CN219918506U - 发电***以及沙子储热装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种发电***，包括新能源电站、供电装置和沙子储热装置，其中，沙子储热装置包括：储热机构，蒸汽发生机构和发电机构。储热机构包括储存有沙子的储存罐，以及设置在储存罐内的加热组件，加热组件产生的热量传递至沙子中进行储存；蒸汽发生机构将沙子内储存的热量转化为蒸汽；发电机构通过蒸汽产生电能。本公开的发电***，实现了利用沙子作为储热材料进行储能。沙子具有易于获得、安全无毒、化学性质稳定和易于操作的优点，且沙子的储热温度可达1000摄氏度以上，储热能量很高。此外，沙子价格低廉，可以降低储热设备的成本。并且本公开中的沙子不用流动，只存在热储罐中，节省了泵送高温熔融介质的一系列配套设备的投资及运营成本。

Description

发电***以及沙子储热装置

技术领域

本公开涉及储能发电技术领域，特别涉及一种发电***；本公开还涉及一种沙子储热装置。

背景技术

一般光伏电站发电量在白天光照强时会出现峰值，此时发电量大于用电量，如果用不完的电量不储存下来，就要弃掉，否则会对电网造成冲击。为防止出现弃风弃光现象，国家规定大型新能源电站必须配备储能***，用来调节能量供需在时空和强度上不匹配。

目前应用最多的储能有电化学储能、抽水蓄能、空气压缩储能等，投资成本高，而光热发电存在转换效率低、投资大等问题。光热发电使用的储热传热介质有水、空气、导热油和熔盐，其中，熔盐具有工作温度高、使用温度范围广、传热能力强、***压力小、经济性较好等一系列的优点，目前已成为传热和储热介质的首选。但是常见熔盐中，氟化物成本较高，材料的热稳定性较差并且具有毒性；氯化物腐蚀性较高；碳酸盐具有较高的粘度和易分解性；硝酸盐腐蚀性相对较低，但其使用温度范围为260～550℃，只适合作为中高温传热蓄热材料，无法满足更高温度的储热要求。

实用新型内容

本公开为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种发电***及沙子储热装置。

根据本公开的第一方面，提供了一种发电***，包括新能源电站、供电装置和沙子储热装置，所述沙子储热装置包括：

储热机构，所述储热机构包括储存有沙子的储存罐，以及设置在所述储存罐内的加热组件；所述加热组件产生的热量被配置为传递至沙子中进行储存；

蒸汽发生机构，所述蒸汽发生机构被构造为用于将沙子内储存的热量转化为蒸汽；

发电机构，所述发电机构被构造为通过所述蒸汽产生电能。

在本公开的一个实施例中，所述加热组件被配置为由所述新能源电站进行供电。

在本公开的一个实施例中，所述新能源电站被配置为利用发电高峰时多余电力对所述加热组件进行供电。

在本公开的一个实施例中，所述沙子储热装置还包括热传导部件，所述热传导部件被构造为将沙子内储存的热量传递给所述蒸汽发生机构。

在本公开的一个实施例中，所述发电机构包括汽轮机，所述汽轮机能被所述蒸汽驱动旋转。

在本公开的一个实施例中，所述发电机构还包括发电机，所述发电机被所述汽轮机带动，将动能转化为电能。

在本公开的一个实施例中，所述新能源电站发电产生的电能被输送至所述供电装置以对外界提供电力；所述发电机构产生的电能被输送至所述供电装置以对外界提供电力。

在本公开的一个实施例中，所述沙子储热装置被构造为在新能源电站的供应能力不足时向所述供电装置供电。

在本公开的一个实施例中，所述供电装置为光伏电站。

根据本公开的第二方面，还提供了一种沙子储热装置，包括：

储热机构，所述储热机构包括储存有沙子的储存罐，以及设置在所述储存罐内的加热组件；所述加热组件产生的热量被配置为传递至沙子中进行储存；

蒸汽发生机构，所述蒸汽发生机构被构造为用于将沙子内储存的热量转化为蒸汽；

发电机构，所述发电机构被构造为通过所述蒸汽产生电能。

本公开的一个有益效果在于，实现了利用沙子作为储热材料进行储能。沙子具有易于获得、安全无毒、化学性质稳定和易于操作的优点，且沙子的储热温度可达1000摄氏度以上，储热能量很高。此外，沙子价格低廉，可以降低储热设备的成本。并且本公开中的沙子不用流动，只存在热储罐中，节省了泵送高温熔融介质的一系列配套设备的投资及运营成本。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开发电***的示意图。

图1中各组件名称和附图标记之间的一一对应关系如下：

1、供电装置，2、沙子储热装置，21、储热机构，211、储存罐，212、加热组件，22、蒸汽发生机构,23、发电机构，231、汽轮机，232、发电机，24、热传导部件，3、新能源电站。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

本公开提供了一种发电***，包括新能源电站、供电装置和沙子储热装置。其中，沙子储热装置包括储热机构、蒸汽发生机构和发电机构。储热机构包括储存罐和加热组件。储存罐内装有沙子，加热组件能给储存罐内的沙子加热。加热组件释放的热量会储存在沙子中。蒸汽发生机构能利用沙子内储存的热量给水加热，产生蒸汽。发电机构能通过蒸汽产生电能。

这样就实现了用沙子作为储热介质进行能量转换。沙子的熔点高达1650(±50)℃，相比目前常用的熔盐储热介质，沙子可以满足更高的储热要求。而且沙子还具有易于获得、安全无毒、化学性质稳定和易于操作的优点。此外，沙子价格低廉，可以降低储热设备的成本。并且本公开中的沙子不用流动，只存在热储罐中，节省了泵送高温熔融介质的一系列配套设备的投资及运营成本。

在本公开的一个实施方式中，新能源电站为光伏电站。光伏电站白天的发电量远大于晚上，但晚上的用电需求却远大于白天，存在电量供需在时空和强度上不匹配的问题，需要配备储能装置。储能装置能将发电高峰时的多余电量转化为热量储存起来，并在光伏电站供电能力不足的时候释放储存的热量，为供电装置供电，起到为电网削峰填谷的作用，保障电网的稳定。新能源电站也可以是其他类型的新能源发电站，如风能发电站或潮汐能发电站。

下面结合附图1对本公开的技术方案进行详尽的描述。

如图1所示，本公开提供的发电***包括新能源电站3、供电装置1和沙子储热装置2。新能源电站3可以是光伏电站、生物质能电站、风能电站、地热能电站、波浪能电站、洋流能电站或潮汐能电站。而当新能源电站3的发电量大于用电量的时候，也就是发电高峰的时候，需要将多余的电量通过沙子储热装置2进行储存，以便在用电量大于发电量的时候可以启用存起来的电量满足供电需求。

本公开的沙子储热装置2包括储热机构21、蒸汽发生机构22和发电机构23。

其中，储热机构21包括储存罐211和加热组件212。储存罐211内装有沙子，加热组件212位于储存罐211内，这使得加热组件212在通电的时候可以将自身产生的热量传递给沙子，并通过沙子对热量进行储存。

沙子的熔点高达1650(±50)℃，很适合作为一种储热介质。相比于目前广泛应用的熔盐储热介质(储热温度范围为260～550℃)，沙子可以满足更高的储热需求，储热温度达1000℃以上时仍然不会呈现熔融状态，高温沙子在储存罐211内不需要流动，减少了使高温熔融态物质流动的设备和能量损耗，节约了成本。

在本公开的一个实施方式中，加热组件212可以是一种电阻元器件，能将电能转化为热量。加热组件212可以与新能源电站3通过电线连接，使得可以由新能源电站3对加热组件212提供电能。

在本公开的一个实施方式中，当新能源电站3在发电高峰产生了多余电力的时候，多余电力将对加热组件212进行供电，加热组件212发热，从而加热储存罐211中的沙子。这样就实现了利用沙子作为储热介质对新能源电站3中的多余电能进行储存。

储热机构21中储存的热量能将蒸汽发生机构22中的水加热至蒸汽状态。蒸汽发生机构22产生的蒸汽能驱动发电机构23产生电能。这样就实现了释放储存在沙子储热装置2中的热量，并将热量转化为电能。

在本公开的一个实施方式中，沙子储热装置2还包括热传导部件24。热传导部件24可以是一种连接管路，能将储存罐211内沙子储存的热量传导至蒸汽发生机构22，使蒸汽发生机构22利用这些热量产生蒸汽。

在本公开的一个实施方式中，发电机构23包括汽轮机231。汽轮机231可以被蒸汽发生机构22产生的蒸汽驱动旋转。

在本公开的一个实施方式中，发电机构23还包括发电机232。旋转的汽轮机231能带动发电机232发电，从而产生电能，实现发电。

在本公开的一个实施方式中，新能源电站3发电产生的电能被输送至供电装置1以对外界提供电力，发电机构23中的发电机232可以与供电装置1通过电线连接，使得发电机232产生的电能会通过电线输送至供电装置1以对外界提供电力。在本公开的一个实施方式中，在新能源电站3的用电量大于发电量的时候，也就是新能源电站3的供应能力不足时，需要由沙子储热装置2为供电装置1供电，以满足用电需求。蒸汽发生机构22可以在新能源电站3的供应能力不足时开始产生蒸汽，驱动发电机构23开始发电。发电机构23产生的电量可以输送至供电装置1，满足新能源电站3发电低谷时的供电需求。

在本公开的一个实施例中，新能源电站3为光伏电站。光伏电站通常会在白天光照强时出现峰值，此时的发电量大于用电量，需要将用不完的电量储存起来，在夜晚的发电低谷、用电高峰时再释放出储存的电量，起到为电网削峰填谷的作用。新能源电站3也可以是生物质能电站、风能电站、地热能电站、波浪能电站、洋流能电站或潮汐能电站，本公开对此不作限制。

在本公开的一个实施例中，还提供了一种沙子储热装置，包括储热机构、蒸汽发生机构和发电机构。储热机构包括储存有沙子的储存罐以及设置在储存罐内的加热组件，加热组件产生的热量会传递至沙子中进行储存。蒸汽发生机构能利用储热机构中储存的热量给水加热产生蒸汽，蒸汽会推动发电机构产生电能。本公开的沙子储热装置与上述实施例中描述的沙子储热装置完全相同，在此不再一一描述

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种发电***，其特征在于，包括新能源电站(3)、供电装置(1)和沙子储热装置(2)，所述沙子储热装置(2)包括：

储热机构(21)，所述储热机构(21)包括储存有沙子的储存罐(211)，以及设置在所述储存罐(211)内的加热组件(212)；所述加热组件(212)产生的热量被配置为传递至沙子中进行储存；

蒸汽发生机构(22)，所述蒸汽发生机构(22)被构造为用于将沙子内储存的热量转化为蒸汽；

发电机构(23)，所述发电机构(23)被构造为通过所述蒸汽产生电能。

2.根据权利要求1所述的发电***，其特征在于，所述加热组件(212)被配置为由所述新能源电站(3)进行供电。

3.根据权利要求2所述的发电***，其特征在于，所述新能源电站(3)被配置为利用发电高峰时多余电力对所述加热组件(212)进行供电。

4.根据权利要求1所述的发电***，其特征在于，所述沙子储热装置(2)还包括热传导部件(24)，所述热传导部件(24)被构造为将沙子内储存的热量传递给所述蒸汽发生机构(22)。

5.根据权利要求1所述的发电***，其特征在于，所述发电机构(23)包括汽轮机(231)，所述汽轮机(231)能被所述蒸汽驱动旋转。

6.根据权利要求5所述的发电***，其特征在于，所述发电机构(23)还包括发电机(232)，所述发电机(232)被所述汽轮机(231)带动，将动能转化为电能。

7.根据权利要求1所述的发电***，其特征在于，所述新能源电站(3)发电产生的电能被输送至所述供电装置(1)以对外界提供电力；所述发电机构(23)产生的电能被输送至所述供电装置(1)以对外界提供电力。

8.根据权利要求7所述的发电***，其特征在于，所述沙子储热装置(2)被构造为在所述新能源电站(3)的供应能力不足时向所述供电装置(1)供电。

9.根据权利要求1所述的发电***，其特征在于，所述新能源电站(3)为光伏电站。

10.一种沙子储热装置，包括：

储热机构(21)，所述储热机构(21)包括储存有沙子的储存罐(211)，以及设置在所述储存罐(211)内的加热组件(212)；所述加热组件(212)产生的热量被配置为传递至沙子中进行储存；

蒸汽发生机构(22)，所述蒸汽发生机构(22)被构造为用于将沙子内储存的热量转化为蒸汽；

发电机构(23)，所述发电机构(23)被构造为通过所述蒸汽产生电能。