本技术公开了一种集成卡诺电池储能与液氢冷能的多联供系统及方法,包括蒸汽压缩制冷循环充电系统、朗肯循环放电系统、低温储能系统、高温储能系统、液氢冷能利用系统、燃料电池余热利用系统、液氢管路;充电系统包括依次连通循环的第一压缩机、第一冷凝器、第二压缩机、第二冷凝器、第一节流阀、第一蒸发器;高温储能系统高、低温储热罐通过第二、第三蒸发器与放电系统换热;低温储能系统高、低温储冷罐通过第一蒸发器和第三冷凝器分别与充、放电系统换热;液氢冷能利用系统实现液氢气化冷能发电过程。本发明利用液氢冷能和燃料电池余热构建了高效综合能源系统。
背景技术
当下,可再生能源因其不稳定性和间歇性而需寻求高效的电能储存方式,以平衡能源供需。储能系统的应用可实现电力削峰填谷,解决可再生能源发电不稳定性问题,有助于减少对化石能源的依赖,确保能源系统的安全和稳定。在推动能源转型方面,储能系统发挥着重要作用。
目前,抽水蓄能和压缩空气储能是能够大规模商业应用的方式。相对于这两种系统,卡诺电池储能系统无需受到地理条件的限制,初期成本较低,可在灵活应用的条件下满足储存能量大、密度高等需求。因此,它对我国储能技术的发展至关重要。
例如,公开号为CN 115095402 A的中国专利文献公开了一种卡诺电池储能系统及使用方法,该卡诺电池储能系统包括储能工作单元,储能工作单元,包括用于流通储能工作介质的第一通路,第一通路中包括依次连接的蒸发器、压缩机组、储热装置和减压装置;释能工作单元,包括用于流通释能工作介质的第二通路,第二通路中包括与储热装置一端连接的预热器,以及依次连接于储热装置另一端的膨胀机组、释能回热器、冷凝器、增压装置和三通阀,三通阀通过第一管道与释能回热器连接,释能回热器与储热装置相连;三通阀通过第二管道与预热器连接;其中,蒸发器与预热器串联排列于工业余热介质流道中。公开号为CN 113824139 A的中国专利文献公开了一种火电厂的卡诺电池储能改造方法及装置,方法包括如下模式:充电模式:火电机组或可再生能源输出的电能通过充电系统以热能形式储存于储能系统中;放电模式:放电系统将储能系统中的热能转化为电能。
寻找替代化石能源的途径变得日益重要。氢作为一种清洁能源载体,在工业、钢铁、化工、交通和发电等领域有着重要应用。氢气的运输和储存方式包括高压气态运输、管道运输和液态储存运输。液氢储存是提升氢储存和运输效率的重要方式之一。当前,全球液氢加氢站的发展速度迅猛。但是,液氢储存需要极低的温度,其使用过程中需要将氢气从-252.8℃气化到25℃,这个过程消耗了大量能量,而这部分冷能目前尚未得到充分利用。
目前很少有研究将卡诺电池技术和液氢冷能利用技术相结合,因此,如何有效利用液氢气化过程中的冷能,并建立安全经济稳定的储能系统,是当前该领域技术人员亟待解决的问题。
实现思路