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一种光气电储耦合的多能互补供能系统

阅读：933发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种光气电储耦合的多能互补供能系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的一种光气电储耦合的多能互补能源系统，主要包括：燃气内燃发电机的燃气入口与燃气网相连接，电能输出端与内部电网相连接，循环冷却水的进口和出口与储热水箱相连接；辅助电加热器的电力输入端与内部电网相连接，热力输出端与储热水箱相连接；太阳能集热器的循环热媒的进口和出口与储热水箱相连接；储热水箱设有进水口和出水口与生活热水用户相连接，设有出水口和进水口与供热用户相连，还设有进水口和出水口与吸收式制冷机的循环水口相连接；吸收式制冷机的电力输入端与内部电网相连接；内部电网与外部电网和内部电负荷相连接。本发明利用储热水箱将光、气、电、储多能耦合形成互补优势，可以全天候运行，具有良好的社会效益。，下面是一种光气电储耦合的多能互补供能系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光气电储耦合的多能互补能源系统，其特征在于，主要包括：内燃发动机（1）、储热水箱（2）、辅助电加热器（3）、太阳能集热器（4），吸收式制冷机（5）；
所述燃气内燃发电机（1）的燃气入口与燃气网（6）相连接，其电能输出端与内部电网（7）相连接，其循环冷却水的进口和出口分别与所述储热水箱（2）相连接；所述辅助电加热器（3）的电力输入端与内部电网（7）相连接，其热力输出端与所述储热水箱（2）相连接；所述太阳能集热器（4）的循环热媒的进口和出口分别与所述储热水箱（2）相连接；所述储热水箱（2）设有生活热水的进水口和出水口与生活热水用户（9）相连接，设有供热的出水口和进水口与供热用户（10）相连，还设有进水口和出水口与吸收式制冷机（5）的循环水口相连接；所述吸收式制冷机（5）的电力输入端与内部电网（7）相连接；所述内部电网（7）与外部电网（8）和内部电负荷（11）相连接。
2.根据权利要求1所述的光气电储耦合的多能互补能源系统，其特征在于，所述储热水箱（2）供应的生活热水、空调制冷、空调供热的负荷为其中任意一项或两项以上，或者根据需求供应其它负荷。
3.根据权利要求1所述的光气电储耦合的多能互补能源系统，其特征在于，所述储热水箱（2）为分层一体式储热水箱、温度分体式储热水箱、分割一体式储热水箱中的一种，或其它等效储热水箱。
4.根据权利要求1所述的光气电储耦合的多能互补能源系统，其特征在于，所述辅助电加热器（3）为与储热水箱集成一体电加热器或者分体式电加热器。
5.根据权利要求1所述的光气电储耦合的多能互补能源系统，其特征在于，所述太阳能集热器（4）为槽式太阳能集热器、板式太阳能集热器或其它等效太阳能集热器。
6.根据权利要求1所述的光气电储耦合的多能互补能源系统，其特征在于，所述太阳能集热器（4）的循环热媒为导热油、水或其它适合所述太阳能集热器（4）的热媒。
7.根据权利要求1所述的光气电储耦合的多能互补能源系统，其特征在于，所述吸收式制冷机（5）为单效溴化锂吸收式制冷机、双效溴化锂吸收式制冷机、氨水吸收式制冷机、单能溴化锂吸收式制冷机、多能互补溴化锂吸收式制冷机的一种或其它等效吸收式制冷机。
8.一种如权利要求1～7任意一项所述的光气电储耦合的多能互补供能系统的运行方法，通过所述储热水箱（2）和燃气内燃发电机（1）将太阳能、燃气和电网进行多能耦合，包括以下步骤：所述燃气内燃发电机（1）燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网（7），而发电余热通过循环冷却水送入所述储热水箱（2）中储存起来；所述太阳能集热器（4）将太阳能转化为热能，送入所述储热水箱（2）中储存起来；所述辅助电加热器（3）作为储热水箱（2）的备用热源，在夜间电力低谷期间，利用系统自发电或市政供电来加热所述储热水箱（2）的热水，并将热能储蓄在储热水箱（2）中；所述储热水箱（2）为下游用户提供生活热水和供应热能，也为所述吸收式制冷机（5）提供循环水；所述吸收式制冷机（5）为用户提供冷能；当所述系统电力不足时，所述内部电网（7）从外部电网（8）取电，当所述系统电力富余时，所述内部电网（7）向外部电网（8）供电。

说明书全文

一种光气电储耦合的多能互补供能系统

技术领域

[0001] 本发明属于能源供应系统技术领域，具体涉及一种光气电储耦合的多能互补供能系统。

背景技术

[0002] 随着能源和环境问题日益严峻，太阳能作为一种无污染、易获取、不枯竭的能源，已被广泛应用于热水、采暖、制冷、电力等多个领域。尽管全球各国“能源过渡”措施正在逐步推进，但目前化石燃料仍然在全球能源消耗中占主导地位，因此如何有效整合可再生能源和常规能源显得尤为重要。

[0003] 太阳能空调的实现有2种方式：一是先进行光－电转换，再用电力驱动常规压缩式制冷机制冷；二是利用太阳能直接驱动进行制冷。对于前者，由于太阳能发电价格昂贵，转化效率低，实用性较差。因此，太阳能空调技术一般指热能驱动的空调技术。目前太阳能空调主要以溴化锂吸收式制冷系统为主，而溴化锂单效机组和双效机组又是市场的主流。主要因其为多种利用太阳能的制冷方式中能量转换效率最高，且是目前最成熟的方式之一。

[0004] 在太阳能驱动的吸收式制冷的应用和研究中，目前虽然已积累了不少经验，但是仍有不少问题有待解决。例如，如何提高整体系统的效率、运行的连续性和稳定性等问题需要进一步研究解决。

[0005] 其中，利用太阳能制热水具有节能、环保、经济等优势，已成为最常见的制热水方式。但其使用性能完全受天气影响，光照不足或太阳能集热器布置面积不足时，需配备辅助热源以保证热水供应需求。

[0006] 燃气分布式能源系统是以天然气为原料，通过冷热电三联供实现能源的梯级利用。如果单独采用燃气分布式系统生产热水，由于燃气价格高、发电上网手续繁琐、单位发电量系统造价高等因素造成系统经济性不高，且将消耗大量的常规能源。如果单独使用太阳能加热系统，由于集热器布置场地和系统造价的限制造成负荷的用能难以保证，非晴天（尤其是冬季）太阳能加热系统的使用也将受到限制。将太阳能制热系统和燃气分布式系统有机结合可弥补两者的不足，实现全天候连续稳定供水。

[0007] 在夜间电力低俗期间，利用系统自发电或市电作为能源来加热储热水箱热水，并将其储蓄在储热水箱中；在用电高峰期间将储热水箱中的热能释放出来满足供热需要。水蓄热系统有利于平衡电网峰谷荷差，减轻电厂建设压力；充分利用廉价的低谷电，降低运行费用；系统运行的自动化程度高；无噪声，无污染，无明火，消防要求低。

发明内容

[0008] 本发明的目的是提供一种光气电储耦合的多能互补能源系统，以克服现有技术存在的能源形式不统一、不能进行能源的精确分配并和负荷匹配、不能实现真正意义上的多能互补、运行策略复杂、经济性和节能性不明显等问题。

[0009] 本发明的目的是通过以下技术方案实现：本发明的一种光气电储耦合的多能互补能源系统，其特征在于，主要包括：内燃发动机、储热水箱、辅助电加热器、太阳能集热器，吸收式制冷机；
所述燃气内燃发电机的燃气入口与燃气网相连接，其电能输出端与内部电网相连接，其循环冷却水的进口和出口分别与所述储热水箱相连接；所述辅助电加热器的电力输入端与内部电网相连接，其热力输出端与所述储热水箱相连接；所述太阳能集热器的循环热媒的进口和出口分别与所述储热水箱相连接；所述储热水箱设有生活热水的进水口和出水口与生活热水用户相连接，设有供热的出水口和进水口与供热用户相连，还设有进水口和出水口与吸收式制冷机的循环水口相连接；所述吸收式制冷机的电力输入端与内部电网相连接；内部电网与外部电网和内部电负荷相连接，当所述系统电力不足时，从外部电网取电，当所述系统电力富余时，向外部电网供电。

[0010] 本发明的光气电储耦合的多能互补供能系统的运行方法，通过所述储热水箱将太阳能、燃气和电网多能耦合，其特征在于，包括以下步骤：所述燃气内燃发电机燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网，而发电余热通过循环冷却水送入所述储热水箱中储存起来；所述太阳能集热器将太阳能转化为热能，送入所述储热水箱中储存起来；所述辅助电加热器作为储热水箱的备用热源；在夜间电力低谷期间，利用系统自发电或市政供电来加热所述储热水箱的热水，并将热能储蓄在储热水箱中；所述储热水箱为下游用户提供生活热水和供应热能，也为所述吸收式制冷机提供循环水；所述吸收式制冷机为用户提供冷能；当所述系统电力不足时，所述内部电网从外部电网取电，当所述系统电力富余时，所述内部电网向外部电网供电。

[0011] 本发明与现有技术相比，有如下好处：本发明将燃气发电、太阳能和峰谷电能有机结合，利用储热水箱将夜间用电低谷与白天的太阳能、燃气分布式形成互补优势，具有制冷、采暖、供应热水功能，可以全天候运行，提高了太阳能空调系统和燃气分布式系统的利用率和经济性；冬季满足采暖的需要，夏季满足制冷的需要，保证全天候地提供生活热水；系统运行的自动化程度高；具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。
附图说明

[0012] 图1为本发明的光气电储耦合的多能互补能源系统结构示意图；图2为本发明的冬季供热、生活热水、发电模式系统图；
图3为本发明的冬季供热、发电模式系统图；
图4为本发明的夏季制冷、生活热水、发电模式系统图；
图5为本发明的夏季制冷、发电模式系统图；
图6为本发明的过渡季生活热水、发电模式系统图；
图中：1-内燃发动机，2-储热水箱，3-辅助电加热器，4-太阳能集热器，5-吸收式制冷机，6-燃气网，7-内部电网，8-外部电网，9-生活热水用户，10-供热用户，11-内部电负荷。

具体实施方式

[0013] 本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实施范围内对实施例进行变换、变型都可在本发明权利要求的范围内。

[0014] 本发明的一种光气电储耦合的多能互补能源系统，主要包括：内燃发动机1、储热水箱2、辅助电加热器3、太阳能集热器4，吸收式制冷机5；所述燃气内燃发电机1的燃气入口与燃气网6相连接，其电能输出端与内部电网7相连接，其循环冷却水的进口和出口分别与所述储热水箱2相连接；所述辅助电加热器3的电力输入端与内部电网7相连接，其热力输出端与与所述储热水箱2相连接；所述太阳能集热器4的循环热媒的进口和出口分别与所述储热水箱2相连接；所述储热水箱2设有生活热水的进水口和出水口与生活热水用户9相连接，设有供热的出水口和进水口与供热用户10相连，还设有进水口和出水口与吸收式制冷机5的循环水口相连接；所述吸收式制冷机5的电力输入端与内部电网7相连接；所述内部电网7与外部电网8和内部电负荷11相连接；
所述储热水箱2供应的生活热水、空调制冷、空调供热的负荷为其中任意一项或两项以上，或者根据需求供应其它负荷。

[0015] 进一步地，所述储热水箱2为分层一体式储热水箱、温度分体式储热水箱、分割一体式储热水箱中的一种，或其它等效储热水箱。

[0016] 进一步地，所述辅助电加热器3为与储热水箱集成电加热器或者分体式电加热器，采用电为夜间低谷市电或自发电。

[0017] 进一步地，所述太阳能集热器4为槽式太阳能集热器、板式太阳能集热器或其它等效太阳能集热器。

[0018] 进一步地，所述太阳能集热器4的循环热媒为导热油、水或其它适合所述太阳能集热器4的热媒；当热媒为水时，所述太阳能集热器4可以直接和所述储热水箱2连接；当热媒为其它热媒时，所述太阳能集热器4与所述储热水箱2之间必须加入中间换热器。

[0019] 进一步地，所述吸收式制冷机5为单效溴化锂吸收式制冷机、双效溴化锂吸收式制冷机、氨水吸收式制冷机、单能溴化锂吸收式制冷机、多能互补溴化锂吸收式制冷机的一种或其它等效吸收式制冷机；以无毒、无害的溴化锂水溶液或氨水为介质，属于对环境友善工质。

[0020] 本发明的光气电储耦合的多能互补供能系统的运行方法，通过所述储热水箱2和燃气内燃发电机1将太阳能、燃气和电网进行多能耦合，包括以下步骤：所述燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网7，而发电余热通过循环冷却水送入所述储热水箱2中储存起来；所述太阳能集热器4将太阳能转化为热能，送入所述储热水箱2中储存起来；所述辅助电加热器3作为储热水箱2的备用热源，在夜间电力低谷期间，利用系统自发电或市政供电来加热所述储热水箱2的热水，并将热能储蓄在储热水箱2中；所述储热水箱2为下游用户提供生活热水和供应热能，也为所述吸收式制冷机5提供循环水；所述吸收式制冷机5为用户提供冷能；当所述系统电力不足时，所述内部电网7从外部电网8取电，当所述系统电力富余时，所述内部电网7向外部电网8供电。

[0021] 本发明的方法根据工程实际情况及经济性测算，可以优先以太阳能光热系统为基础负荷，燃气分布式系统为调峰负荷；也可以优先以燃气分布式系统为基础负荷，太能光热系统为调峰负荷。

[0022] 实施例1如图2所示的冬季供热、生活热水和发电模式系统图。燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网7，而发电余热通过循环冷却水送入储热水箱2中储存起来；太阳能集热器4将太阳能转化为热能，送入储热水箱2中储存起来；辅助电加热器3作为储热水箱
2的备用热源，在夜间电力低谷期间，利用系统自发电或市政供电来加热储热水箱2的热水，并将热能储蓄在储热水箱2中；储热水箱2为下游用户提供生活热水和供应热能。

[0023] 实施例2如图3所示的冬季供热和发电模式系统图。燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网7，而发电余热通过循环冷却水送入储热水箱2中储存起来；太阳能集热器4将太阳能转化为热能，送入储热水箱2中储存起来；辅助电加热器3作为储热水箱2的备用热源，在夜间电力低谷期间，利用系统自发电或市政供电来加热储热水箱2的热水，并将热能储蓄在储热水箱2中；储热水箱2为下游用户供应热能。

[0024] 实施例3如图4所示的夏季制冷、生活热水和发电模式系统图。燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网7，而发电余热通过循环冷却水送入储热水箱2中储存起来；太阳能集热器4将太阳能转化为热能，送入储热水箱2中储存起来；辅助电加热器3作为储热水箱
2的备用热源，在夜间电力低谷期间，利用系统自发电或市政供电来加热储热水箱2的热水，并将热能储蓄在储热水箱2中；储热水箱2为下游用户提供生活热水，也为吸收式制冷机5提供循环水；吸收式制冷机5为用户提供冷能。

[0025] 实施例4如图5所示的夏季制冷和发电模式系统图。燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网7，而发电余热通过循环冷却水送入储热水箱2中储存起来；太阳能集热器4将太阳能转化为热能，送入储热水箱2中储存起来；辅助电加热器3作为储热水箱2的备用热源，在夜间电力低谷期间，利用系统自发电或市政供电来加热储热水箱2的热水，并将热能储蓄在储热水箱2中；储热水箱2为吸收式制冷机5提供循环水；吸收式制冷机5为用户提供冷能。

[0026] 实施例5如图6所示的过渡季生活热水和发电模式系统图。燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网7，而发电余热通过循环冷却水送入储热水箱2中储存起来；太阳能集热器4将太阳能转化为热能，送入储热水箱2中储存起来；辅助电加热器3作为储热水箱2的备用热源，在夜间电力低谷期间，利用系统自发电或市政供电来加热储热水箱2的热水，并将热能储蓄在储热水箱2中；储热水箱2为下游用户提供生活热水。

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