申请/专利权人：湖南大学

申请日：2024-04-16

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN118057705B

主分类号：H02J15/00

分类号：H02J15/00;H02J3/24;H02J3/32;H05K7/20;F25B1/00;F28D20/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2024.06.07#实质审查的生效;2024.05.21#公开

摘要：本发明公开一种基于风光消纳的蒸汽循环卡诺电池储能及冷电联供系统，涉及风光电储能技术领域。在卡诺电池充电过程，蒸汽压缩式制冷循环单元将风电系统未消纳的电能转化为冷量，并通过蒸发器将冷量储存于储冷单元中；储热单元储存光热热源提供的热能；在卡诺电池放电过程，储热单元通过释热换热器释放热能；有机朗肯循环单元利用储热单元释放的热能进行有机朗肯循环发电；储冷单元通过热电转换工质冷凝器对有机朗肯循环膨胀做功之后的循环工质进行冷却；在供冷过程，储冷单元还释放冷量对数据中心设备进行冷却。本发明能够实现平抑电网波动，促进新能源消纳，同时为数据中心设备提供循环冷却。

主权项：1.一种基于风光消纳的蒸汽循环卡诺电池储能及冷电联供系统，其特征在于，包括：蒸汽压缩式制冷循环单元、储冷单元、有机朗肯循环单元和储热单元；所述蒸汽压缩式制冷循环单元与所述储冷单元之间设置有蒸发器；所述储冷单元与所述有机朗肯循环单元之间设置有热电转换工质冷凝器；所述有机朗肯循环单元与所述储热单元之间设置有释热换热器；在卡诺电池充电过程，所述蒸汽压缩式制冷循环单元用于将风电系统未消纳的电能转化为冷量，并通过所述蒸发器将冷量储存于所述储冷单元中；所述储热单元用于储存光热热源提供的热能；在卡诺电池放电过程，所述储热单元用于通过所述释热换热器释放热能；所述有机朗肯循环单元用于利用所述储热单元释放的热能进行有机朗肯循环发电；所述储冷单元用于通过所述热电转换工质冷凝器对有机朗肯循环膨胀做功之后的循环工质进行冷却；在供冷过程，所述储冷单元还用于释放冷量对数据中心设备进行冷却；所述蒸汽压缩式制冷循环单元包括：电机、压缩机、冷电转换工质冷凝器、膨胀阀、水泵、冷却塔、空气热汇入口和空气热汇出口；所述电机通过轴与所述压缩机的入口相连，所述压缩机的出口与所述冷电转换工质冷凝器的放热侧入口相连，所述冷电转换工质冷凝器的放热侧出口与所述膨胀阀的入口相连，所述膨胀阀的出口与所述蒸发器的吸热侧入口相连，所述蒸发器的吸热侧出口与所述压缩机的入口相连；所述冷电转换工质冷凝器的吸热侧出口与所述水泵的入口相连，所述水泵的出口与所述冷却塔的入口相连，所述冷却塔的出口与所述空气热汇入口相连，所述空气热汇出口与所述冷电转换工质冷凝器的吸热侧入口相连；所述储冷单元包括：高温储冷罐、低温储冷罐、第一循环泵、第二循环泵、第一供冷泵和数据中心冷却模块；在对有机朗肯循环膨胀做功之后的循环工质进行冷却时，所述第一循环泵的出口与所述低温储冷罐的入口相连，所述低温储冷罐的出口与所述热电转换工质冷凝器的吸热侧入口相连，所述热电转换工质冷凝器的吸热侧出口与所述第二循环泵的入口相连，所述第二循环泵的出口与所述高温储冷罐的入口相连，所述高温储冷罐的出口与所述蒸发器的放热侧入口相连，所述蒸发器的放热侧出口与所述第一循环泵的入口相连；在对数据中心设备进行冷却时，所述第一循环泵的出口与所述低温储冷罐的入口相连，所述低温储冷罐的出口与所述第一供冷泵的入口相连，所述第一供冷泵的出口与所述数据中心冷却模块的吸热侧入口相连，所述数据中心冷却模块的吸热侧出口与所述高温储冷罐的入口相连，所述高温储冷罐的出口与所述蒸发器的放热侧入口相连，所述蒸发器的放热侧出口与所述第一循环泵的入口相连；所述数据中心冷却模块包括：储冷换热器、第二供冷泵、数据中心设备冷却入口和数据中心设备冷却出口；所述数据中心设备冷却出口与所述第二供冷泵的入口相连，所述第二供冷泵的出口与所述储冷换热器的放热侧入口相连，所述储冷换热器的放热侧出口与所述数据中心设备冷却入口相连；所述数据中心冷却模块的吸热侧入口为所述储冷换热器的吸热侧入口，所述数据中心冷却模块的吸热侧出口为所述储冷换热器的吸热侧出口；所述有机朗肯循环单元包括：发电机、膨胀机和工质泵；所述工质泵的出口与所述释热换热器的吸热侧入口相连，所述释热换热器的吸热侧出口与所述膨胀机的入口相连，所述膨胀机的出口与所述热电转换工质冷凝器的放热侧入口相连，所述热电转换工质冷凝器的放热侧出口与所述工质泵的入口相连；所述膨胀机的出口还与所述发电机通过轴相连；所述储热单元包括：高温储热罐、低温储热罐、第三循环泵、第四循环泵和光热热源模块；所述第四循环泵的出口与所述高温储热罐的入口相连，所述高温储热罐的出口与所述释热换热器的放热侧入口相连，所述释热换热器的放热侧出口与所述第三循环泵的入口相连，所述第三循环泵的出口与所述低温储热罐的入口相连，所述低温储热罐的出口与所述光热热源模块的吸热侧入口相连，所述光热热源模块的吸热侧出口与所述第四循环泵的入口相连；所述光热热源模块包括：储热换热器、供热泵、光热热源入口和光热热源出口；所述光热热源出口与所述供热泵的入口相连，所述供热泵的出口与所述储热换热器的放热侧入口相连，所述储热换热器的放热侧出口与所述光热热源入口相连；所述光热热源模块的吸热侧入口为所述储热换热器的吸热侧入口，所述光热热源模块的吸热侧出口为所述储热换热器的吸热侧出口。

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百度查询： 湖南大学 基于风光消纳的蒸汽循环卡诺电池储能及冷电联供系统

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