[发明专利]一种卡诺电池

说明书

本发明公开了一种卡诺电池，将电转化为热能进行存储，包括转化系统、储热系统、储冷系统和热机系统。所述转化系统，由热泵系统，或热泵与电加热系统组合而成。储热系统包括高温储热罐和低温储热罐。储冷系统包括高温储冷罐和低温储冷罐。热机系统由泵、热机回热器、加热器、透平、发电机和冷却器组成。本发明可以实现大规模电力储存，功率可以达到几十兆瓦，储能时间可以达到数十个小时。此外，本发明提出的卡诺电池安全性高、寿命长且环境友好。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种卡诺电池。

背景技术

由于单纯风电、光伏等大规模的发电机组不具备调峰调频性能，需要配备储能系统才能实现稳定的电力负荷输出。现有的大规模储能技术主要有抽水蓄能和化学电池。由于我国太阳能和风能资源丰富的西北地区缺水且生态环境脆弱，不适合建设大规模的抽水蓄能电站。能够大规模应用的化学电池主要有铅酸电池和锂离子电池，但是铅酸电池存在污染的问题，锂离子电池的寿命和安全性还有待提高，暂时难以满足大规模储能的需求。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种卡诺电池，将电力转化为热能，采用储热介质实现大规模储能，然后在需要的时候将储存的热能转化为电力，该系统可实现电力的大规模储存，且具有寿命长、安全性好、不受地理环境的限制等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种卡诺电池，包括转化系统、储热系统、储冷系统和热机系统；

所述转化系统用于完成电能到热能和冷能的转化，包括热泵系统和电加热系统；所述热泵系统包括电机1，电机1通过轴与压缩机2相连，压缩机2出口与储热换热器3的放热侧入口相连，储热换热器3的放热侧出口与热泵回热器4的热侧入口相连，热泵回热器4的热侧出口与膨胀机5的入口相连，膨胀机5的出口与储冷换热器6的吸热侧入口相连，储冷换热器6的吸热侧出口与压缩机2的入口相连；所述电加热系统包括电加热器17，电加热器17工质进口与储热换热器3的吸热侧出口相连，出口与高温储热罐7的进口相连；

所述储热系统包括高温储热罐7和低温储热罐8，高温储热罐7的进口与电加热器17和储热换热器3的吸热侧出口相连，低温储热罐8的出口与储热换热器3的吸热侧入口相连，低温储热罐8的入口与加热器13的放热侧出口相连；

所述储冷系统包括高温储冷罐9和低温储冷罐10，高温储冷罐9的进口与冷却器16的吸热侧出口相连，高温储冷罐9的出口与储冷换热器6的放热侧进口相连，低温储冷罐10的进口与储冷换热器6的放热侧出口相连，低温储冷罐10的出口与冷却器16的吸热侧进口和冷却器19的进口相连，冷却器19的出口与冷却器16的吸热侧进口相连；

所述热机系统包括泵11，所述泵11的出口与热机回热器12的吸热侧进口相连，热机回热器12的吸热侧出口与加热器13进口相连，加热器13的出口与透平14的入口相连，透平14的出口与冷却器16的放热侧入口相连，冷却器16的放热侧出口与泵11的入口相连。透平14与发电机15通过轴相连。

所述热泵系统中循环工质为二氧化碳或有机工质，循环为带回热的逆向跨临界二氧化碳朗肯循环或逆向有机朗肯循环。

所述的热泵系统中的膨胀机5可用节流装置替代。

所述的储热储冷系统中的储热和储冷介质为水、导热油或熔盐。

所述的热机系统中的循环工质为二氧化碳或有机工质，循环为跨临界二氧化碳朗肯循环或有机朗肯循环。

所述的热机系统中的循环为分流再压缩超临界二氧化碳发电循环。

本发明的有益效果：