[发明专利]一种基于太阳能热化学储能的热电联供系统

说明书

本发明实施例公开了一种基于太阳能热化学储能的热电联供系统，包括太阳能热化学循环子系统、蒸汽轮机发电循环子系统和储热换热子系统。将太阳能热化学循环子系统、蒸汽轮机发电循环子系统以及储热换热子系统耦合设置，通过利用太阳能热化学循环子系统分别向蒸汽轮机发电循环子系统和储热换热子系统提供能量，保证蒸汽轮机发电循环子系统稳定的电力输出以及储热换热子系统稳定的热力供应，改变了现有技术“以热定电”的捆绑模式；同时太阳能热化学循环子系统采用闭式循环，实现了二氧化碳的“零排放”，与常规的火力发电系统相比，本发明的基于太阳能热化学储能的热电联供系统只利用太阳能、风能等清洁能源驱动，即节省燃料成本，又避免环境污染。

技术领域

本发明实施例涉及发电技术领域，尤其涉及一种基于太阳能热化学储能的热电联供系统。

背景技术

在传统分布式能源系统中，热电机组大多以“以热定电”的捆绑方式运行，系统难以跟随用电负荷的波动进行精准调控，往往造成机组低负荷率运行或者强迫停机，使得机组年利用小时数较小。

随着新能源的发展，太阳能作为一种清洁能源逐渐走进了人们的视线，太阳能热储存技术得到了快速发展。热储存技术指将阳光充沛时空下的热能储存到阳光不足的时空下备用，以维持太阳能光热发电系统的稳定运行。当前，太阳能热储存方法主要分为直接储存和间接储存两大类：前者指将太阳光热直接储存，包括显热储存、相变储存；后者指将太阳能先转化为其它形式的能量，之后再储存，包括热化学储存和机械能储存。与显热储能和相变储能相比，太阳能热化学储能具有其独特优势：(1)储能密度很高，可达0.5～1kWh/kg；(2)正逆反应可以在高温(500～1000℃)下进行，从而得到高品质的能量；(3)在环境温度下可实现长期无热损；(4)可以通过催化剂或产物分离等方式，在常温下长期储存分解物，并实现其远距离运输。

鉴于上述明显优势，太阳能热化学储能已成为当前研究者关注的热点，如何基于太阳能热化学储能，改善传统发电过程中“以热定电”的捆绑方式，成为研究的热点。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于太阳能热化学储能的热电联供系统，实现了稳定的电力输出和热力供应，解决了现有发电过程中“以热定电”的技术难题。

本发明实施例提供了一种基于太阳能热化学储能的热电联供系统，包括：

太阳能热化学循环子系统、蒸汽轮机发电循环子系统和储热换热子系统；

所述太阳能热化学循环子系统包括聚光镜、第一反应器、气固分离器、第一二氧化碳储罐、氧化物储罐、二氧化碳透平机、第一发电机、第二二氧化碳储罐、电动机、压缩机、第三二氧化碳储罐、第一换热器和第二反应器；

其中，所述聚光镜用于收集太阳光；所述第一反应器中的太阳能入口与所述聚光镜连接，所述第一反应器的出口与所述气固分离器连接；所述气固分离器的气体出口与所述第一二氧化碳储罐的入口连接，所述气固分离器的固体出口与所述氧化物储罐连接；所述第一二氧化碳储罐的第一气体出口与所述二氧化碳透平机连接，所述第一二氧化碳储罐的第二气体出口与所述第一换热器的热流体侧入口连接；所述氧化物储罐的出口与所述第二反应器的固体入口连接；所述二氧化碳透平机的出口与所述第二二氧化碳储罐的入口连接；所述第二二氧化碳储罐的出口与所述压缩机的入口连接；所述压缩机的出口与所述第三二氧化碳储罐的入口连接；所述第三二氧化碳储罐的出口与所述第一换热器的冷流体侧入口连接；所述第一换热器的冷流体侧出口与所述第一反应器的第一入口连接，所述第一换热器的热流体侧出口与所述第二反应器的气体入口连接；所述第二反应器的出口与所述第一反应器的第二入口连接；

所述二氧化碳透平机与所述第一发电机连接；

所述电动机与所述压缩机连接；

所述第一反应器内设置有热化学能储热材料；