一种利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统的制作方法

本技术涉及储能，具体涉及一种利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统。

背景技术：

1、油井是为开采石油而按油田开发规划的布井系统所钻的孔眼，是石油开采过程中石油由井底上升到井口的通道。一般油井在钻达油层后，下入油层套管，并在套管与井壁间的环形空间注入油井水泥，以维护井壁和封闭油、气、水层，后按油田开发的要求用射孔枪射开油层，形成通道，下入油管，用适宜的诱流方法，将石油由油井井底上升到井口。

2、废弃油井也被称为报废井，废弃井分为“地质报废井”和“工程报废井”。其中，地质报废井的报废条件为：①完钻后未钻遇气层或钻遇情况差，不具有投产采气价值的探井；②钻井显示产能较高但不具备投产条件的井；③储集层物性差，试气证实不产气或低产低能，无论采用何种方式开采，产量低于经济极限的井；④达到废弃压力，无法利用的井；⑤失去检查、观察意义，且无其他利用价值的检查井。

3、除了废弃油井，在各类金属和非金属矿山开采中，也会形成大量的地下废弃空间。目前对于这些废弃井的一般处置方式是进行封堵，并未将其加以利用。随着废弃井数量的增多，如何有效利用地下空间，避免浪费，是一个日益突出的问题。

4、同时，随着中国工业现代化的飞速发展，工业用电负荷飞速增长；另一方面，随着人民生活水平的提升，商业和居民用电负荷也日益提升。然而，不管是工业用电，还是商业或居民用电，夜间的用电负荷明显低于日间用电负荷。日渐拉大的峰谷用电负荷差加剧了电力需求不平衡，从而对电网的稳定运行和电力的稳定供应造成了更为严重的冲击；因低谷电价格较低，如何充分利用低谷电，将低谷电能进行储存及有效利用，从而实现电网的削峰填谷，是当下亟待解决的问题。除了峰谷电差，我国每年由于地域原因造成大量的弃风、弃光，这些能量的浪费对于我国电能系统来说是不小的损失。

5、因此，亟需要提出一种能综合利用废弃井和低谷电和废弃电的储能系统。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的是提供一种利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，旨在解决现有的废弃井和低谷电得不到有效利用的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提出的利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，包括电解水装置；

3、所述电解水装置通过第一压缩部件与用于储存氢气的第一废弃井连通，所述电解水装置还通过第二压缩部件与用于储存氧气的第二废弃井连通；

4、所述电解水装置与低谷电供能系统电连接，低谷电供能系统用于在低谷电时段为电解水装置供电。

5、优选地，所述电解水装置设置有正电极、负电极、氢气收容腔和氧气收容腔，电解水装置形成用于收容电解液的收容空间；负电极用于在电解过程中生成氢气，氢气收容腔用于收集负电极生成的氢气，正电极用于在电解过程中生成氧气，氧气收容腔用于收容正电极生成的氧气；

6、所述氢气收容腔与所述第一压缩部件连通，所述氧气收容腔与所述第二压缩部件连通；所述正电极与所述负电极分别与所述低谷电供能系统电连接。

7、优选地，所述第一压缩部件与所述第一废弃井之间连通有第一热交换设备。

8、优选地，所述第二压缩部件与所述第二废弃井之间连通有第二热交换设备。

9、优选地，所述第一废弃井用于与用户氢气管网连通；所述第二废弃井用于与用户氧气管网连通。

10、优选地，所述第一废弃井通过第一阀门与第一加热系统连通，第一加热系统与第一汽轮机连接，所述第一汽轮机连接有第一发电机，所述第一汽轮机用于与所述用户氢气管网连通；所述第一阀门用于在用电高峰时开启，以使存储于所述第一废弃井的氢气向所述用户氢气管网输送。

11、优选地，所述第二废弃井通过第二阀门与第二加热系统连通，第二加热系统与第二汽轮机连接，所述第二汽轮机连接有第二发电机，所述第二汽轮机与所述用户氧气管网连通；所述第二阀门用于在用电高峰时开启，以使存储于所述第二废弃井的氧气向所述用户氧气管网输送。

12、优选地，所述第一加热系统为所述第一热交换设备，和/或所述第二加热系统为所述第二热交换设备。

13、优选地，所述第一发电机和/或所述第二发电机与所述低谷电供能系统电连接。

14、优选地，所述第一压缩部件和/或所述第二压缩部件与所述低谷电供能系统电连接。

15、本实用新型的技术方案中，在低谷电时段，通过低谷电供能系统作为电源对电解水装置供电，从而利用低谷电通过电解水反应制备得到氢气和氧气。其中，氢气通过第一压缩部件压缩后传输至用于储存氢气的第一废弃井，而氧气通过第二压缩部件压缩后传输至用于储存氧气的第二废弃井。废弃井用作氢气和氧气的储存装置，并且，废弃井由于为较深的出油通道，具有良好的气密性，废弃井的敞口可以做密封处理，本实用新型既能实现废弃井的再利用，无需额外设置其他储罐即可收容氢气和氧气，也能避免氢气和氧气收容过程中占用地面空间。进一步的，利用低谷电提供电解水的电能，还能实现低谷电的利用，实现了电能的削峰填谷。综上所述，本实用新型能提供一种综合利用废弃井和低谷电的储能系统。

技术特征：

1.一种利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，其特征在于，包括电解水装置；

2.根据权利要求1所述的利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，其特征在于，所述电解水装置设置有正电极、负电极、氢气收容腔和氧气收容腔，电解水装置形成用于收容电解液的收容空间；负电极用于在电解过程中生成氢气，氢气收容腔用于收集负电极生成的氢气，正电极用于在电解过程中生成氧气，氧气收容腔用于收容正电极生成的氧气；

3.根据权利要求1所述的利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，其特征在于，所述第一压缩部件与所述第一废弃井之间连通有第一热交换设备。

4.根据权利要求3所述的利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，其特征在于，所述第二压缩部件与所述第二废弃井之间连通有第二热交换设备。

5.根据权利要求4所述的利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，其特征在于，所述第一废弃井用于与用户氢气管网连通；所述第二废弃井用于与用户氧气管网连通。

6.根据权利要求5所述的利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，其特征在于，所述第一废弃井通过第一阀门与第一加热系统连通，第一加热系统与第一汽轮机连接，所述第一汽轮机连接有第一发电机，所述第一汽轮机用于与所述用户氢气管网连通；所述第一阀门用于在用电高峰时开启，以使存储于所述第一废弃井的氢气向所述用户氢气管网输送。

7.根据权利要求6所述的利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，其特征在于，所述第二废弃井通过第二阀门与第二加热系统连通，第二加热系统与第二汽轮机连接，所述第二汽轮机连接有第二发电机，所述第二汽轮机与所述用户氧气管网连通；所述第二阀门用于在用电高峰时开启，以使存储于所述第二废弃井的氧气向所述用户氧气管网输送。

8.根据权利要求7所述的利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，其特征在于，所述第一加热系统为所述第一热交换设备，和/或所述第二加热系统为所述第二热交换设备。

9.根据权利要求7所述的利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，其特征在于，所述第一发电机和/或所述第二发电机与所述低谷电供能系统电连接。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，其特征在于，所述第一压缩部件和/或所述第二压缩部件与所述低谷电供能系统电连接。

技术总结
本技术公开一种利用废弃井存储氢气和氧气的低谷电储能系统，包括电解水装置；电解水装置通过第一压缩部件与用于储存氢气的第一废弃井连通，电解水装置还通过第二压缩部件与用于储存氧气的第二废弃井连通；电解水装置与低谷电供能系统电连接，低谷电供能系统用于在低谷电时段为电解水装置供电。本技术提出的技术方案利用低谷电提供电解水的电能，实现低谷电的利用，并且利用废弃井用作氢气和氧气的储存装置，实现废弃井的再利用，无需在地面空间设置其他存储设备，从而，本技术能提供一种综合利用废弃井和低谷电的储能系统。

技术研发人员：易梅
受保护的技术使用者：西藏康盛能源开发有限公司
技术研发日：20230116
技术公布日：2024/1/11