本技术涉及海洋蓄能系统。
背景技术:
1、陆地已经被人类开发,未来人类发展将走向太空和海洋,相对于太空,海洋离人类更近,人类在开发海洋方面已经有了很多成就,比如围海造陆、滩涂利用、海洋养殖、跨海架桥、海洋资源开发等,现在海洋能开发利用,如海上风能、太阳能利用等都是现阶段科学研究的重要领域,未来随着科学技术的发展,海洋将为人类提供巨大的清洁能源。
2、海上风能及太阳能都存在间歇性,并网发电后会对电网造成冲击,因此需要配备蓄能设施,以提高其供电质量。
3、公开号为wo2021/207588a1的pct申请公开了一种水底抽水蓄能技术,其利用水泵将储能舱中的水排出,仅存储了重力势能,且其采用的半球型储水舱成本高。
技术实现思路
1、本实用新型所要解决的技术问题是,针对现有水底电源侧蓄能系统只能储存重力势能的不足,本实用新型提供一种能结合水能发电及压缩空气能发电,并能存储重力势能及空气势能的海洋蓄能系统。
2、为解决上述技术问题,本实用新型采用了如下技术方案:
3、一种海洋蓄能系统,包括水面平台,所述水面平台内搭载压缩空气蓄能子系统,所述水面平台下方的水底布置水轮发电子系统,所述压缩空气蓄能子系统包括压缩空气设施、透平发电设施,所述水轮发电子系统包括储能舱、水轮发电机舱,所述储能舱上设置空气排空口、高压空气入口、高压空气出口及进出水口,所述水轮发电机舱内布置水轮发电机,所述水轮发电机的入水口与水源连通,所述水轮发电机的出水口连通所述储能舱的进水口,且所述空气排空口经第一管道及第一阀门连通水面浮子,所述高压空气入口经第二管道及第二阀门连通所述压缩空气设施的出气口,同时所述高压空气出口经第三管道及第三阀门连接所述透平发电设施的进气口。
4、本实用新型通过水轮发电机可实现水能发电,通过透平发电设施可实现压缩空气能发电,在发电过程中通过压缩空气设施产生压缩空气将储能舱中水排除,在排水过程中,压缩空气在水压的作用下,可以达到更高的压力,故本实用新型储能舱不仅能存储重力势能,还存储了更多的空气势能。
5、优选地,所述水面平台为浮潜式平台。水面平台正常工作时漂浮于水面,遇到恶劣水况可下潜至一定深度,规避灾害性海浪的冲击,
6、优选地,所述水轮发电机舱上设置所述水轮发电机的入水口,所述入水口设置拦污栅,以避免杂物进入水轮发电机,影响水轮发电机的动作。
7、优选地,所述水轮发电机的进水管上设置第四阀门,所述水轮发电机的出水管上设置第五阀门,以便对水轮发电机的工作状态进行控制。
8、优选地,所述储能舱分为多节,各节之间首尾嵌套连接成环形,使结构稳定性很好。
9、优选地,所述水轮发电机的输出电缆经第二配电设施、第一配电设施连接电网。
10、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
11、1、本实用新型储能系统结合了水能发电及压缩空气储能发电两种技术,且两者共用储能舱,降低了储能系统的总体投资。
12、2、本实用新型通过压缩空气设施产生压缩空气将储能舱中水排除,在排水过程中,压缩空气在水压的作用下,可以达到更高的压力,故本实用新型储能舱不仅能存储重力势能,还存储了更多的空气势能。
13、3、一般抽水蓄能系统一般需配备水泵-水轮发电机,但本实用新型结合了抽水蓄能及压缩空气储能技术,仅需配备水轮发电机就可实现发电,储能工况则利用高压空气排水,简化了系统,可节省总体投资、简化运维方式及节省运营成本。
14、4、本实用新型在海底利用压缩空气蓄能发电,在同样容积下利用水压可以存储更多压缩空气,比常规压缩空气储能设施成本更低。
15、5、本实用新型压缩空气储能子系统搭载在浮潜式漂浮平台上,可以规避恶劣海况。
16、6、本实用新型储能舱分为多节,各节之间首尾嵌套相连后搭建成整体储能库,不仅整体结构稳定性很好,而且相对wo2021/207588a1采用的半球形储水舱的制备成本更低。
1.一种海洋蓄能系统,包括水面平台(1),其特征在于:所述水面平台内搭载压缩空气蓄能子系统,所述水面平台下方的水底布置水轮发电子系统,所述压缩空气蓄能子系统包括压缩空气设施(2)、透平发电设施(3),所述水轮发电子系统包括储能舱(7)、水轮发电机舱(8),所述储能舱上设置空气排空口、高压空气入口、高压空气出口及进出水口,所述水轮发电机舱内布置水轮发电机(12),所述水轮发电机的入水口与水源连通,所述水轮发电机的出水口连通所述储能舱的进出水口,且所述空气排空口经第一管道(17)及第一阀门(18)连通水面浮子(22),所述高压空气入口经第二管道(23)及第二阀门(19)连通所述压缩空气设施(2)的出气口,同时所述高压空气出口经第三管道(21)及第三阀门(20)连接所述透平发电设施(3)的进气口。
2.根据权利要求1所述海洋蓄能系统,其特征在于,所述水面平台为浮潜式平台。
3.根据权利要求1所述海洋蓄能系统,其特征在于,所述水轮发电机舱上设置所述水轮发电机的入水口,所述入水口设置拦污栅(9)。
4.根据权利要求1所述海洋蓄能系统,其特征在于,所述水轮发电机的进水管上设置第四阀门,所述水轮发电机的出水管上设置第五阀门。
5.根据权利要求1所述海洋蓄能系统,其特征在于,所述储能舱分为多节,各节之间首尾嵌套连接成环形。
6.根据权利要求1所述海洋蓄能系统,其特征在于,所述水轮发电机的输出电缆经第二配电设施(15)、第一配电设施(5)连接电网。