[发明专利]利用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能系统及方法

权利要求书

1.一种利用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能系统，其特征在于，包括可再生能源发电装置(1)，所述的可再生能源发电装置(1)连接电解水装置(2)，所述的电解水装置(2)连接储氢罐(3)，所述的储氢罐(3)连接燃料电池装置(4)，所述的燃料电池装置(4)连接市政电网(5)，还包括沼气供应装置(6)，所述的沼气供应装置(6)连接沼气净化装置(7)，沼气净化装置(7)连接甲烷化装置(8)，甲烷化装置(8)连接生物天然气储罐(9)，生物天然气储罐(9)分别连接燃料电池装置(4)和天然气管道(10)，储氢罐(3)还连接甲烷化装置(8)。

2.根据权利要求1所述的用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能系统，其特征在于，所述的沼气供应装置(6)包括沼气池(11)，以及连接沼气池(11)的储气柜(12)，所述的储气柜(12)连接沼气净化装置(7)，所述的沼气净化装置(7)通过气体混合器(13)连接甲烷化装置(8)。

3.根据权利要求2所述的用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能系统，其特征在于，所述的沼气净化装置(7)包括连接储气柜(12)的风机(14)，风机(14)连接过滤器(15)，过滤器(15)连接脱硫塔(16)，脱硫塔(16)连接干燥塔(17)，干燥塔(17)连接气体混合器(13)，甲烷化装置(8)通过第一换热器(18)连接气液分离器(19)，气液分离器(19)连接生物天然气储罐(9)和水箱(20)，水箱(20)通过第一换热器(18)连接沼气池(11)，电解水装置(2)连接气体混合器(13)。

4.根据权利要求3所述的用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能系统，其特征在于，所述的第一换热器(18)通过分流器(21)连接沼气池(11)和控温器(22)，所述的控温器(22)连接电解水装置(2)。

5.根据权利要求2所述的用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能系统，其特征在于，所述的沼气净化装置(7)包括连接储气柜(12)的风机(14)，风机(14)连接过滤器(15)，过滤器(15)连接干燥塔(17)，干燥塔(17)连接脱硫塔(16)，脱硫塔(16)连接气体混合器(13)，气体混合器(13)连接甲烷化装置(8)，电解水装置(2)连接气体混合器(13)。

6.根据权利要求5所述的用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能系统，其特征在于，所述的甲烷化装置(8)包括第一甲烷化器(23)和第二甲烷化器(24)，所述的气体混合器(13)连接第一甲烷化器(23)，第一甲烷化器(23)通过第二换热器(25)连接第二甲烷化器(24)，第二甲烷化器(24)连接第一换热器(18)。

7.根据权利要求6所述的用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能系统，其特征在于，所述的第二换热器(25)连接控温器(22)，控温器(22)连接电解水装置(2)。

8.根据权利要求1所述的用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能系统，其特征在于，所述的可再生能源发电装置(1)为水力发电站、风力发电站或太阳能发电站。

9.一种用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能方法，其特征在于，可再生能源发电装置(1)发电后将电力输入给电解水装置(2)，使电解水装置(2)将水电解后产生氢气，

在电力使用谷点时，沼气供应装置(6)产生的沼气经过沼气净化装置(7)净化后进入到甲烷化装置(8)中，电解水装置(2)产生的氢气进入到甲烷化装置(8)中，与沼气中的二氧化碳气体反应生产甲烷气体，甲烷气体储存到生物天然气储罐(9)中，生物天然气储罐(9)的甲烷输入到天然气管道(10)中，

在电力使用峰点时，电解水装置(2)产生的氢气输入到燃料电池装置(4)中，使化学能转化为电能，燃料电池装置(4)的电能输入到市政电网(5)中，实现电力的削峰填谷。

10.根据权利要求9所述的用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能方法，其特征在于，在电力使用峰点时，生物天然气储罐(9)的甲烷输入到燃料电池装置(4)中，使化学能转化为电能，燃料电池装置(4)的电能输入到市政电网(5)中，燃料电池装置(4)产生的二氧化碳和水分别输入到甲烷化装置(8)和电解水装置(2)中，为甲烷化装置(8)和电解水装置(2)提供原料。