[发明专利]一种塔-槽联合的光热复合压缩空气储能系统

说明书

本发明公开了一种塔‑槽联合的光热复合压缩空气储能系统，涉及储能技术领域，其包括：空气压缩支路，其由压缩机、压缩侧换热器、储气设备依次串联构成；空气膨胀支路，其由储气设备、膨胀侧预热器、膨胀侧再热器以及膨胀机依次串联构成；压缩热循环，其由压缩热低温工质储罐、压缩侧换热器、压缩热高温工质储罐以及膨胀侧预热器首尾串联构成；槽式集热发电循环，其由压缩热高温工质储罐、槽式集热场、槽式集热高温工质储罐以及朗肯循环装置首尾串联构成；塔式集热循环，其由塔式集热低温工质储罐、塔式集热器、塔式集热高温工质储罐以及膨胀侧再热器首尾串联构成。本系统将压缩空气储能运用在消纳和利用地热、太阳能光热等清洁热能方面。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，更具体地说，涉及一种塔-槽联合的光热复合压缩空气储能系统。

背景技术

现有技术中，储能是新能源消纳和能源转型的重要支撑技术。作为一种新型的物理储能技术，压缩空气储能有着对地理条件依赖低、寿命长以及可大规模化等优势。目前已经过工程实践验证的压缩空气储能技术有两种，一种是补燃式系统，该系统在储能时利用压缩机将高压空气储存于储气设备中，在释能时储存于储气设备的高压空气通过推动膨胀机进行发电，为提高发电功率，补燃式技术通过燃烧天然气以大幅提高膨胀机的进气温度；另一种为非补燃系统，该技术中用于加热膨胀机进气温度的热源来自于压缩过程中回收的压缩热，从而可实现完全清洁无碳排。

虽然压缩空气储能具有上述优点，但非补燃式压缩空气储能并非已无可提升空间。从系统性能来看，由于膨胀过程采用回收的压缩热，这导致储能时的压缩机耗功和释能时的膨胀机出力相互制约，追求低耗功会导致压缩热品位过低而降低膨胀机出力，反之亦然。从系统对清洁能源的消纳程度来看，非补燃式压缩空气储能由于在压缩侧和膨胀侧各含一个热能的接口，因此，该技术在消纳和利用地热、太阳能光热等清洁热能方面仍有巨大的潜力。

综上所述，如何将压缩空气储能运用在消纳和利用地热、太阳能光热等清洁热能方面，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种塔-槽联合的光热复合压缩空气储能系统，可将压缩空气储能充分运用在消纳和利用地热、太阳能光热等清洁热能方面。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种塔-槽联合的光热复合压缩空气储能系统，包括：

空气压缩支路，其由压缩机、压缩侧换热器、储气设备依次串联构成；

空气膨胀支路，其由所述储气设备、膨胀侧预热器、膨胀侧再热器以及膨胀机依次串联构成；

压缩热循环，其由压缩热低温工质储罐、所述压缩侧换热器、压缩热高温工质储罐以及所述膨胀侧预热器首尾串联构成；

槽式集热发电循环，其由所述压缩热高温工质储罐、槽式集热场、槽式集热高温工质储罐以及朗肯循环装置首尾串联构成；

塔式集热循环，其由塔式集热低温工质储罐、塔式集热器、塔式集热高温工质储罐以及所述膨胀侧再热器首尾串联构成。

优选的，所述压缩热低温工质储罐和所述压缩侧换热器之间设有压缩热低温工质泵，所述压缩热高温工质储罐和所述膨胀侧预热器之间设有压缩热高温工质泵。

优选的，所述压缩热高温工质储罐和所述槽式集热场之间设有槽式集热场工质泵，所述槽式集热高温工质储罐和所述朗肯循环装置之间设有槽式集热高温工质泵。

优选的，所述塔式集热低温工质储罐和所述塔式集热器之间设有塔式集热工质泵，所述塔式集热高温工质储罐和所述膨胀侧再热器之间设有塔式集热高温工质泵。

优选的，所述塔式集热器的两侧对称设有用于反射太阳能的定目镜场。

优选的，所述压缩机与电动机连接，所述膨胀机与发电机连接。