能量储存系统及其控制方法与流程

本发明涉及储能应用技术领域，特别涉及一种能量储存系统及其控制方法。

背景技术：

目前对电能储存方式主要有物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如各类蓄电池、可再生燃料电池、液流电池、超级电容器等)和电磁储能(如超导电磁储能等)等。物理储能中最成熟、应用最普遍的是抽水蓄能，主要用于电力系统的调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用等。抽水蓄能的释放时间可以从几个小时到几天，其能量转换效率在70％-85％。抽水蓄能电站的建设周期长且受地形限制，当电站距离用电区域较远时输电损耗较大。压缩空气储能，在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩的空气推动汽轮机发电。压缩空气主要用于电力调峰和系统备用，压缩空气储能电站的建设受地形制约，对地质结构有特殊要求。飞轮储能利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化为机械能存储起来，在需要时飞轮带动发电机发电。飞轮储能的特点是寿命长、无污染、维护量小，但能量密度较低，可作为蓄电池系统的补充。

化学储能种类比较多，技术发展水平和应用前景也各不相同：蓄电池储能是目前最成熟、最可靠的储能技术，根据所使用化学物质的不同，可以分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、钠硫电池等。铅酸电池具有技术成熟，可制成大容量存储系统，单位能量成本和系统成本低，安全可靠和再利用性好等特点，也是目前最实用的储能系统，已在小型风力发电、光伏发电系统以及中小型分布式发电系统中获得广泛应用，但因铅是重金属污染源，铅酸电池不是未来的发展趋势。锂离子、钠硫、镍氢电池等先进蓄电池成本较高，大容量储能技术还不成熟，产品的性能目前尚无法满足储能的要求，其经济性也无法实现商业化运营。

电磁储能利用超导体制成线圈储存磁场能量，功率输送时无需能源形式的转换，具有响应速度快、转换效率高、比容量/比功率大等优点，可以充分满足输配电网电压支撑、功率补偿、频率调节，提高电网稳定性和功率输送能力的要求。和其他储能技术相比，超导电磁储能仍很昂贵，除了超导体本身的费用外，维持系统低温导致维修频率提高以及产生的费用也相当可观。目前，在世界范围内有许多超导电磁储能工程正在运行或者处于研制阶段。因此，如何将能源得以高效的利用或存储，是一个世界性的难题。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种能量储存系统，该系统可以将电能转换为液体内能进行能量的储存、输运和释放。

本发明的另一个目的在于提出一种能量储存系统的控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种能量储存系统，包括：能量生成装置，能量转化装置和能量储存装置；

所述能量生成装置，包括光伏组件和风力发电机组，所述光伏组件用于将太阳能转化为电能，以及所述风力发电机组用于将风能转化为电能；

所述能量转化装置，包括：控制器、水泵和空化发生器；

所述控制器为所述水泵传送电能，以控制所述水泵工作，将常温水泵入所述空化发生器中；

所述空化发生器分别与所述水泵和混水器相连接，用于将所述常温水的水温进行升高后存储在所述混水器；

所述能量储存装置，包括：所述混水器，用于存储所述空化发生器反应后温度升高的水。

本发明实施例的能量储存系统，通过将光伏、风机等所产生的电能，驱动空化发生器，转换为液体热能，高温液体通过水泵循环至混水器，通过温敏传感器混合一定比例的冷水，达到设定温度后，输运至室内，供应建筑物内的暖气。

另外，根据本发明上述实施例的能量储存系统还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：逆变器；

所述逆变器分别与所述光伏组件和所述风力发电机组相连接，用于将所述光伏组件和所述风力发电机组转化的直流电转换为交流电，为所述水泵和所述空化发生器提供电能。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：温度控制器；

所述温度控制器与所述混水器相连接，将所述混水器中水的温度调整至所述温度控制器设定温度，输运至目标设备以供应建筑物内的暖气。

进一步地，在本发明的一个实施例中，温敏传感器；

所述温敏传感器设置与所述混水器中，用于通过所述温敏传感器混合一定比例的冷水，将所述混水器中水的温度调整至所述设定温度。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述水泵提供的所述常温水在动能作用下流经所述空化发生器，所述空化发生器内部表面产生真空负压，使所述常温水达到沸点产生大量气泡，在水压的作用下，所述大量气泡经过撞击急剧爆裂，相互摩擦，形成冲击波释放能量，从而使所述常温水温度升高。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种能量储存系统的控制方法，包括：通过光伏组件将太阳能转化为电能，以及通过风力发电机组将风能转化为电能；通过控制器为水泵提供电能，以控制所述水泵工作为空化发生器提供常温水；通过所述空化发生器将所述常温水的水温进行升高后存储在混水器。

本发明实施例的能量储存系统的控制方法，通过将光伏、风机等所产生的电能，驱动空化发生器，转换为液体热能，高温液体通过水泵循环至混水器，通过温敏传感器混合一定比例的冷水，达到设定温度后，输运至室内，供应建筑物内的暖气。

另外，根据本发明上述实施例的能量储存系统的控制方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：

通过逆变器将所述光伏组件和所述风力发电机组转化的直流电转换为交流电，为所述水泵和所述空化发生器提供电能。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：

通过温度控制器将所述混水器中水的温度调整至所述温度控制器设定温度，输运至目标设备以供应建筑物内的暖气，其中，所述温度控制器与所述混水器相连接。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：

通过温敏传感器混合一定比例的冷水，将所述混水器中水的温度调整至所述设定温度，其中，所述温敏传感器设置与所述混水器中。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述水泵提供的所述常温水在动能作用下流经所述空化发生器，所述空化发生器内部表面产生真空负压，使所述常温水达到沸点产生大量气泡，在水压的作用下，所述大量气泡经过撞击急剧爆裂，相互摩擦，形成冲击波释放能量，从而使所述常温水温度升高。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的能量储存系统结构框图；

图2为根据本发明一个实施例的能量储存系统结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的能量储存系统的控制方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的能量储存系统及其控制方法。

首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的能量储存系统。

图1为根据本发明一个实施例的能量储存系统结构框图。

如图1所示，该能量储存系统包括：光伏组件100，风力发电机组200、控制器300、水泵400、空化发生器500和混水器600。

其中，能量生成装置，包括光伏组件100和风力发电机组200，光伏组件100用于将太阳能转化为电能，以及风力发电机组200用于将风能转化为电能；

能量转化装置，包括：控制器300、水泵400和空化发生器500；

控制器300与水泵400相连接，用于为水泵400提供电能，以控制水泵工作为空化发生器提供常温水；

空化发生器500分别与水泵400和混水器600相连接，用于将常温水的水温进行升高后存储在混水器；

能量储存装置，包括：混水器600，用于存储空化发生器500反应后温度升高的水。

该系统将电能转换为液体内能进行能量的储存、输运和释放。

进一步地，作为一个示例，光伏组件100采用分布式光伏，可以设置在建筑物表面，也可以设置在其它光照的位置。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：逆变器700。

需要说明的是，光伏组件和风力发电机组将太阳能和风能转化为直流电供整个能量储存系统使用，在能量储存系统的组成构件中，部分构件使用直流电，另一部分构件使用交流电，通过逆变器可进行直流电与交流电的转换，以供整个能量储存系统的正常运行。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：温度控制器；

温度控制器与混水器相连接，将混水器中水的温度调整至温度控制器设定温度，输运至目标设备以供应建筑物内的暖气。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：温敏传感器；

温敏传感器设置与混水器中，用于通过温敏传感器混合一定比例的冷水，将混水器中水的温度调整至设定温度。

具体地，如图2所示，通过逆变器和控制器，将电力接入水泵和空化发生器中，驱动水泵将水压入空化发生器，空化发生器高速运转，将常温水直接转变高温热水，通入混水器中，混水器在温控器的设定下，释放60摄氏度的热水，供应建筑体的采暖，其中，温度可以通过用户的需要自主进行设定，混水器中的高温水除了供应建筑体采暖外还可以用于其它方面，比如通过净化后用于家庭洗浴或饮用。

可以理解的是，本发明实施例的系统利用空化效应，将电能转换为液体内能。当液体在动能作用下高速流经“空化发生器”时，在其内部表面产生接近真空的负压，使液体达到沸点而产生大量的微小气泡，在周围水压的作用下，气泡经过撞击，内部急剧爆裂、相互摩擦，形成强大冲击波释放出巨大能量，从而使液体变热。太阳能、风能等可以通过此种方式储存起来，供室内外加热、采暖等方面的需要，从而使电能转换为液体内能进行能量的储存、输运和释放。

根据本发明实施例提出的能量储存系统，通过将光伏、风机等所产生的电能，驱动空化发生器，转换为液体热能，高温液体通过水泵循环至混水器，通过温敏传感器混合一定比例的冷水，达到设定温度后，输运至室内，供应建筑物内的暖气，形成一种能源自给系统，利用太阳能、风能等新能源实现建筑体的能源自给，达到零排放建筑的目标，通过白天日照所产生的电能，满足整个建筑体的能源需求，实现了将电能转换为液体内能进行能量的储存、输运和释放。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的能量储存系统的控制方法。

图3为根据本发明一个实施例的能量储存系统的控制方法的流程图。

如图3所示，该能量储存系统的控制方法包括以下步骤：

在步骤s101中，通过光伏组件将太阳能转化为电能，以及通过风力发电机组将风能转化为电能。

在步骤s102中，通过控制器为水泵提供电能，以控制水泵工作为空化发生器提供常温水。

在步骤s103中，通过空化发生器将常温水的水温进行升高后存储在混水器。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：

通过逆变器将光伏组件和风力发电机组转化的直流电转换为交流电。

进一步地，在本发明的一个实施例中，光伏组件为分布式光伏，安装于建筑物表面。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：

通过温度控制器将混水器中水的温度调整至温度控制器设定温度，输运至目标设备以供应建筑物内的暖气，其中，温度控制器与混水器相连接。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：

通过温敏传感器混合一定比例的冷水，将混水器中水的温度调整至设定温度，其中，温敏传感器设置与混水器中。

进一步地，在本发明的一个实施例中，水泵提供的常温水在动能作用下流经空化发生器，空化发生器内部表面产生真空负压，使常温水达到沸点产生大量气泡，在水压的作用下，大量气泡经过撞击急剧爆裂，相互摩擦，形成冲击波释放能量，从而使常温水温度升高。

需要说明的是，前述对方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的能量储存系统的控制方法，通过将光伏、风机等所产生的电能，驱动空化发生器，转换为液体热能，高温液体通过水泵循环至混水器，通过温敏传感器混合一定比例的冷水，达到设定温度后，输运至室内，供应建筑物内的暖气，形成一种能源自给系统，利用太阳能、风能等新能源实现建筑体的能源自给，以构建低碳建筑的目标，通过可再生能源所产生的电能，满足整个建筑体的能源需求，实现了将电能转换为液体内能进行能量的储存、输运和释放。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。