二氧化碳储能系统的制作方法

本发明涉及储能，尤其涉及一种二氧化碳储能系统。

背景技术：

1、储能技术的应用能够在很大程度上解决新能源发电的波动性与间歇性等弊端，有效地解决了移峰填谷的难题，近年来受到越来越多的重视。其中，二氧化碳储能技术由于结构简单、布置灵活、储能效率较高等优势逐渐引起了广泛的关注。

2、二氧化碳储能系统在储能过程中利用多余电力经由压缩机将常温常压二氧化碳压缩至储能压力后再冷凝并储存在储能容器中，储能过程的压比较大，导致压缩机耗功较高，二氧化碳储能系统的储能效率低。

技术实现思路

1、针对现有二氧化碳储能技术的不足，本发明实施例提出一种二氧化碳储能系统，其可以有效降低压缩机的储能过程压比，从而可以减小储能过程压缩机耗功，进而具有储能效率高等优点。

2、具体地，本发明实施例提供的一种二氧化碳储能系统，包括依次闭环连接的储气库、第一储能组件、增压组件、储能容器和释能组件；所述第一储能组件包括第一压缩机和储能换热组件；所述第一压缩机的进口连接所述储气库，所述第一压缩机的出口连接所述储能换热组件；所述储能换热组件与所述增压组件连接；储能时，所述储气库出来的气态二氧化碳经所述第一压缩机加压后经所述储能换热组件转化为液态二氧化碳，所述液态二氧化碳经所述增压组件增压为储能压力后输送到所述储能容器内存储。

3、在本发明的一个实施例中，所述二氧化碳储能系统还包括与所述储能换热组件连接的吸收式制冷循环系统，所述吸收式制冷循环系统用于给流经所述储能换热组件的二氧化碳提供冷量，流经所述储能换热组件的二氧化碳吸收所述吸收式制冷循环系统提供的冷量；和/或，所述增压组件包括工质增压泵。

4、在本发明的一个实施例中，所述吸收式制冷循环系统包括闭环连接的制冷剂吸收器、制冷剂发生器、制冷剂冷凝器和制冷剂蒸发器；所述制冷剂蒸发器和所述储能换热组件连接，所述制冷剂蒸发器用于给流经所述储能换热组件的二氧化碳提供冷量。

5、在本发明的一个实施例中，所述制冷剂发生器的一端和所述第一压缩机的出口连接、另一端和所述储能换热组件连接，所述制冷剂发生器用于吸收第一压缩机出口输出的二氧化碳热量、并给流经所述制冷剂发生器的二氧化碳提供冷量，所述第一压缩机出口输出的二氧化碳流经所述制冷剂发生器放热降温后进入所述储能换热组件。

6、在本发明的一个实施例中，所述储能换热组件包括第一工质冷凝器，所述制冷剂蒸发器和所述第一工质冷凝器连接，所述制冷剂蒸发器用于吸收流经所述第一工质冷凝器的二氧化碳热量、并给流经所述第一工质冷凝器的二氧化碳提供冷量。

7、在本发明的一个实施例中，所述二氧化碳储能系统还包括缓冲箱，所述制冷剂蒸发器通过所述缓冲箱与所述第一工质冷凝器连接；所述缓冲箱用于储存换热介质，所述换热介质与流经所述第一工质冷凝器的二氧化碳、流经所述制冷剂蒸发器的液态制冷剂分别进行热交换。

8、在本发明的一个实施例中，所述缓冲箱包括储热箱和储冷箱，所述制冷剂蒸发器通过所述储热箱、所述储冷箱与所述第一工质冷凝器形成闭环连接；所述制冷剂蒸发器吸收所述储热箱的换热介质热量时，将来自所述储热箱的换热介质冷却，冷却后的换热介质输送到所述储冷箱储存；二氧化碳流经所述第一工质冷凝器时，将来自所述储冷箱的换热介质加热，加热后的换热介质输送到所述储热箱储存。

9、在本发明的一个实施例中，所述储能换热组件还包括储能换热器；其中，所述储能换热器的一端和所述第一压缩机的出口连接、且另一端和所述第一工质冷凝器连接；或者，所述储能换热器的一端和所述第一压缩机的出口连接、且另一端和所述制冷剂发生器一端连接，所述制冷剂发生器的另一端和所述第一工质冷凝器连接，所述制冷剂发生器用于吸收所述储能换热器输出的二氧化碳热量、并给流经所述制冷剂发生器的二氧化碳提供冷量，所述储能换热器输出的二氧化碳流经所述制冷剂发生器放热降温后进入所述第一工质冷凝器。

10、在本发明的一个实施例中，所述二氧化碳储能系统还包括第二储能组件，所述第二储能组件包括第二压缩机和第二工质冷凝器，所述第二压缩机的进口连接所述储能换热器的热侧出口，所述第二压缩机的出口依次通过所述制冷剂发生器、所述第二工质冷凝器连接于所述储能容器，所述第二压缩机出口输出的二氧化碳流经所述制冷剂发生器放热降温后，输送到所述第二工质冷凝器冷凝为液态储存至所述储能容器中。

11、在本发明的一个实施例中，所述吸收式制冷循环系统还包括制冷剂换热器；所述制冷剂换热器的冷侧进口连接所述制冷剂吸收器、冷侧出口连接所述制冷剂发生器、热侧进口连接所述制冷剂发生器、以及热侧出口连接所述制冷剂吸收器，制冷剂溶液经所述制冷剂换热器进入所述制冷剂发生器吸热后分离为气态制冷剂、和吸收剂或低浓度制冷剂溶液，且分离后的所述吸收剂或低浓度制冷剂溶液经所述制冷剂换热器进入所述制冷剂吸收器。

12、综上所述，本发明前述各个实施例可以具有以下一个或多个有益效果：

13、(1)通过所述第一储能组件和所述增压组件以气态压缩-冷凝-液态增压方式进行二氧化碳压缩存储，所述增压组件的设置可以降低压缩机的储能过程压比，从而能够有效减小储能过程压缩机的功耗，进而提升本发明储能效率；

14、(2) 采用吸收式制冷循环系统为第一储能组件的二氧化碳由气态转化为液态提供低温冷源，其工作可以充分利用储能过程二氧化碳压缩热，可以不消耗额外电能、热量，进而在保证本发明储能效率的同时提高了本发明能量利用率；

15、(3)结合第二储能组件进行二级压缩并与吸收式制冷循环系统进行换热后冷凝进行二氧化碳压缩储存，可以为吸收式制冷循环系统提供工作所需的足够热能，从而能够进一步提升本发明能量利用率。

技术特征：

1.一种二氧化碳储能系统，其特征在于，包括依次闭环连接的储气库、第一储能组件、增压组件、储能容器和释能组件；

2.根据权利要求1所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，还包括与所述储能换热组件连接的吸收式制冷循环系统；所述吸收式制冷循环系统用于给流经所述储能换热组件的二氧化碳提供冷量，流经所述储能换热组件的二氧化碳吸收所述吸收式制冷循环系统提供的冷量；

3.根据权利要求2所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述吸收式制冷循环系统包括闭环连接的制冷剂吸收器、制冷剂发生器、制冷剂冷凝器和制冷剂蒸发器；

4.根据权利要求3所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述制冷剂发生器的一端和所述第一压缩机的出口连接、另一端和所述储能换热组件连接，所述制冷剂发生器用于吸收第一压缩机出口输出的二氧化碳热量、并给流经所述制冷剂发生器的二氧化碳提供冷量，所述第一压缩机出口输出的二氧化碳流经所述制冷剂发生器放热降温后进入所述储能换热组件。

5.根据权利要求3所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述储能换热组件包括第一工质冷凝器，所述制冷剂蒸发器和所述第一工质冷凝器连接，所述制冷剂蒸发器用于吸收流经所述第一工质冷凝器的二氧化碳热量、并给流经所述第一工质冷凝器的二氧化碳提供冷量。

6.根据权利要求5所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，还包括缓冲箱，所述制冷剂蒸发器通过所述缓冲箱与所述第一工质冷凝器连接；所述缓冲箱用于储存换热介质，所述换热介质与流经所述第一工质冷凝器的二氧化碳、流经所述制冷剂蒸发器的液态制冷剂分别进行热交换。

7.根据权利要求6所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述缓冲箱包括储热箱和储冷箱，所述制冷剂蒸发器通过所述储热箱、所述储冷箱与所述第一工质冷凝器形成闭环连接；所述制冷剂蒸发器吸收所述储热箱的换热介质热量时，将来自所述储热箱的换热介质冷却，冷却后的换热介质输送到所述储冷箱储存；二氧化碳流经所述第一工质冷凝器时，将来自所述储冷箱的换热介质加热，加热后的换热介质输送到所述储热箱储存。

8.根据权利要求5所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述储能换热组件还包括储能换热器；其中，

9.根据权利要求8所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，还包括第二储能组件，所述第二储能组件包括第二压缩机和第二工质冷凝器，所述第二压缩机的进口连接所述储能换热器的热侧出口，所述第二压缩机的出口依次通过所述制冷剂发生器、所述第二工质冷凝器连接于所述储能容器，所述第二压缩机出口输出的二氧化碳流经所述制冷剂发生器放热降温后，输送到所述第二工质冷凝器冷凝为液态储存至所述储能容器中。

10.根据权利要求3所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述吸收式制冷循环系统还包括制冷剂换热器；所述制冷剂换热器的冷侧进口连接所述制冷剂吸收器、冷侧出口连接所述制冷剂发生器、热侧进口连接所述制冷剂发生器、以及热侧出口连接所述制冷剂吸收器，制冷剂溶液经所述制冷剂换热器进入所述制冷剂发生器吸热后分离为气态制冷剂、和吸收剂或低浓度制冷剂溶液，且分离后的所述吸收剂或低浓度制冷剂溶液经所述制冷剂换热器进入所述制冷剂吸收器。

技术总结
本发明涉及一种二氧化碳储能系统，例如包括依次闭环连接的储气库、第一储能组件、增压组件、储能容器和释能组件。所述第一储能组件包括第一压缩机和储能换热组件；所述第一压缩机的进口连接所述储气库，所述第一压缩机的出口连接所述储能换热组件；所述储能换热组件与所述增压组件连接；储能时，所述储气库出来的气态二氧化碳经所述第一压缩机加压后经所述储能换热组件转化为液态二氧化碳，所述液态二氧化碳经所述增压组件增压为储能压力后输送到所述储能容器内存储。因此，通过在储能换热组件后端增设增压组件，其可以降低压缩机耗功，从而提升系统储能效率。

技术研发人员：谢永慧,王秦,刘希锴,王鼎,张荻,惠大好,陈强,文帅帅
受保护的技术使用者：百穰新能源科技（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13