CN102738905B - 整合自然能源的储能与供能*** - Google Patents

整合自然能源的储能与供能*** Download PDF

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Abstract

整合自然能源的储能与供能***，利用风力能与太阳能，驱动风力能源装置、热力循环***与太阳能源装置。将风力能与太阳能的能源转换成电能、热能以及冷能三种能源型式，分别经由储存电能装置、储存热能装置与储存冷能装置，储存电能、热能与冷能。依各项能源使用需求分别供给电能、热能与冷能，使构成电力能源网络、热能源网络与冷能源网络等三种能源储存与供应网络。主要目的系通过整合风力能与太阳能的两项自然能源，并搭配电能、热能与冷能储存装置与其供应能源方式，使构成区域或公用供电力、热能与冷能三项之能源网络。

Description

整合自然能源的储能与供能***
技术领域
本发明涉及一种整合自然能源储能与供能***。
背景技术
现有冷能供应与储存系使用公用电力驱动空调主机或冷冻主机与其***来达成；热能供应与储存系使用公用电力、燃料油、液态与天然瓦斯等能源驱动锅炉来达成；而使用风力能与太阳能等自然能源，大部分都应用于电能的供给与储存。虽有使用公用电力驱动热力循环***来达成冷能与热能的供应，也有使用太阳能来制造热能的供应与储存等，但都限于热力循环***或太阳能光热***的应用，而未能将其整合应用。尤其是整合风力能与太阳能来达成供给与储存电能、热能与冷能的应用***，而且又能与现有的电力、热能与冷能的***整合与应用。
由此可见，上述现有方式仍有诸多缺失，实非一良善的设计，而亟待加以改良。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种整合自然能源储能与供能***，通过整合风力能与太阳能，驱动风力能源装置、热力循环***与太阳能源装置，其主要目的是通过整合风力与太阳的两项自然能源，并搭配电能、热能与冷能储存装置与其供应能源方式，使构成区域或公用供电力、热能与冷能三项的能源网络。
达成上述发明目的的整合自然能源的储能与供能***：是利用风力能与太阳能，驱动风力能源装置、热力循环***与太阳能源装置。本发明是一种整合自然能源的储能与供能***，包含有电力能源网络、热能源网络、冷能源网络、风力能源装置、热力循环***、太阳能源装置、电能储存装置、热能储存装置、冷能储存装置、自然热能源库，其中：该电力能源网络是做为电力能源的储存与供给用途；热能源网络是做为热能源的储存与供给用途；冷能源网络是做为冷能源的储存与供给用途；风力能源装置，通过风力能驱动，经机械传动装置连接风力能发电装置与热力循环***；热力循环***，利用风力能经机械传动装置或电能驱动马达而产生热能与冷能；太阳能源装置，通过太阳能使光电转换装置产生电能；光热转换装置产生热能；电能储存装置，可储存通过风力能与太阳能所获得的电能；热能储存装置，可储存通过热力循环***与太阳能所获得的热能；冷能储存装置，可储存藉由热力循环***所获得的冷能；自然热能源库，做为吸收或释放冷、热能量的自然热能源库。此外，本发明将风力能与太阳能的能源转换成电能、热能以及冷能的能源型式，并将电能、热能与冷能等三种能源型式，分别经由储存电能装置、储存热能装置与储存冷能装置，储存电能、热能与冷能。再依各项能源使用需求分别供给电能、热能与冷能，使构成电力能源网络、热能源网络与冷能源网络等三种能源储存与供应网络，以符合环保节能减碳的需求。
本发明所提供的一种整合自然能源的储能与供能***，与其他现有技术相互比较时，更具备下列优点：
1.本发明所提供的电力能源网络、热能源网络、冷能源网络，将电能、热能与冷能等三种能源型式，分别经由储存电能装置、储存热能装置与储存冷能装置，储存电能、热能与冷能。再依各项能源使用需求分别供给电能、热能与冷能，使构成电力能源网络、热能源网络与冷能源网络等三种能源储存与供应网络，有效运用三能源网络可达到节能减碳效益；
2.本发明提供热力循环***，该热力循环***是利用驱动源经由动力链接装置，来驱动热力循环***的热力循环驱动设备，使热力循环***的制热装置制造热能，并储存于热能储存装置；另可使热力循环***的制冷装置制造冷能，并储存于冷能储存装置，可有效提升传统式冷、热节能应用***。
附图说明
图1为本发明整合自然能源的储能与供能***配置图；
图2为本发明电力能源网络配置图；
图3为本发明热能源网络配置图；
图4为本发明冷能源网络配置图；
图5为本发明风力能源***配置图；
图6为本发明热力循环***的驱动源配置图；
图7为本发明热力循环***的热能与冷能应用配置图；
图8为本发明热力循环***的其中一种自然热能源库配置；
图9为本发明热力循环***的另一种自然热能源库配置；
图10为本发明太阳能源装置配置图。
附图标记说明
1区域或公用供电***，
2电力接取单元，
3区域供给热能***，
4热能接取单元，
5区域供给冷能***，
6冷能接取单元，
11风力能，
12风力能源装置，
13传动装置，
14风力能发电装置，
15电力转换装置，
16电能储存装置，
17马达电源切换装置，
21热力循环***，
22动力链接装置，
23热力循环驱动设备，
24制热装置，
25节流装置，
26制冷装置，
27自然热能源库，
28马达，
29热能储存装置，
30冷能储存装置，
31太阳能，
32太阳能源装置，
33光热转换装置，
34光电转换装置，
41电力能源网络，
42热能源网络，
43冷能源网络。
具体实施方式
本发明是提供一整合自然能源的储能与供能***，实施方式请参阅下列图例说明。
首先，请参阅图1所示，为本发明整合自然能源的储能与供能***配置图。本发明的整合自然能源的储能与供能***，包含有：电力能源网络41，做为电力能源的储存与供给用途；热能源网络42，做为热能源的储存与供给用途；冷能源网络43，做为冷能源的储存与供给用途；风力能源装置12，通过风力能11驱动，经机械传动装置13连接风力能发电装置14与热力循环***21；热力循环***21，利用风力能11驱动风力能源装置12，并经由机械传动装置13再驱动动力链接装置22而産生热能与冷能。或经由电能输入马达28，驱动动力链接装置22而产生热能与冷能；太阳能源装置32，通过太阳能31使光电转换装置34产生电能；光热转换装置33产生热能；电能储存装置16，可储存通过风力能11与太阳能31所获的的电能；热能储存装置29，可储存通过热力循环***21与太阳能31所获的的热能；冷能储存装置30，可储存通过热力循环***21所获的的冷能；以及自然热能源库27，做为吸收或释放冷、热能量的自然热能源库27。整合自然能源的储能与供能***系利用风力能11与太阳能31，驱动风力能源装置12、热力循环***21与太阳能源装置32。并将风力能11与太阳能31的能源转换成电能、热能以及冷能的能源型式，并将电能、热能与冷能等三种能源型式，分别经由储存电能装置、储存热能装置与储存冷能装置，储存电能、热能与冷能。再依各项能源使用需求分别供给电能、热能与冷能，使构成电力能源网络41、热能源网络42与冷能源网络43等三种能源储存与供应网络。
请参阅图2所示，为本发明电力能源网络配置图。本发明的电力能源网络41系由电能储存装置16与区域或公用供电***1所组成。其中该电能储存装置16的电力输入来源有风力能发电装置14、光电转换装置34以及区域或公用供电***1，其中区域或公用供电***1的输入电力可于离峰、低价时段。电能储存装置的电力输出，可供应电力给热泵装置，或回馈、或售电给区域或公用供电***1。电能储存装置16是通过电力转换装置15做为电力输入与输出的界面。区域或公用供电***1利用电力接取单元2做为电力输出与输入的传输接口。
请参阅图3所示，为本发明热能源网络配置图。本发明的热能源网络42系由热力循环***21的制热装置24、热能储存装置29、太阳能源装置32的光热转换装置33与区域供给热能***3所组成。区域供给热能***3是通过热能接取单元4做为热能输出与输入的传递接口。其中热能储存装置29的热能输入来源有热力循环***21的制热装置24，或于离峰、低价时段由区域供给热能***3输入；输出供应端为区域供给热能***3。另外，热力循环***21的制热装置24可直接供应热能给区域供给热能***3。
请参阅图4所示，为本发明冷能源网络配置图。本发明的冷能源网络43是由热力循环***21的制冷装置26、冷能储存装置30与区域供给冷能***5所组成。区域供给冷能***5是通过冷能接取单元6做为冷能输出与输入的传递接口。其中冷能储存装置30的冷能输入(表示能量输出，获得冷能)来源为热力循环***21的制冷装置26，或于离峰、低价时段由区域供给冷能***5输入；输出供应端为区域供给冷能***5。另外，热力循环***21的制冷装置26可直接供应冷能给区域供给冷能***5。
请参阅图5所示，为本发明风力能源***配置图。本发明的风力能源装置12是利用风力能11，经传动装置13驱动风力能发电装置14，使产生电能并储存于电能储存装置16，另可经传动装置13链接热力循环***21的动力链接装置22，使热力循环***21运转。其中传动装置13可单独驱动风力能发电装置14与热力循环***21，或同时驱动风力能发电装置14与热力循环***21。
请参阅图6所示，为本发明热力循环***21的驱动源配置图。本发明的热力循环***21是利用一驱动源经由动力链接装置22，来驱动热力循环***21的热力循环驱动设备23，使热力循环***21的制热装置24制造热能，并储存于热能储存装置29；另可使热力循环***21的制冷装置26制造冷能，并储存于冷能储存装置30。其中驱动源有风力能11与马达28做为热力循环***21动力来源。而马达28的电力来源有电能储存装置16与区域或公用供电***1，可通过马达电源切换装置17做为二电力来源的切换。
请参阅图7所示，为本发明热力循环***21的热能与冷能应用配置图。本发明的热力循环***21通过制冷装置26与制热装置24，将冷能储存装置30内的能量或区域供给冷能***5的能量，转移到热能储存装置29或区域供给热能***3。热力循环***21将获得的热能与冷能储存于热能储存装置29与冷能储存装置30，或使区域供给热能***3与区域供给冷能***5获得供热能与供冷能。
请参阅图8与图9所示，为本发明热力循环***21的自然热能源库配置图。本发明的热力循环***21可通过制冷装置26将冷能储存装置30内的能量，经热力过程再将能量通过制热装置24转移到自然热能源库27，使冷能储存装置30获得冷能。相对的，另热力循环***21可通过制冷装置26将自然热能源库27的能量，经热力过程再将能量通过制热装置24转移到热能储存装置29，使热能储存装置29获得热能。其中自然热能源库27包含有大地、大气与水源等热能源库。
请参阅图10所示，为本发明太阳能源装置配置图。本发明的太阳能源装置32利用光电转换装置34与光热转换装置33，将太阳光能转换为电能与热能。并将电能储存于电能储存装置16；将热能储存于热能储存装置29。
上列详细说明是针对本发明之一可行实施例进行具体说明，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (18)

1.一种整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，包含有：
电力能源网络，用以电力能源的储存与供给；
热能源网络，用以热能源的储存与供给；
冷能源网络，用以冷能源的储存与供给；
风力能源装置，通过风力能驱动，经机械传动装置连接风力能发电装置与热力循环***；
热力循环***，利用风力能驱动风力能源装置，并经由传动装置驱动热力循环***的动力链接装置，来驱动热力循环***的热力循环驱动设备，或经由电能输入马达而驱动热力循环***的该动力链接装置，而令热力循环***的制热装置制造热能；另使热力循环***的制冷装置制造冷能；
太阳能源装置，通过太阳能使光电转换装置产生电能，光热转换装置产生热能；电能储存装置，储存通过风力能与太阳能获得的电能；
热能储存装置，储存通过热力循环***与太阳能所获得的热能；
冷能储存装置，储存通过热力循环***所获得的冷能；
自然热能源库，用以吸收或释放冷、热能量；
所述马达的电力来源是电能储存装置与区域或公用供电***，通过马达电源切换装置做为上述的电力来源的切换；
所述热力循环***通过制冷装置将冷能储存装置内的能量，经热力循环***将能量通过制热装置转移到该自然热能源库，使冷能储存装置获得冷能；相对的，另热力循环***通过制冷装置将自然热能源库的能量，经热力过程，将能量通过制热装置转移到热能储存装置，使热能储存装置获得热能；
利用风力能与太阳能，驱动风力能源装置、热力循环***与太阳能源装置，将风力能与太阳能的能源转换成电能、热能以及冷能的能源型式，并将电能、热能与冷能的能源型式，分别经由电能储存装置、热能储存装置与冷能储存装置，用以储存，依各项能源使用需求分别供给电能、热能与冷能，使构成电力能源网络、热能源网络与冷能源网络的能源储存与供应网络。
2.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述电力能源网络是由电能储存装置与区域或公用供电***所组成。
3.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述电能储存装置的电力输入来源是为风力能发电装置、光电转换装置以及区域或公用供电***。
4.如权利要求3所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述区域或公用供电***的电力于离峰、低价时段输入。
5.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述电能储存装置的电力输出，供应电力给热泵装置，或回馈、或售电给区域或公用供电***。
6.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述电能储存装置是通过电力转换装置做为电力输入与输出的界面。
7.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述热能源网络是由热力循环***的制热装置、热能储存装置、太阳能源装置的光热转换装置与区域供给热能***所组成。
8.如权利要求7所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述热能储存装置的热能输入来源是热力循环***的制热装置，或于离峰、低价时段由区域供给热能***输入；输出供应端为区域供给热能***。
9.如权利要求7所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述热力循环***的制热装置直接供应热能给区域供给热能***。
10.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述冷能源网络是由热力循环***的制冷装置、冷能储存装置与区域供给冷能***所组成。
11.如权利要求10所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述冷能储存装置的冷能输入来源是热力循环***的制冷装置，或于离峰、低价时段由区域供给冷能***输入；输出供应端为区域供给冷能***。
12.如权利要求10所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述热力循环***的制冷装置直接供应冷能给区域供给冷能***。
13.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述风力能源装置是利用风力能，经传动装置驱动风力能发电装置，使产生电能并储存于电能储存装置，另经传动装置链接热力循环***的动力链接装置，令热力循环***运转。
14.如权利要求13所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述传动装置单独驱动风力能发电装置与热力循环***或同时驱动风力能发电装置与热力循环***。
15.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述热力循环***通过制冷装置与制热装置，将冷能储存装置内的能量或区域供给冷能***的能量，转移到热能储存装置或区域供给热能***。
16.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述热力循环***将获得的热能与冷能，储存于热能储存装置与冷能储存装置，或使区域供给热能***与区域供给冷能***获得供热能与供冷能。
17.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述自然热能源库，更包含有大地、大气与水源热能源库。
18.如权利要求1所述的整合自然能源的储能与供能***，其特征在于，所述太阳能源装置利用光电转换装置与光热转换装置，将太阳光能转换为电能与热能，储存于电能储存装置与该热能储存装置。
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