[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

说明书

本发明提供了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及方法。它包括可再生能源发电装置，所述的可再生能源发电装置连接电解水装置，所述的电解水装置连接储氢罐，所述的储氢罐连接燃料电池装置，所述的燃料电池装置连接市政电网，还包括沼气供应装置，所述的沼气供应装置连接沼气净化装置，沼气净化装置连接甲烷化装置，甲烷化装置连接生物天然气储罐，生物天然气储罐分别连接燃料电池装置和天然气管道，储氢罐还连接甲烷化装置。本发明富余电力通过电解水制氢，沼气加氢甲烷化制备天然气，制取的氢气和一部分天然气通过燃料电池发电，制备的另一部分天然气可以用作其他用途，实现削峰填谷及沼气的综合利用。

技术领域

本发明属于能源综合利用回收利用领域，涉及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及方法。

背景技术

峰谷电价也称“分时电价”。按高峰用电和低谷用电分别计算电费的一种电价制度。高峰用电，一般指用电单位较集中，供电紧张时的用电，如在白天，收费标准较高低谷用电，一般指用电单位较少、供电较充足时的用电，如在夜间，收费标准较低。实行峰谷电价有利于促使用电单位错开用电时间，充分利用设备和能源。

然而，在低谷用电时，有大量富余电力没有得到使用，也不能形成储能。

沼气的主要成分是甲烷。沼气由50％-80％甲烷CH₄、20％-40％二氧化碳CO₂、0％-5％氮气N₂、小于1％的氢气H₂、小于0.4％的氧气O₂与0.1％-3％硫化氢H₂S等气体组成。由于沼气含有少量硫化氢，所以略带臭味，其特性与天然气相似。沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即会燃烧，每立方米纯甲烷的发热量为34000千焦，每立方米沼气的发热量约为20800－23600千焦。即1立方米沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。

但由于沼气中含有20％-40％的二氧化碳，使其燃烧值降低，另一方面，二氧化碳的存在，使沼气不易储存也不易运输。

如何将沼气进行处理，生产便于运输及使用的天然气，并将低谷电进行充分利用储能，实现削峰填谷，是当前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供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。

本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种利用富余电力与沼气联合制生物天然气的电力储能方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

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，包括可再生能源发电装置，所述的可再生能源发电装置连接电解水装置，所述的电解水装置连接储氢罐，所述的储氢罐连接燃料电池装置，所述的燃料电池装置连接市政电网，还包括沼气供应装置，所述的沼气供应装置连接沼气净化装置，沼气净化装置连接甲烷化装置，甲烷化装置连接生物天然气储罐，生物天然气储罐分别连接燃料电池装置和天然气管道，储氢罐还连接甲烷化装置。

在上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中，所述的沼气供应装置包括沼气池，以及连接沼气池的储气柜，所述的储气柜连接沼气净化装置，所述的沼气净化装置通过气体混合器连接甲烷化装置。

在上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中，所述的沼气净化装置包括连接储气柜的风机，风机连接过滤器，过滤器连接脱硫塔，脱硫塔连接干燥塔，干燥塔连接气体混合器，甲烷化装置通过第一换热器连接气液分离器，气液分离器连接生物天然气储罐和水箱，水箱通过第一换热器连接沼气池，电解水装置连接气体混合器。