[发明专利]一种基于可再生能源的循环发电系统

说明书

本发明公开一种基于可再生能源的循环发电系统，所述发电系统包括：可再生能源发电系统、铝电解制铝系统和铝空气燃料电池发电系统，所述可再生能源发电系统和所述铝空气燃料电池发电系统为所述铝电解制铝系统提供直流电，所述铝电解制铝系统的产物铝为所述铝空气燃料电池发电系统提供原料，所述铝空气燃料电池发电系统的副产品氧化铝为所述铝电解制铝系统提供原料。本申请提供的可再生能源‑铝电解储电‑铝空气电池发电系统通过可再生能源与铝空气燃料电池按比例供电，保证低温铝电解稳定持续进行，提高了非并网的可再生能源的稳定性和利用率。

技术领域

本发明涉及可再生能源发电领域，特别是涉及一种基于可再生能源的循环发电系统。

背景技术

目前我国西部、北部等风电、太阳能资源丰富的地区，发展速度极快，但这些地区的电网建设相对落后，消纳风电及太阳能发电成为难题。现有技术中的风电非并网直供理论，很好地解决了大规模风电利用问题，非并网风电场产生的电能不直接接入大电网，而是直接面向高耗能用电产业，从而避免了大规模风电并网对电网系统的影响。

为推进非并网风电等的大规模应用，解决对风电的消纳问题，必须发展含有储能的新型风力发电系统，以便在风电富余时将多余电能储存起来，在风电质量较差或不足时，将存储的电能回馈利用。

风的高度不稳定性，导致风电大幅度波动，在没有燃气发电、水电等为其调峰情况下，风电对电网贡献率难以超过8％-10％，这是一个世界性难题。随着全球风电的大规模发展，将不可避免出现风电上网难的窘况，并严重制约全球风电产业的发展。针对这一世界性的难题，非并网风电应用模式充分尊重风电自身特点，突破大规模风电并网单一应用模式，通过必要的技术创新与集成，将风电与高载能产业(如电解铝、氯碱、电解水制氢、海水淡化和煤化工等)直接耦合，破解超大规模风电应用难题。

风电直接应用于电解铝工业，可以简化风电并网运行所需的大量辅助设备，降低风电场的建设成本10％以上；减少输配电环节，提高风能的综合利用率，使得系统内风电的利用效率提高15％以上，降低风电成本。如果我国60％的铝产量采用非并网风电电解生产，每年可以节标煤2400万吨，减排二氧化碳6300万吨，并可形成千亿(元)级新兴战略性装备制造产业。

传统铝电解消纳风电，尽管理论上可行，但实际操作起来也非常复杂，并且应用风电比例并不高。因为传统铝电解技术，温度高达1000℃，风电的波动对温度是非常敏感的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于可再生能源的循环发电系统，用来提高非并网的可再生能源的稳定性和利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于可再生能源的循环发电系统，所述发电系统包括：可再生能源发电系统、铝电解制铝系统和铝空气燃料电池发电系统；所述可再生能源发电系统和所述铝空气燃料电池发电系统为所述铝电解制铝系统提供直流电，所述铝电解制铝系统的产物铝为所述铝空气燃料电池发电系统提供原料，所述铝空气燃料电池发电系统的副产品氧化铝为所述铝电解制铝系统提供原料。

可选的，所述可再生能源发电系统为所述铝电解制铝系统的供电比例为70％-80％。

可选的，所述铝电解制铝系统中的铝电解温度为700-800℃，电压为3-5V，电流强度为5万-20万A。

可选的，所述铝空气燃料电池发电系统采用碱性电解质，纳米晶铝合金作阳极和纳米氧化锰为催化剂的空气阴极。

可选的，所述纳米晶铝合金为铝铟合金、铝铟镓合金、铝铟铋合金或铝铟锌合金。

可选的，所述碱性电解质为氢氧化钠或氢氧化钾。

可选的，所述可再生能源为风能或太阳能。

可选的，所述可再生能源发电系统包括多个可再生能源发电机组。