专利名称：海底储存高压气体的系统及方法
技术领域：
本发明涉及能量储存，尤其是将高压气体储存在海底的系统及方法。
背景技术：
电能难以进行储存，因此在夜晚用电低峰期，电网的电量通常处于富余状态，这部分的电量没有被有效利用，往往就这样浪费掉。为了能够将电网富余的电量重新利用起来，目前的办法是将电量转换为具有分子势能的高压气体进行储存，等需要再次利用该高压气体时，只要将该部分高压气体释放出来，再次进行能量转换即可。虽然在能量转换过程中存在能量损失，但是能够将原本浪费的一部分电能有效利用起来，可以说是对资源的一个有效利用的方法。电能转换为分子势能的方法需要用到气体压缩机和密闭气罐，现有的密闭气罐要么放置在地面上，要么埋在地下。设置在陆地上用于储存高压气体进行能量转换的密闭气罐存在以下缺点:(1)利用气体压缩机将气体源源不断的压缩进密闭气罐中，密闭气罐内所存储的高压气体越多，其罐壁所受压力越大，为确保安全，罐壁一般需要用到能够承受较大压力的厚钢板，这样一来不仅增加了成本，而且也不太安全；(2)设置在陆地上的密闭气罐占用了大量的土地资源，不利于目前紧缺的土地资源的有效利用；(3)不利于与海上风力发电机结合。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种海底储存高压气体的系统，能够有效降低密闭气罐的制造成本，而且安全系数高；能够释放土地资源，能够合理的与海上风力发电机结合。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种海底储存高压气体的方法，能够有效降低密闭气罐的制造成本，而且安全系数高；能够释放土地资源，能够合理的与海上风力发电机结合。为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案是:一种海底储存高压气体的气方法，利用气体压缩机将气体源源不断的通过进气管压缩进设置在海底的密闭气罐中，实现高压气体的储存；当需要利用密闭气罐内的高压气体时,密闭气罐通过排气管向外释放高压气体，用于能量的转换；密闭气罐在储存高压气体或排出高压气体的时候其壳体所承受的内外压力差在密闭气罐的壳体能承受的压力范围内。本发明的储气系统能够有效减小密闭气罐所受合力，也就是说，密闭气罐能够灌入更多的高压气体，而且不需要较厚的罐壁来支撑，使密闭气罐的造价成本更低。而且放置在海底的密闭气罐更安全。作为改进，所述密闭气罐上设有拉索固定于海底,拉索使密闭气罐即使受到水流的冲击也不会被冲走。作为改进，利用密闭气罐内的气体压力传感器感应高压气体的压力，利用密闭气罐外的液体压力传感器感应海水的压力，计算密闭气罐的壳体所承受的内外压力差。
作为改进，所述进气管和排气管通过阀门集成到一根以上的管中，通过阀门的控制实现进气和排气功能。作为改进，所述气体压力传感器和液体压力传感器均与控制器连接，利用控制器控制所述阀门，从而控制密闭气罐内的高压气体的压力，使密闭气罐的壳体所承受的内外压力差在密闭气罐的壳体能承受的压力范围内。为解决上述技术问题之二，本发明的技术方案是:一种海底储存高压气体的方法，包括设气体压缩机和设置在海底的密闭气罐，气体压缩机通过进气管与密闭气罐连通；密闭气罐通过排气管将高压气体排出到能量交换装置；密闭气罐在储存高压气体或排出高压气体的时候其壳体所承受的内外压力差在密闭气罐的壳体能承受的压力范围内。本发明的储气系统能够有效减小密闭气罐所受合力，也就是说，密闭气罐能够灌入更多的高压气体，而且不需要较厚的罐壁来支撑，使密闭气罐的造价成本更低。而且放置在海底的密闭气罐更安全。作为改进，所述密闭气罐上设有拉索固定于海底，拉索使密闭气罐即使受到水流的冲击也不会被冲走。作为改进，利用密闭气罐内的气体压力传感器感应高压气体的压力，利用密闭气罐外的液体压力传感器感应海水的压力，计算密闭气罐的壳体所承受的内外压力差。作为改进，所述进气管和排气管通过阀门集成到一根以上的管中，通过阀门的控制实现进气和排气功能。作为改进，所述气体压力传感器和液体压力传感器均与控制器连接，利用控制器控制所述阀门，从而控制密闭气罐内的高压气体的压力，使密闭气罐壳体所承受的内外压力差在密闭气罐的壳体能承受的压力范围内。本发明与现有技术相比所带来的有益效果是:
利用外部海水的压力与内部 高压气体的压力差，实现密闭气罐的受力平衡，也就是说，密闭气罐能够灌入更多的高压气体，而且不需要较厚的罐壁来支撑，使密闭气罐的造价成本更低，而且安全系数高。设置在海底的密闭气罐不占用陆地资源，能缓解目前用地紧张的情况。
图1为本发明系统示意图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。如图1所示，一种海底储存高压气体的系统，包括设置在陆地上的气体压缩机3和设置在海平面2下方的密闭气罐1，所述密闭气罐I上设有拉索4固定于海底，拉索4使密闭气罐I即使受到水流的冲击也不会被冲走。气体压缩机3通过进气管与密闭气罐I连通，密闭气罐I通过排气管将高压气体排出到能量交换装置，密闭气罐I在储存高压气体或排出高压气体的时候其壳体所承受的内外压力差在密闭气罐I的壳体能承受的压力范围内。利用密闭气罐I内的气体压力传感器(未标示)感应高压气体的压力，利用密闭气罐I外的液体压力传感器(未标示)感应海水的压力，计算密闭气罐I的壳体所承受的内外压力差。所述进气管6和排气管7通过阀门5集成到一根管中，通过阀门5的控制实现进气和排气功能。所述气体压力传感器和液体压力传感器均与控制器连接，利用控制器控制所述阀门，从而控制密闭气罐I内的高压气体的压力，使密闭气罐I壳体所承受的内外压力差在密闭气te I的壳体能承受的压力'泡围内。本发明的储气方法，电网电量富余时，电网给气体压缩机3供电；或者与海上风力发电机结合，利用风力发电机为气体压缩机3供电；利用设置在陆地上的气体压缩机3将气体源源不断的通过进气管压缩进设置在海底的密闭气罐I中对高压气体的储存，实现电能向分子势能的能量转换；当需要利用密闭气罐I内的高压气体向外部的能量转换装置做功时，密闭气罐I通过排气管向外释放高压气体，用于能量的转换，本实施例中，该部分的高压气体可以与水箱结合，利用高压气体推动水箱内的水形成水柱，再利用具有动能的水柱推动水轮机和发电机进行发电，实现分子势能再向电能的能量转换。本发明的储气系统能够有效减小密闭气罐I所受合力，也就是说，密闭气罐I能够灌入更多的高压气体，而且不需要较厚的罐壁 来支撑，使密闭气罐I的造价成本更低；而且放置在海底的密闭气罐I更安全。
权利要求
1.一种海底储存高压气体的气方法，其特征在于:利用气体压缩机将气体源源不断的通过进气管压缩进设置在海底的密闭气罐中，实现高压气体的储存；当需要利用密闭气罐内的高压气体时，密闭气罐通过排气管向外释放高压气体，用于能量的转换；密闭气罐在储存高压气体或排出高压气体的时候其壳体所承受的内外压力差在密闭气罐的壳体能承受的压力范围内。
2.根据权利要求1所述的海底储存高压气体的气方法，其特征在于:所述密闭气罐上设有拉索固定于海底。
3.根据权利要求1所述的海底储存高压气体的气方法，其特征在于:利用密闭气罐内的气体压力传感器感应高压气体的压力，利用密闭气罐外的液体压力传感器感应海水的压力，计算密闭气罐的壳体所承受的内外压力差。
4.根据权利要求3所述的海底储存高压气体的气方法，其特征在于:所述进气管和排气管通过阀门集成到一根以上的管中，通过阀门的控制实现进气和排气功能。
5.根据权利要求4所述的海底储存高压气体的气方法，其特征在于:所述气体压力传感器和液体压力传感器均与控制器连接，利用控制器控制所述阀门，从而控制密闭气罐内的高压气体的压力，使密闭气罐的壳体所承受的内外压力差在密闭气罐的壳体能承受的压力范围内。
6.一种实现权利要求1所述海底储存高压气体的气方法的系统，其特征在于:包括气体压缩机和设置在海底的密闭气罐，气体压缩机通过进气管与密闭气罐连通；密闭气罐通过排气管将高压气体排出到能量交换装置；密闭气罐在储存高压气体或排出高压气体的时候其壳体所承受的内外压力差在密闭气罐的壳体能承受的压力范围内。
7.根据权利要求6所述的一种海底储存高压气体的系统，其特征在于:所述密闭气罐上设有拉索固定于海底。
8.根据权利要求6所述的海底储存高压气体的系统，其特征在于:利用密闭气罐内的气体压力传感器感应高压气体的压力，利用密闭气罐外的液体压力传感器感应海水的压力，计算密闭气罐的壳体所承受的内外压力差。
9.根据权利要求8所述的海底储存高压气体的系统，其特征在于:所述进气管和排气管通过阀门集成到一根以上的管中，通过阀门的控制实现进气和排气功能。
10.根据权利要求9所述的海底储存高压气体的系统，其特征在于:所述气体压力传感器和液体压力传感器均与控制器连接，利用控制器控制所述阀门，从而控制密闭气罐内的高压气体的压力，使密闭气罐壳体所承受的内外压力差在密闭气罐的壳体能承受的压力范围内。
全文摘要
一种海底储存高压气体的系统及方法，利用气体压缩机将气体源源不断的通过进气管压缩进设置在海底的密闭气罐中，实现高压气体的储存；当需要利用密闭气罐内的高压气体时，密闭气罐通过排气管向外释放高压气体，用于能量的转换；密闭气罐在储存高压气体或排出高压气体的时候其壳体所承受的内外压力差在密闭气罐的壳体能承受的压力范围内。本发明的储气系统能够有效减小密闭气罐所受合力，也就是说，密闭气罐能够灌入更多的高压气体，而且不需要较厚的罐壁来支撑，使密闭气罐的造价成本更低；而且放置在海底的密闭气罐更安全。
文档编号F17C1/00GK103225737SQ201310160119
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月3日 优先权日2013年5月3日
发明者邓允河 申请人:邓允河