一种峰谷储能装置及系统的制作方法

本实用新型属于储能技术领域，尤其涉及一种峰谷储能装置及系统。

背景技术：

随着低碳经济在全球持续受到关注，一系列关于低碳的议题也得到了人们的重视。简而言之，低碳社会就是一个碳排放量低、生态系统平衡、人类的行为方式更加环保、人与自然和谐相处的社会。这是一项我等的社会远景，代表了一种新的社会景象，可持续发展的理念是内在已知的。在全球性环境问题得到重视的今天，发展低碳经济、走向低碳社会已逐渐成为共识。

然而，在电力生产中，发电装机产能过剩或者大规模新能源接入电网通常会引起电力不稳定、并网困难的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种峰谷储能装置及系统，旨在解决发电装机产能过剩或者大规模新能源接入电网引起的电力不稳定、并网困难的问题。

本实用新型提供了一种峰谷储能装置，与电网连接，所述峰谷储能装置包括：

与所述电网连接，用于接收用户发送的控制指令，并根据所述控制指令分别输出第一控制信号和第二控制信号的配电模块；

与所述配电模块连接，用于接收所述第一控制信号，并根据所述第一控制信号对储热材料进行加热的第一储热模块；

分别与所述第一储热模块和所述配电模块连接，用于储存所述第一储热模块输出的储热材料，并根据所述第二控制信号将加热后的所述储热材料进行输出的第二储热模块；

分别与所述第二储热模块和第一储热模块连接，用于将所述第二储热模块输出的所述储热材料进行降温处理后输出至所述第一储热模块，并将冷却剂转换为过热蒸汽的储热材料循环模块；

与所述储热材料循环模块连接，用于向所述储热材料循环模块输出所述冷却剂的冷却剂循环模块；以及

分别与所述储热材料循环模块、所述冷却剂循环模块以及所述电网连接，用于利用所述过热蒸汽产生电能，并向所述电网输出电能的发电模块。

可选的，所述储热材料循环模块包括：

与所述第二储热模块和所述发电模块连接，用于吸收所述第二储热模块输出的所述储热材料中的热量，并向所述发电模块输出所述过热蒸汽的过热器；

与所述过热器连接，用于吸收所述过热器输出的储热材料中的热量，并将所述冷却剂转换为所述过热蒸汽的蒸发器；以及

与所述蒸发器连接，用于吸收所述蒸发器输出的储热材料中的热量，并对所述冷却剂进行预热的预热器。

可选的，所述发电模块包括：

与所述储热材料循环模块连接，用于接收储热材料循环模块输出的过热蒸汽，并利用所述过热蒸汽产生动能的汽轮机；

与所述汽轮机连接，用于将所述汽轮机产生的动能转换为电能，并向所述电网输出所述电能的发电机。

可选的，所述冷却剂循环模块包括：

与所述发电模块，用于对所述发电模块进行降温，并将所述过热蒸汽转换为冷却剂的冷凝器；

分别与所述冷凝器以及储热材料循环模块连接，用于接收所述冷凝器输出的冷却剂，并为所述储热材料循环模块提供冷却剂的冷却剂储存箱。

可选的，所述冷却剂循环模块还包括：设置于所述冷凝器与所述冷却剂储存箱之间，用于对所述冷凝器输出的冷却剂进行除氧处理的除氧器。

可选的，所述冷却剂为液态水。

可选的，所述第一储热模块为储热材料罐。

可选的，所述第一储热模块内设有电加热器。

可选的，所述冷却剂循环模块还包括：用于向所述冷却剂储存箱中补充冷却剂，并对所述冷却剂进行净化处理的冷却剂处理器。

本实用新型还提出了一种峰谷储能系统，包括电网，所述电网与上述任一项所述的峰谷储能装置连接。

在本实用新型提供的一种峰谷储能装置及系统中，通过配电模块接收用户发送的控制指令，在用电低估时对第一储热模块中的储热材料进行加热以储存能量，在用电高峰时，通过第二储热模块输出加热后的储热材料，并利用加热后的储热材料中的能量生成电能，对电网在用电高峰时进行供电，实现对电网的输出功率进行调节的目的，解决了在电力生产中，发电装机的产生过剩以及大规模新能源接入电网会出现电力不稳定、并网困难的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种峰谷储能装置的模块结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的峰谷储能装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为本实用新型实施例中的一种峰谷储能装置的模块结构示意图，如图1所示，本实施例中的峰谷储能装置，与电网10连接，其中该峰谷储能装置包括：配电模块20、第一储热模块30、第二储热模块40、储热材料循环模块50、发电模块60以及冷却剂循环模块70。

具体的，配电模块20与电网10连接，用于接收用户发送的控制指令，该控制指令包括第一控制指令和第二控制指令，配电模块20接收第一控制指令和第二控制指令后分别向第一储热模块30和第二储热模块40发送第一控制信号和第二控制信号，该第一控制信号用于在用电低谷时将第一储热模块30接入电网10，第一储热模块30接收电网10输出的电流，并对第一储热模块30中的储热材料进行加热，该第二控制信号用于在用电高峰时控制第二储热模块40向储热材料循环模块50输出加热后的储热材料，此时，储热材料循环模块50将第二储热模块40输出的储热材料进行降温处理后输出至第一储热模块30中，并将冷却剂循环模块70输出的冷却剂转换为过热蒸汽。

具体的，第一储热模块30接收到配电模块20输出的第一控制信号后对第一储热模块30中的储热材料进行加热，并将加热后的储热材料输出至第二储热模块40中存储，其中，加热后的储热材料为高温储热材料，即第二储热模块40中储存的为高温储热材料，第二储热模块40接收到配电模块20输出的第二控制信号后将第二储热模块40中储存的高温储热材料输出至储热材料循环模块50中，储热材料循环模块50将产生的过热蒸汽输出至发电模块60中，发电模块60利用该过热蒸汽产生电能，并将产生的输出至电网中，冷却剂循环模块70对发电模块60利用后的过热蒸汽进行降温处理，使该过热蒸汽转化为液态冷却剂，并将该液态冷却剂输出至储热材料循环模块50中。

作为本实用新型一实施例，第一储热模块30中的储热材料为熔盐。第二储热模块40中储存的高温储热材料为熔盐加热后形成的高温熔盐。

作为本实用新型一实施例，第一储热模块30中的储热材料为水。第二储热模块40中储存的高温储热材料为水加热后形成的高温热水。

作为本实用新型一实施例，第二储热模块40中储存的高温储热材料为水加热后形成的高温水汽。

作为本实用新型一实施例，配电模块20还可以作为峰谷储能装置的控制单元，该控制单元通过触控组件、ARM芯片以及无线接收器，通过应用程序实现对峰谷储能装置进行远程控制，从而达到高效节能环保的效果。

作为本实用新型一实施例，配电模块20可以根据用户需要接入可再生能源发电系统，例如风电场、光伏发电站等。配电模块20还可以采用B/S架构技术，无需繁琐的安装客户端，通过Web浏览器即可对峰谷储能装置进行管理，即直接在广域网上进行控制管理，通过一定的权限控制实现多客户访问的目的，更加便于配电模块20的升级，配电模块20中的电力设备运行环境信息以及智能设备运行参数实时把数据传入后台服务器，管理者可以直接通过浏览器访问就可以实时了解配电模块20内的各种环境信息以及智能设备运行状况的数据，以及实现现场远程视频巡视管理、实现全面的遥信、遥控、遥调。

作为本实用新型一实施例，第一储热模块30中采用储热材料泵将加热后的储热材料，即高温储热材料，通过第一储热模块30的第一储热材料输出管道输出至第二储热模块40中，其中，储热材料泵是专门用来输送高温储热材料的泵，第二储热模块40的第二储热材料输入管道与第一储热模块30的第一储热材料输入管道连接，第二储热模块40采用储热材料泵将第二储热模块40中储存的高温储热材料通过第二储热材料输出管道输出至储热材料循环模块50中。

作为本实用新型一实施例，储热材料泵为熔盐泵。该熔盐泵为专门用来输送高温熔盐的泵。

作为本实用新型一实施例，图2为本实用新型实施例中的峰谷储能装置的结构示意图，如图2所示，储热材料循环模块50包括：过热器51、蒸发器52以及预热器53，其中，过热器51与第二储热模块50和发电模块60连接，第二储热模块50的第二储热材料输出管道与过热器51的储热材料输入管道连接，过热器51的储热材料输出管道与蒸发器的储热材料输入管道连接，过热器51的过热蒸汽输出管道与发电模块60的蒸汽输入管道连接，过热器51的过热蒸汽输入管道与蒸发器52的过热蒸汽输出管道连接，蒸发器52的储热材料输出管道与预热器53的储热材料输入管道连接，蒸发器52的冷却剂输入管道与预热器53的冷却剂输出管道连接，预热器53的储热材料输出管道与第一储热模块30的第一储热材料输入管道连接，预热器53的冷却剂输入管道与冷却剂循环模块70的冷却剂输出管道连接。在本实施例中，预热器53用于利用从蒸发器52中输入至预热器53中的储热材料中的热量对液态冷却剂进行预热，即吸收蒸发器52输出的储热材料中的热量，对冷却剂存储箱72中输出的液态冷却剂进行预热处理，蒸发器52用于接收预热器53输出的冷却剂，吸收过热器51输出的储热材料中的热量，对预热器53输出的经过预热的冷却剂进行加热，并将该冷却剂转化为过热蒸汽，此时，蒸发器52还将转化形成的过热蒸汽输出至过热器51中，过热器51对过热蒸汽进行进一步加热，并将过热蒸汽输出至发电模块60中。

作为本实用新型一实施例，如图2所示，发电模块60包括：汽轮机61和发电机62。在本实施例中，汽轮机61的过热蒸汽输入管道与储热材料循环模块50过热蒸汽输出管道连接，汽轮机61用于接收储热材料循环模块50输出的过热蒸汽，并利用过热蒸汽产生动能，发电机62与汽轮机61连接，用于将汽轮机61产生的动能转换为电能，并向电网10输出所述电能的发电机。

作为本实用新型一实施例，发电机62为汽轮发电机，储热材料循环模块50输出的过热蒸汽进入到汽轮机61中膨胀做功，使汽轮机61中的叶片转动，从而带动发电机发电，做功后产生的废汽进入到冷却剂循环模块70中。在本实施例中，汽轮发电机是同步发电机的一种，它是由汽轮机作原动机拖动转子旋转，利用电磁感应原理把机械能转换成电能的电气设备。汽轮发电机是汽轮机配套使用，其转速通常为3000转/分(频率为50赫兹)或3600转/分(频率为60赫兹)。

作为本实用新型一实施例，如图2所示，冷却剂循环模块70包括：冷凝器71和冷却剂储存箱72。在本实施例中，冷凝器71与发电模块60连接，用于对发电模块60进行降温，并将过热蒸汽转换为冷却剂，冷却剂储存箱72分别与冷凝器71以及储热材料循环模块50连接，用于接收冷凝器71输出的冷却剂，并为储热材料循环模块50提供冷却剂。

作为本实用新型一实施例，冷却剂循环模块70还包括：设置于冷凝器71与冷却剂储存箱72之间，用于对冷凝器71输出的冷却剂进行除氧的除氧器。在本实施例中,冷凝器71输出的冷却剂为液态,也可称为液态冷却剂,在冷却剂循环模块70作为锅炉给水系统时，除氧器是非常关键的一个组件，氧是锅炉给水系统的主要腐蚀性物质，给水系统中的氧应当迅速得到清除，否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件，腐蚀性物质氧化铁会进入锅炉内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难溶而传热不良的铁垢，腐蚀的铁垢会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大。管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。国家规定蒸发量大于等于2吨每小时的蒸汽锅炉和水温大于等于95℃的热水锅炉都必须除氧。

作为本实用新型一实施例，本实施例中的冷却剂为液态水。水的比热容大，相同质量的水能比其他液体带走更多的热量，吸收同样热量升高温度比其他液体要小，另外，将液态水作为液态冷却剂可以大幅降低峰谷储能装置的制造成本。

作为本实用新型一实施例，第一储热模块30为储热材料罐。在本实施例中，储热材料罐为立式圆筒形容器，包括罐体、储热材料泵、加热系统、回盐管、出盐管、进盐管、气体导出管，罐体由顶盖、上端开口的筒体和罐底三部分组成，顶盖设有多个管孔，分别用于安装回盐管、出盐管、进盐管、气体导出管，其中，回盐管用于接收储热材料循环模块50输出的储热材料，进盐管用于为储热材料罐补充储热材料，气体导出管用于调节储热材料罐内的气压。

作为本实用新型一实施例，第一储热模块30内设有电加热器。在本实施例中，电加热器接收配电模块20发送的第一控制信号后，对第一储热模块30中存储的储热材料进行加热。

可选的，第二储热模块40为储热材料罐，该储热材料罐中还设有保温系统，所述保温系统包括顶盖保温包和筒体保温层，所述顶盖保温包设于顶盖的盖板下面且位于筒体的开口处，所述筒体保温层设于加热系统的外表面。具体的，顶盖保温包为瓶塞结构且与筒体的开口相适配，所述顶盖保温包和筒体保温层的材料是硅酸铝纤维。

作为本实用新型一实施例，冷却剂循环模块70还包括：用于向冷却剂储存箱72中补充冷却剂，并对冷却剂进行净化处理的冷却剂处理器。

作为本实用新型一实施例，本实施例提供了一种峰谷储能系统，包括电网10，其中，电网10与上述任一项实施例所述的峰谷储能装置连接。

在本实施例中，电网10包括交流电网和直流电网。

在本实用新型提供的一种峰谷储能装置及系统中，通过配电模块接收用户发送的控制指令，在用电低估时对第一储热模块中的储热材料进行加热以储存能量，在用电高峰时，通过第二储热模块输出加热后的储热材料，并利用加热后的储热材料中的能量生成电能，对电网在用电高峰时进行供电，实现对电网的输出功率进行调节的目的，解决了在电力生产中，发电装机的产生过剩以及大规模新能源接入电网会出现电力不稳定、并网困难的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。