应用于波浪能发电的液流电池储能系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于波浪能发电的液流电池储能系统，包括：连接波浪能发电装置的充电装置、连接所述充电装置的电堆组、以及通过管路系统连接所述电堆组的电解液储罐装置；所述电解液储罐装置包括正极电解液储罐和负极电解液储罐；所述电堆组、管路系统和电解液储罐装置构成液流电池系统；所述充电装置利用所述波浪能发电装置输出的电能给所述液流电池系统充电；所述电解液储罐装置与所述电堆组分离后，能够通过运输设备装载并运走；本发明实现了由波浪能转换的电能的就地存储、有效转移、以及针对性的释放，相比于海底电缆的输电方式，更为灵活和可靠。
【专利说明】应用于波浪能发电的液流电池储能系统
【技术领域】
[0001]本发明属于液流电池【技术领域】，具体为一种应用于波浪能发电的液流电池储能系统。
【背景技术】
[0002]波浪能具有能量密度高、资源分布广、环境友好等优点，是一种取之不尽用之不竭的可再生清洁能源，在缓解陆地电网负荷高峰供电不足和解决偏远无电海岛供电问题方面，应用潜力巨大，因此对于波浪能的利用受到了世界各海洋国家的高度重视。但由于受到技术和成本的制约，波浪能发电技术没有得到大规模应用和发展，现有技术中的波浪能发电是利用波浪运动产生的机械能来驱动发电机发电，再通过海底电缆把电能输送到岸上并入电网实现供电，其存在的问题有:采用海底电缆方式输电，造价高昂、电缆过长线损较大、输电效率较低、且存在遇到海底岩石电缆刮断损坏的风险，正因如此，现有技术中的波浪能电站只能建在近海岸边，限制和束缚了波浪能电站离岸到波浪能更为丰富的内海操作，发电能力不强，同时，海底电缆长期使用，会出现老化破损等问题，且线缆只能点对点供电，造成负荷比较单一，无法满足一套波浪能发电设备满足多个岛屿或负荷的供电需求。
[0003]液流电池由于其具有长寿命、安全性高、过充过放能力强、环境友好等优点成为大规模储能的理想选择之一，其主要应用市场包括可再生能源电站和用户侧智能微网(居民区、工业区、公共设施)等。
【发明内容】
[0004]本发明针对以上问题的提出，而研制一种应用于波浪能发电的液流电池储能系统。
[0005]本发明的技术手段如下:
[0006]一种应用于波浪能发电的液流电池储能系统，包括:连接波浪能发电装置的充电装置、连接所述充电装置的电堆组、以及通过管路系统连接所述电堆组的电解液储罐装置；所述电解液储罐装置包括正极电解液储罐和负极电解液储罐；所述电堆组、管路系统和电解液储罐装置构成液流电池系统；所述充电装置利用所述波浪能发电装置输出的电能给所述液流电池系统充电；所述电解液储罐装置与所述电堆组分离后，能够通过运输设备装载并运走；
[0007]进一步地，运走的电解液储罐装置与连接放电装置的电堆单元相连接；
[0008]进一步地，所述电解液储罐装置有多个；
[0009]进一步地，所述管路系统上设置有分离式结构；
[0010]进一步地，所述管路系统包括多个两端分别连接电堆组和电解液储罐装置的电解液流通管路；所述分离式结构包括安装在所述电解液流通管路上的可拆式管路接头、以及置于所述可拆式管路接头两端的阀门；
[0011]另外，还包括用于根据液流电池系统的充电状态或荷电状态控制所述阀门开启或关闭的控制器；
[0012]另外，还包括连接所述控制器，用于输入阀门控制指令的操作单元；所述控制器还可以根据所述阀门控制指令控制阀门开启或关闭；
[0013]进一步地，所述阀门可手动开启和关闭；
[0014]进一步地，所述电堆组为可扩容电堆组；
[0015]进一步地，所述液流电池储能系统为全钒液流电池储能系统。
[0016]本发明和现有技术相比具有以下特点:
[0017]1、实现了由波浪能转换的电能的就地存储、有效转移、以及针对性的释放，相比于海底电缆的输电方式，更为灵活和可靠；
[0018]2、通过液流电池储能系统的利用，扩展了移动式漂浮波浪能发电装置的应用区域；
[0019]3、液流电池储能系统储存的能量可多个负荷使用，电能转移和释放便利
[0020]4、仅需运输液流电池储能系统的容量部分(电解液储罐装置)，运输成本低；
[0021]5、液流电池使用寿命长，使得储能系统整个寿命周期内的经济性好。
[0022]6、液流电池功率和容量配置灵活，储能系统可轻松扩容。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明所述液流电池储能系统的结构示意图；
[0024]图中:1、波浪能发电装置，2、充电装置，3、电堆组，4、分离式结构，5、正极电解液储罐，6、负极电解液储罐，7、电解液储罐装置，8、运输设备，9、电堆单元，10、放电装置，11、循环泵，41、阀门，42、可拆式管路接头。
【具体实施方式】
[0025]如图1所示的一种应用于波浪能发电的液流电池储能系统，包括:连接波浪能发电装置I的充电装置2、连接所述充电装置2的电堆组3、以及通过管路系统连接所述电堆组3的电解液储罐装置7 ;所述电解液储罐装置7包括正极电解液储罐5和负极电解液储罐6 ;所述电堆组3、管路系统和电解液储罐装置7构成液流电池系统；所述充电装置2利用所述波浪能发电装置I输出的电能给所述液流电池系统充电；所述电解液储罐装置7与所述电堆组3分离后，能够通过运输设备8装载并运走；进一步地，运走的电解液储罐装置7与连接放电装置10的电堆单元9相连接；进一步地，所述电解液储罐装置7有多个；进一步地，所述管路系统上设置有分离式结构4 ;进一步地，所述管路系统包括多个两端分别连接电堆组3和电解液储罐装置7的电解液流通管路；所述分离式结构4包括安装在所述电解液流通管路上的可拆式管路接头42、以及置于所述可拆式管路接头42两端的阀门41 ;另夕卜，还包括用于根据液流电池系统的充电状态或荷电状态控制所述阀门41开启或关闭的控制器；另外，还包括连接所述控制器，用于输入阀门控制指令的操作单元；所述控制器还可以根据所述阀门控制指令控制阀门41开启或关闭；进一步地，所述阀门41可手动开启和关闭；所述电堆组3为可扩容电堆组；进一步地，当所述电解液储罐装置7与所述电堆组3连接时，所述电解液储罐装置7固定于海上移动设施；所述运输设备8包括所述海上移动设施；进一步地，所述液流电池储能系统为全钒液流电池储能系统；所述海上移动设施可以为船、艇和舰等；所述电堆组3固定于波浪能电站处。
[0026]本发明所述电解液储罐装置7是可移动的，所述电解液储罐装置7可放置于波浪能电站处，进而与放在此处的，通过充电装置2与波浪能发电装置I相连接的电堆组3相连接，该电堆组3与电解液储罐装置7通过管路系统构成液流电池系统，所述管路系统上还设置有为电解液循环提供动力的循环泵11，充电装置2利用波浪能发电装置I输出的电能给液流电池系统充电，所述电解液储罐装置7与放置在波浪能电站处的电堆组3可以彼此分离，所述管路系统上设置有分离式结构4 ;进一步地，所述管路系统包括多个两端分别连接电堆组3和电解液储罐装置7的电解液流通管路；所述分离式结构4包括安装在所述电解液流通管路上的可拆式管路接头42、以及置于所述可拆式管路接头42两端的阀门41，当需要将电解液储罐装置7与电堆组3分离时，关闭各可拆式管路接头42两端的阀门41，直接拆下可拆式管路接头，进而实现电解液流通管路的断开，从而分离电解液储罐装置7与电堆组3 ;所述阀门41可以人为手动开启或关闭，也可以由控制器控制开启或关闭，所述控制器可以根据液流电池系统的充电状态、液流电池系统的荷电状态、或操作单元输入的阀门控制指令来控制阀门41的工作状态，阀门控制指令的优先级高于液流电池系统的充电状态、以及液流电池系统的荷电状态，在未收到阀门控制指令的情况下，当液流电池系统当前电压或荷电状态低于预设值I时，控制器控制阀门41开启，进而充电装置2充电，电解液储罐装置7和电堆组3构成的液流电池系统储能，当液流电池系统当前电压或荷电状态高于预设值II，控制器控制阀门41关闭，进而液流电池系统停止储能，通常情况下此时已经充满电；与电堆组3分离的电解液储罐装置7可以通过运输设备8装载并运走；运走的电解液储罐装置7可以放置到有负荷供电需求的地点，进而与放在该地点的，通过放电装置10连接负载或电网的电堆单元9相连接，该电堆单元9与电解液储罐装置7通过管路构成液流电池系统，进而通过放电装置10将在波浪能电站储存的能量释放给负载。所述充电装置2或放电装置10可以为储能逆变器；所述电堆组3和电堆单元9均包括至少一个电堆，当具有多个电堆时，多个电堆相互串联或并联。
[0027]本发明所述液流电池储能系统，将波浪能的就地发电实现就地储存，然后以能量的形式运输到岸边，进而放电并网或放电给负载使用；本发明充分利用液流电池功率和容量独立的特点，通过功率部分和容量部分的分离，实现整个电能的产生、储存、转移和释放的过程，相比于其它电池，避免了储能电池的整体搬运和运输，操作简单且运输成本低、运行模式经济灵活；并且，液流电池使用寿命长，反复充放电性能好，在这种频繁充放的模式下，更具有优势；本发明能够方便有效地将波浪能转换的电能转移到需要能量的地区，实现了波浪能的可移动性，扩大了波浪能的应用范围。
[0028]本发明用于海上波浪能电站的储电和分布式供电，和现有技术相比具有以下特占-
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[0029]1、实现了由波浪能转换的电能的就地存储、有效转移、以及针对性的释放，相比于海底电缆的输电方式，更为灵活和可靠；
[0030]2、通过液流电池储能系统的利用，扩展了移动式漂浮波浪能发电装置的应用区域；
[0031]3、液流电池储能系统储存的能量可多个负荷使用，电能转移和释放便利
[0032]4、仅需运输液流电池储能系统的容量部分(电解液储罐装置)，运输成本低；
[0033]5、液流电池使用寿命长，使得储能系统整个寿命周期内的经济性好。
[0034]6、液流电池功率和容量配置灵活，储能系统可轻松扩容。
[0035]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种应用于波浪能发电的液流电池储能系统，其特征在于包括:连接波浪能发电装置的充电装置、连接所述充电装置的电堆组、以及通过管路系统连接所述电堆组的电解液储罐装置；所述电解液储罐装置包括正极电解液储罐和负极电解液储罐；所述电堆组、管路系统和电解液储罐装置构成液流电池系统；所述充电装置利用所述波浪能发电装置输出的电能给所述液流电池系统充电；所述电解液储罐装置与所述电堆组分离后，能够通过运输设备装载并运走。
2.根据权利要求1所述的应用于波浪能发电的液流电池储能系统，其特征在于运走的电解液储罐装置与连接放电装置的电堆单元相连接。
3.根据权利要求1所述的应用于波浪能发电的液流电池储能系统，其特征在于所述电解液储罐装置有多个。
4.根据权利要求1所述的应用于波浪能发电的液流电池储能系统，其特征在于所述管路系统上设置有分离式结构。
5.根据权利要求4所述的应用于波浪能发电的液流电池储能系统，其特征在于所述管路系统包括多个两端分别连接电堆组和电解液储罐装置的电解液流通管路；所述分离式结构包括安装在所述电解液流通管路上的可拆式管路接头、以及置于所述可拆式管路接头两端的阀门。
6.根据权利要求5所述的应用于波浪能发电的液流电池储能系统，其特征在于还包括用于根据液流电池系统的充电状态或荷电状态控制所述阀门开启或关闭的控制器。
7.根据权利要求6所述的应用于波浪能发电的液流电池储能系统，其特征在于还包括连接所述控制器，用于输入阀门控制指令的操作单元；所述控制器还可以根据所述阀门控制指令控制阀门开启或关闭。
8.根据权利要求5所述的应用于波浪能发电的液流电池储能系统，其特征在于所述阀门可手动开启和关闭。
9.根据权利要求1所述的应用于波浪能发电的液流电池储能系统，其特征在于所述电堆组为可扩容电堆组。
10.根据权利要求1至9任一项所述的应用于波浪能发电的液流电池储能系统，其特征在于所述液流电池储能系统为全钒液流电池储能系统。
【文档编号】H01M8/04GK104362357SQ201410604229
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】张宇, 张华民, 苏小明, 杨振坤, 李颖, 王晓丽 申请人:大连融科储能技术发展有限公司