一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法与流程

本发明涉及储能，具体而言，尤其涉及一种液体下大型气体储能系统及方法。

背景技术：

1、目前能源使用需求在不同时段不同，能源产生的量无法根据使用需求进行调整，难以方便地进行各个时段能源使用的分配。为解决这样的问题常把能源储存起来以供调配，在电能调配问题方面尤为突出。

2、电能储能可采用电池储能和抽水蓄能等方式。

3、其中电池储能系统的容量是有限的，无法满足长时间、大规模的能源储存需求，建设和维护成本较高。电池材料的制造和组装需要耗费大量资源，存在寿命限制，每次充放电过程都会引起电池容量的损耗，随着时间的推移，电池的性能会逐渐下降，需要更换或进行维修。电池存在安全性风险，电池的生产和处理过程可能会对环境造成一定的影响。

4、抽水蓄能系统的建设成本较高。需要大规模的水库、输水管道、涡轮发电机组等设施，同时还需要考虑地质勘察、工程设计和施工等多个方面的成本。这使得抽水蓄能项目的投资回报周期较长。需要占用大片土地，可能涉及水域、山地和自然景观等。这可能对当地的生态环境和生物多样性产生一定的影响，例如水体的变化、植被破坏和生物栖息地的丧失等。

5、气体储能通常需要高压气罐的作为储能设备，其生产制造与维护维修的成本高昂。

技术实现思路

1、根据上述提出传统储能技术问题，而提供一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法及方法，避免了高压气罐的生产，降低了气体储能设备的生产成本，为设备提供低成本、长期稳定的储能服务。本发明采用的技术手段如下：

2、一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，其特征在于，包括增压泵气单元、气体储能装置和释能单元；

3、所述增压泵气单元包括依次连接的能源、能源转化单元和气体泵；

4、所述气体储能装置为不封闭气罐；所述不封闭指所述不封闭气罐底部（即放置后海拔最低处）不采用塑性材料封闭使其不能改变内部容积，也可称为排液口，所述不封闭处可设置液体检测装置检测是否存在液体，所述不封闭处气体可直接或采用隔膜间接接触气体，所述不封闭气罐可以为任意形状，所述不封闭气罐设有进气口和出气口，所述出气口设置在所述不封闭气罐顶部，所述出气口和所述进气口可采用所述不封闭气罐上设置的所述出气口位置使用特殊阀门实现进出气功能；

5、所述释能单元包括依次连接的气动马达、能源转化单元和设备；所述气体储能装置出气口通过连接至所述气动马达，所述气体储能装置与所述气动马达之间设置有出气口开关阀；所述释能单元用于将所述气体储能装置提供的气体的压力通过所述气动马达转换为机械能并驱动所述能源转化单元为所述设备供能。

6、进一步地，所述气体储能装置设置有固定装置，用于将所述气体储能装置固定。

7、进一步地，所述气动马达的输入口通过所述进气口开关阀与所述气体储能装置相连通；所述能源转化单元的输入端与所述气动马达的输出相连接；所述能源转化单元的输出口与所述设备相连接。

8、本发明还提供了一种液体下气体储能方法，采用了上述一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，包括储能过程和释能过程：储能过程用于将能源转化为压缩气体的压力能存储在气体储能装置中，具体包括以下过程：

9、能源提供给能源转化单元，将能源转化为能源转化单元输出的机械能，能源转化单元与气泵相连接，将机械能转化为气体的压力能，气泵泵出带有一定压力的气体经由打开的进气口开关阀进入气体储能装置内；气体进入气体储能装置后，气体开始压着液体向下，液体从所述不封闭处排出，气体持续进入气体储能装置内，直至能源耗尽或气体储能装置内气体从下方不封闭处排出，即液体全部排出，气体不再进入气体储能装置，储能过程结束；

10、释能过程用于将压缩气体的压力能转化为能源使用，具体包括以下过程：

11、气体储能装置内被压缩的压缩气体推动气体经由打开的进气口开关阀进入气体马达，将压缩气体的压力能转化为气动马达输出的机械能，气动马达的输出与能源转化单元连接，将机械能转化为能源，产生的能源设备使用。

12、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

13、1、本发明提供的一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法及方法，弥补传统的抽水储能设施需要的高昂建设成本的缺点，提供低成本、原位、大电量、长期稳定的供能服务。

14、2、本发明提供的一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，不需要使用高压气罐，可避免高压气罐带来的生产与维护成本和系统故障等不利情况发生。

15、3、本发明提供的一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，利用了液体密度大于气体的特性，将气体的压力转换为液面的抬升。

16、4、本发明提供的一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，可使用柔性隔膜将气体与压缩气体分隔开，可避免气体溶于水而造成需要液体下频繁补气。

17、基于上述理由本发明可在储能技术领域广泛推广。

技术特征：

1.一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，其特征在于，包括增压泵气单元、气体储能装置、释能单元和控制系统；所述增压泵气单元包括能源转化单元和气泵，用于将能源转化单元为机械能并驱动所述气泵向所述气体储能装置充气加压储能；所述气泵通过管路连接至所述气体储能装置出气口；所述气泵连接至所述气体储能装置之间设置有进气口开关阀；所述气体储能装置包括不封闭气罐；所述不封闭指所述不封闭气罐底部不采用塑性材料封闭，称为不封闭处或排液口，所述不封闭气罐底部即放置后海拔最低处，所述不封闭处可设置液体检测装置检测是否存在液体，所述不封闭气罐可以为任意形状，所述不封闭气罐设有进气口和出气口，所述出气口设置在所述不封闭气罐顶部，所述出气口和所述进气口可采用所述不封闭气罐上设置的所述出气口位置使用特殊阀门实现进出气功能；所述释能单元包括依次连接的气动马达和能源转化单元，用于将气体储能装置提供的气体的压力通过所述气动马达转换为机械能并驱动所述能源转化单元；所述气体储能装置通过出气口管路连接至所述气动马达，所述气体储能装置与所述气动马达之间设置有出气口开关阀。

2.根据权利要求1所述的一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，其特征在于，所述能源转化单元输入口与能源相连接，将能源转化为机械能提供驱动所述气泵工作；所述气泵的输出口通过所述进气口开关阀与所述气体储能装置进气口相连通；所述进气口开关阀用于控制所述气泵与所述气体储能装置的连通。

3.根据权利要求1所述的一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，其特征在于，所述气体储能装置设置有固定装置，用于将所述气体储能装置固定。

4.根据权利要求1所述的一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，其特征在于，所述气体储能装置底部的所述不封闭处可以采用隔膜封闭，不封闭特指不采用塑性材料封闭使其不能改变内部容积。

5.根据权利要求2所述的一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，其特征在于，所述气动马达的输入口通过所述出气口开关阀与所述气体储能装置出气口相连通；所述能源转化单元与所述气动马达的相连接；所述能源转化单元的输出口为所需设备供能。

6.一种液体下气体储能方法，其特征在于，采用了如权利要求1所述的一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，包括储能过程和释能过程：

7.根据权利要求1所述的一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，其特征在于，所述系统可以由多个装置编组成组，起到扩大储能容量等作用。

技术总结本发明提供一种无需高压气罐的液体下大型气体储能装置、系统及方法，所述储能系统包括：增压泵气单元，包括依次连接的能源转化单元和气泵；气体储能装置，气体储能装置为不封闭气罐；所述增压泵气单元用于将能源通过所述能源转化单元转化为机械能并驱动所述气泵向所述气体储能装置提供带有一定压力的气体；释能单元，包括依次连接的气动马达、能源转化单元和设备；所述释能单元用于将所述气体储能装置提供的气体的压力通过所述气动马达转换为机械能并驱动所述能源转化单元为所述设备供能。本发明提供了一种经济效益极高的能源储备方案。技术研发人员：陈晓炜受保护的技术使用者：陈晓炜技术研发日：技术公布日：2024/9/12