一种太阳能-风能耦合的冷-电联产能源系统

1.本发明涉及新能源领域，特别是指一种太阳能-风能耦合的冷-电联产能源系统。


背景技术：

2.在我国，电力行业是当前碳排放的最主要来源，其碳排放占全部碳排放的1/3以上。因此，我国实现“双碳”目标的核心是构建以新能源发电为主体的新型电力系统，推进低碳、低能耗的电力系统设施建设，加强低碳、节能、清洁生产技术的推广应用，并配套相应的政策措施和市场化机制，实现能源结构的优化调整与能源供给的技术进步。
3.现阶段，在“双碳”背景下，单一清洁能源替代传统能源已经不能完全满足实际需求，以多能互补系统集成已成发展趋势。从能源结构来看，目前可再生能源与传统能源的“较量”已迎来拐点。在传统能源“减煤”“脱碳”的过程中，太阳能、空气能等清洁能源正强势突起。从实施结果看，这种
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多能互补推动传统能源转型，智慧解决方案让能源更清洁”的理念，已经成为降低我国的能源消耗与碳排放、解决新型城镇化发展中能源需求问题最有效的方式之一。


技术实现要素：

4.本发明为解决现有技术中存在的问题，提出一种太阳能-风能耦合的冷-电联产能源系统，利用太阳能和风能两种能源各自的优势,可以改善单一发电方式的不足,达到提升可再生能源综合利用提高效率的目的。
5.本发明的技术方案是这样实现的：一种太阳能-风能耦合的冷-电联产能源系统，包括：风力储能及供电系统、太阳能有机朗肯循环系统、供冷系统；所述风力储能及供电系统、所述太阳能有机朗肯循环系统、所述供冷系统之间相互连接；所述风力储能及供电系统为所述太阳能有机朗肯循环系统和所述供冷系统供电。
6.优选的，所述风力储能及供电系统由风力发电机一（1501）、风力发电机二（1502）、蓄电设备（16）组成，风力发电机一（1501）和风力发电机二（1502）串联，并通过线路连接蓄电设备（16）将电能储存至蓄电设备（16）中，蓄电设备（16）对太阳能有机朗肯循环系统和供冷系统中的工质泵一（201）、工质泵二（202）以及工质泵三（203）进行供能，蓄电设备（16）还与市电并网。
7.优选的，所述太阳能有机朗肯循环系统由太阳能集热器（1）、工质泵一（201）、换热器（3）、热罐（4）、膨胀机（5）、发电机（6）、冷凝器一（701）、三通管一（801）、工质泵二（202）依次连接，所述太阳能有机朗肯循环系统与所述供冷系统通过三通管一（801）和三通管二（802）耦合在一起。
8.优选的，所述供冷系统是由蒸发器（12）、冷库（13）、压缩机外壳（9）、压缩机（10）、冷凝器（702）、三通管二（802）、膨胀阀（11）、工质泵三（203）、冷罐（14）组成，蒸发器（12）、压缩机（10）、冷凝器（702）、三通管二（802）、膨胀阀（11）依次相连，三通管二（802）另一端还与
工质泵三（203）、冷罐（14）依次相连。
9.优选的，所述太阳能集热器（1）为槽式太阳能集热器。
10.本发明的有益效果是：本发明具有发电效率高、可持续稳定运行、清洁无污染的特点，与传统单一风力发电系统和单一太阳能发电系统相比：1、资源优势互补：采用太阳能耦合风能发电，减少了热电站在运行中效率降低的缺陷；利用风能来作为基础保障供给，减少了发电时的部分能源损耗，增加了能量利用效率；2、共享工质资源：太阳能热发电和蒸汽压缩制冷在运行中共同使用一种工质，减少了工质的损耗，提高了工质的利用率，在发电的同时又可对用户供冷；3、提高系统效率：太阳能可提高热发电中的工质参数，使进入汽轮机的蒸汽具有较高的作功能力，最终提高发电的效率；太阳能的输入还可减缓地热资源的消耗和品质衰减，从而延长其他资源的开采寿命，符合节能减排的要求，有利于环保；4、控制发电成本:本发明是把低资金消耗的风能和高投资的太阳能耦合在一起，可以很大程度上控制电力成本，同时本系统具有调峰性能,可满足电网调峰的需要，对于缓解电力供需矛盾和减少污染物排放具有显著效果。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.如图1所示一种太阳能-风能耦合的冷-电联产能源系统，包括：风力储能及供电系统、太阳能有机朗肯循环系统、供冷系统；风力储能及供电系统、太阳能有机朗肯循环系统、供冷系统之间相互连接；风力储能及供电系统为太阳能有机朗肯循环系统和供冷系统供电。
15.风力储能及供电系统由风力发电机一（1501）、风力发电机二（1502）、蓄电设备（16）组成，风力发电机一（1501）和风力发电机二（1502）串联并通过线路连接蓄电设备（16）将电能储存至蓄电设备（16）中，蓄电设备（16）对太阳能有机朗肯循环系统和供冷系统中的工质泵一（201）、工质泵二（202）以及工质泵三（203）进行供能，蓄电设备（16）还与市电并网，当两个风力发电机供能不足时，通过市电对三个工质泵进行供电。
16.太阳能有机朗肯循环系统由太阳能集热器（1）、工质泵一（201）、换热器（3）、热罐（4）、膨胀机（5）、发电机（6）、冷凝器一（701）、三通管一（801）、工质泵二（202）依次连接组成
有机朗肯循环，太阳能集热器（1）为槽式太阳能集热器，太阳能有机朗肯循环系统与供冷系统通过三通管一（801）和三通管二（802）耦合在一起。
17.太阳能有机朗肯循环系统通过管道将太阳能集热器（1）中的热工质送入有机朗肯循环中，首先在膨胀机（5）中做功，膨胀机（5）的输出轴功用于带动发电机（6）和供冷系统中的压缩机（10）工作，做完功的热工质进入冷凝器（701）中进行冷却，并经过三通管一（801）和工质泵二（202）进入换热器（3）与来自太阳能集热器（1）中的热工质进行换热，在一起进入热罐（4）中，再进行下次有机朗肯循环；热工质先进入压缩机外壳（9）中冷却做功后的压缩机（10）内，使压缩机（10）冷却后再进入蒸发器（12）中进行制冷,从三通管（801）中流出的冷却后的工质还能进入压缩机外壳进入压缩机外壳（9）中将做功的压缩机（10）冷却 。
18.供冷系统是由蒸发器（12）、冷库（13）、压缩机外壳（9）、压缩机（10）、冷凝器（702）、三通管二（802）、膨胀阀（11）、工质泵三（203）、冷罐（14）组成，蒸发器（12）、压缩机（10）、冷凝器（702）、三通管二（802）、膨胀阀（11）依次相连，三通管二（802）另一端还与工质泵三（203）、冷罐（14）依次相连。
19.太阳能有机朗肯循环系统与供冷系统通过三通管一（801）和三通管二（802）耦合在一起，其中：通过三通管一（801）将冷凝器一（701）中冷却的部分工质送入供冷系统进行制冷；三通管二（802）将冷凝器二（702）中冷却后的部分工质引入冷罐（14）中，随后流入太阳能有机朗肯循环系统中的太阳能集热器（1）。
20.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。