[实用新型]氢氧燃料电池发电与超临界CO2发电机组的组合系统

说明书

本发明公开了一种氢氧燃料电池发电与超临界CO₂发电机组的组合系统，解决了现有工业园区中存在的可再生能源的供给与园区的间歇性用能不匹配容易造成能源浪费的问题。将工业园区的风电、太阳能光伏发电、地热和工业余热发电机组，通过微电网形式连接在一起，在用电峰谷时，将微电网中的多余的电，通过电解池分解成氢气和氧气，再通过压缩机进行压缩存储，被存储的氢气通过高温燃料氢电池，进行发电，将对氢气和氧气冷却时换出的热量，及对高温燃料氢电池的发热所换出的热量，换给超临界CO₂循环系统，对系统中被地热换热器一次加热后的超临界CO₂介质进行二次和三次加热，被加热三次的超临界CO₂去推动超临界CO₂发电机组去发电。

技术领域

本发明涉及一种能源综合利用系统，特别涉及一种氢氧燃料电池发电与超临界CO₂发电机组的组合系统。

背景技术

可再生能源微电网是将一定区域内的风电、太阳能光伏发电、地热和工业余热发电机组，通过微电网形式连接在一起，实现区域内的可再生能源发电和用电负荷的供需平衡；电解水制氢制氧储能是将微电网中多余的电能通过电解水的制氢制氧的方式进行储能，同时利用氢氧燃料电池，将储存的能量用于发电，实现电网负荷的波峰和波谷的调节，以保证电能的稳定供应。

超临界CO₂循环系统（Supercritical Carbon Dioxide Cycle）是一种利用超临界CO₂作为工质的发电系统，该系统采用超临界压力状态的CO₂作为循环工质，在换热器中吸收热量，然后转换成高温工质，从而带动发电机进行发电，完成做功的超临界CO₂，通过冷却器和循环泵，重新再回到换热器中吸收热量，之后再进入涡轮机膨胀做功，如此循环，完成发电任务；超临界CO₂循环系统中的换热器，一般选择地热换热器，当地热换热器所提供的换热温度达到摄氏100度以上时，才适合超临界CO₂循环系统完成发电任务，当地热水温度较低时，需要对一次换热后的超临界CO₂进行二次换热，使超临界CO₂达到发电要求。

伴随着产业结构的不断优化和工业园区的大力发展，出现了能源消耗的区域性聚集，以及工业余热的集中排放现象；由于可再生能源供给侧，如风能、太阳能发电，存在电能生产的间歇性和周期性的特点，工业园区用能需求，也存在间歇性和周期性的特点，如何协调及匹配这种能源供需双方的间歇性和周期性，进一步提高工业园区内可再生能源的利用效率，将现有发电资源有效地组合在一起，是现场亟需解决的一个难题。

发明内容

本发明提供了一种氢氧燃料电池发电与超临界CO₂发电机组的组合系统，解决了现有工业园区中存在的可再生能源的供给与园区的间歇性用能不匹配容易造成能源浪费的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思是：将工业园区的风电、太阳能光伏发电、地热和工业余热发电机组，通过微电网形式连接在一起，在用电峰谷时，将微电网中的多余的电，通过电解池分解成氢气和氧气，再通过压缩机进行压缩存储，被存储的氢气通过高温燃料电池，进行发电，在上述过程中，将对氢气和氧气冷却时换出的热量，及对高温燃料电池的发热所换出的热量，换给超临界CO₂循环系统，对系统中被地热换热器一次加热后的超临界CO₂介质进行二次和三次加热，被加热三次的超临界CO₂去推动超临界CO₂发电机组去发电，从而达到使园区能源被综合充分利用的效果。