Система и способ для распределения нагрузки импульсной возобновляемой энергии для электрической сети - заявка 2016149483 на патент на изобретение в РФ

ИЗМЕНЕННАЯ ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ,
ПРЕДЛОЖЕННАЯ ЗАЯВИТЕЛЕМ ДЛЯ РАССМОТРЕНИЯ
1. Система (100) для обеспечения энергии (1'', 1''') для энергияэнергосети (300), исходя из энергии (1), подаваемой возобновляемым источником (10) энергии, содержащая:
- блок (20) для получения H2 и N2 для получения водорода (4) и азота (5), где блок (20) для получения H2 и N2 функционирует за счет использования энергии (1'), подаваемой возобновляемым источником (10) энергии,
- блок (30) смесителя, сконфигурированный для приема и смешивания водорода (4) и азота (5), полученных блоком (20) для получения H2 и N2, с образованием водородно-азотной смеси (8),
- источник (40) NH3 для приема и обработки водородно-азотной смеси (8) для генерирования газовой смеси (9), содержащей NH3, причем источник (40) NH3 содержит сосуд (44) для хранения NH3, для хранения, по меньшей мере, части NH3 из газовой смеси (9), содержащей NH3,
- энергогенератор (200) на основе NH3, для генерирования энергии (1''') для энергосети (300), причем энергогенератор (200) на основе NH3 имеет жидкостное соединение с сосудом (44) для хранения NH3, для приема потока газа, содержащего NH3, из сосуда (44) для хранения NH3, и причем энергогенератор (200) на основе NH3 содержит камеру (201) сгорания, для сжигания полученного NH3 из потока газа, для генерирования энергии (1''') для энергосети (300),
причем система (100) дополнительно содержит:
- систему (80) впрыска водорода, для извлечения части водорода (H2) из ступени (21, 31) системы (100) и для добавления извлеченного водорода (H2) к потоку газа, подаваемому на энергогенератор (200) на основе NH3, причем система (80) впрыска водорода содержит систему (82) контроля водорода, для регулирования скорости потока водорода (H2) из системы (80) впрыска водорода к потоку газа, подаваемому на энергогенератор (200) на основе NH3, причем скорость потока определяют в соответствии с комплектом данных, который содержит информацию о текущих рабочих условиях энергогенератора на основе NH3, и который принимается системой контроля водорода.
2. Система (100) по п. 1, причем система (82) контроля водорода дополнительно предназначена для регулирования скорости потока водорода (H2) из ступени (21, 31), на которой часть H2 извлекают в систему (80) впрыска водорода.
3. Система (100) по п. 1 или п. 2, в которой регулирование с помощью системы (82) контроля водорода происходит на основе комплекта входных данных, который содержит информацию о текущих рабочих условиях в энергогенераторе (201) на основе NH3, и в котором рабочие условия включают в себя, по меньшей мере, одно из:
- состояния горения в камере (201) сгорания,
- скорости потока NH3 из сосуда (44) для хранения NH3,
- температуры в камере (201) сгорания,
- текущего химического состава газовой смеси в камере (201) сгорания, и/или
- текущего химического состава газообразных продуктов сгорания, полученных в энергогенераторе (200) на основе NH3.
4. Система (100) по любому из предыдущих п.п., содержащая аммиако-водородный смеситель (84), который имеет жидкостное соединение с сосудом (44) для хранения NH3, с энергогенератором (200) на основе NH3 и с системой (80) впрыска водорода, и которая сконфигурирована и установлена для приема и смешивания NH3, поступающего из сосуда (44) для хранения NH3, и водорода (H2), поступающего из системы (80) впрыска водорода, с образованием аммиако-водородной смеси, подаваемой на энергогенератор (200) на основе NH3.
5. Система (100) по любому из предыдущих п.п., в которой система (80) впрыска водорода содержит блок (85, 86) извлечения водорода, относящийся к ступени (21, 31) системы (100), из которого извлекают часть водорода (H2), причем блок (85, 86) извлечения водорода дает возможность регулировать часть водорода (H2), извлекаемого на ступени (21, 31).
6. Система (100) по любому из предыдущих п.п., в которой система (80) впрыска водорода содержит множество устройств (83) для регулирования течения водорода (H2) в системе (80) впрыска водорода и к потоку газа, подаваемому на энергогенератор (200) на основе NH3.
7. Система (100) по любому из предыдущих п.п., в которой блок (20) для получения H2 и N2 содержит:
- водородный электролизер (21) для получения водорода (4), причем водородный электролизер (21) сконфигурирован для приема воды (2) и энергии (1ʹ), генерируемой возобновляемым источником (10) энергии, и для получения водорода (4) электролизом, и
- воздухоразделительную установку (22) для получения азота (5),
причем воздухоразделительная установка (22) сконфигурирована для приема воздуха (3) и энергии (4), полученной возобновляемым источником (10) энергии, и для получения азота (5) путем разделения полученного воздуха (3).
8. Система (100) по п. 7, в которой ступень (21), на которой извлекают часть водорода, представляет собой водородный электролизер (21).
9. Система (100) по любому из предыдущих п.п., в которой блок (30) смесителя имеет жидкостное соединение с блоком (20) для получения H2 и N2, для приема получаемого там водорода (4) и азота (5), в которой блок (30) смесителя содержит систему (31) временного хранения для приема и буферизации водорода (4) и азота (5), поступающих из блока (20) для получения H2 и N2.
10. Система (100) по п. 9, в которой ступень (21), на которой извлекают часть водорода представляет собой систему (31) временного хранения.
11. Система по любому из предыдущих п.п., в которой блок (30) смесителя содержит:
- смеситель (32), имеющий жидкостное соединение с блоком (20) для получения H2 и N2, для приема водорода (4) и азота (5) и для смешивания полученного водорода (4) и азота (5), с образованием водородно-азотной смеси, и
- компрессор (33) для сжатия водородно-азотной смеси, поступающей из смесителя (32), с образованием сжатой водородно-азотной смеси (8), направляемой на источник (40) NH3.
12. Система (100) по любому из предыдущих п.п., в которой источник (40) NH3 содержит:
- реакционную камеру (41) NH3, сконфигурированную для приема водородно-азотной смеси (8), поступающей из блока (30) смесителя, и для обработки полученной водородно-азотной смеси (8), с образованием газовой смеси (9), содержащей NH3, и
- сепаратор (43) для приема газовой смеси (9), содержащей NH3, поступающей из реакционной камеры (41) NH3, в которой:- сепаратор (43) сконфигурирован для отделения NH3 от газовой смеси (9), содержащей NH3, таким образом, чтобы образовался NH3 и оставшаяся водородно-азотная смесь (8ʹ), и
- сепаратор (43) имеет жидкостное соединение с сосудом (44) для хранения NH3, для направления полученного NH3 в сосуд (44) для хранения NH3.
13. Система (100) по п. 12, дополнительно содержащая блок (50) переработки, для переработки оставшейся водородно-азотной смеси (8') с помощью вторичного компрессора (51) и вторичного смесителя (52), в которой
- вторичный компрессор (51) имеет жидкостное соединение с сепаратором (43) для приема и сжатия оставшейся водородно-азотной смеси (8'), поступающей из сепаратора (43),
- вторичный смеситель (52) имеет жидкостное соединение с вторичным компрессором (51) для приема сжатой оставшейся водородно-азотной смеси (8ʹ), поступающей из вторичного компрессора (51),
- вторичный смеситель (52) имеет жидкостное соединение с блоком (30) смесителя для приема водородно-азотной смеси (8), поступающей из блока (30) смесителя,
и в которой
- вторичный смеситель (52) сконфигурирован для смешивания водородно-азотной смеси (8), поступающей из блока (30) смесителя и сжатой оставшейся водородно-азотной смеси (8'), поступающей из вторичного компрессора (51), с образованием водородно-азотной смеси (8), подаваемой на источник (40) NH3.
14. Система (100) по п. 12, в которой сепаратор (43) имеет жидкостное соединение с блоком (30) смесителя, для направления оставшейся водородно-азотной смеси (8ʹ), поступающей из сепаратора (43), на блок (30) смесителя, таким образом, чтобы оставшаяся водородно-азотная смесь (8ʹ) смешивалась в блоке (30) смешивания с водородом (4) и азотом (5), поступающими из блока (20) для получения H2 и N2, с образованием водородно-азотной смеси (8), принимаемой источником (40) NH3.
15. Система (100) по любому из предыдущих п.п., содержащая основной блок управления (60), для регулирования получения NH3, сохраняемого в сосуде (44) для хранения NH3, и/или генерирования энергии (1''') с помощью энергогенератора (200) на основе NH3.
16. Система (100) по п. 15, в которой основной блок управления (60) сконфигурирован и установлен таким образом, чтобы регулирование получения NH3, сохраняемого в сосуде (44) для хранения NH3, и/или генерирования энергии (1''') с помощью энергогенератора (200) на основе NH3 зависело от фактической потребляемой мощности в энергосети (300) и/или от количества энергии (1), генерируемой в данный момент возобновляемым источником (10) энергии.
17. Система (100) по любому из п.п. 15-16, в которой основной блок управления (60) сконфигурирован: для снижения получения NH3, сохраняемого в сосуде (44) для хранения NH3 и/или повышения генерирования энергии (1''') в течение периодов низкой возобновляемой энергии, потребляемой от возобновляемого источника (10) энергии, для повышения получения NH3, сохраняемого в сосуде (44) для хранения NH3, и/или снижения генерирования энергииэнергия (1''') в течение периодов высокой возобновляемой энергии, потребляемой от возобновляемого источника (10) энергии.
18. Система (100) по любому из предыдущих п.п., дополнительно содержащая блок (11) распределения энергии, который сконфигурирован для приема энергии (1), подаваемой возобновляемым источником (10) энергии, и для распределения энергии (1) по энергосети (300) и/или по блоку (20) для получения H2 и N2, причем распределение зависит от ситуации со спросом на энергию в энергосети (300).
19. Способ для обеспечения энергии (1'', 1''') для энергосети (300), исходя из энергии (1), подаваемой возобновляемым источником (10) энергии, в котором
- по меньшей мере, часть (1') энергии (1), поступающей от возобновляемого источника (10) энергии, используют для получения водорода (4) и азота (5) в блоке (20) для получения H2 и N2,
- полученный водород (4) и азот (5) смешивают в блоке (30) смесителя с образованием водородно-азотной смеси (8),
- водородно-азотную смесь (8) обрабатывают в источнике (40) NH3 для генерирования газовой смеси (9), содержащей NH3, и NH3 из газовой смеси (9), содержащей NH3, сохраняют в сосуде (44) для хранения NH3,
- часть водорода (H2) извлекают из ступени (21, 31) системы (100) в систему (80) впрыска водорода,
- NH3 подают из сосуда (44) для хранения NH3 и смешивают с водородом (H2), поступающим из системы впрыска водорода, с образованием аммиако-водородной смеси,
- аммиако-водородную смесь подают в камеру (201) сгорания энергогенератора (200) на основе NH3, и подаваемую аммиако-водородную смесь сжигают в камере (201) сгорания, для генерирования энергии (1''') для энергосети (300),
в котором система (82) контроля водорода контролирует скорость потокаводорода из системы (80) впрыска водорода, который смешивают с NH3, подаваемым из сосуда (44) для хранения NH3, причем скорость потока определяют в соответствии с комплектом данных, который содержит информацию о текущих рабочих условиях энергогенератора на основе NH3, и принимаемого системой контроля водорода.
20. Способ по п. 19, в котором система (82) контроля водорода дополнительно контролирует скорость потока водорода (H2) из ступени (21, 31), при которой часть H2 извлекают в систему (80) впрыска водорода.
21. Способ по п. 19 или п. 20, в котором регулирование с помощью системы (82) контроля водорода происходит на основе комплекта входных данных, который содержит информацию о текущих рабочих условиях в энергогенераторе (201) на основе NH3, и в котором рабочие условия включают в себя, по меньшей мере, одно из:
- состояния горения в камере (201) сгорания,
- скорости потока NH3 из сосуда (44) для хранения NH3,
- температуры в камере (201) сгорания,
- текущего химического состава газовой смеси в камере (201) сгорания, и/или
- текущего химического состава газообразных продуктов сгорания, полученных в энергогенераторе (200) на основе NH3.
22. Способ по любому из п.п. 19-21, в котором газовую смесь (9), содержащую NH3, направляют на сепаратор (43), который отделяет NH3 от газовой смеси (9), содержащей NH3, таким образом, чтобы был получен NH3, сохраняемый в сосуде (44) для хранения NH3, и оставшаяся водородно-азотная смесь (8').
23. Способ по п. 22, в котором оставшуюся водородно-азотную смесь (8ʹ) повторно сжимают, а повторно сжатую оставшуюся водородно-азотную смесь (8ʹ) смешивают с водородно-азотной смесью (8), поступающей из блока (30) смесителя, с образованием водородно-азотной смеси (8), принимаемой источником (40) NH3.
24. Способ по п. 23, в котором оставшуюся водородно-азотную смесь (8') смешивают в блоке (30) смесителя с водородом (4) и азотом (5), поступающими из блока (20) для получения H2 и N2, с образованием водородно-азотной смеси (8), принимаемой источником (40) NH3.
25. Способ по любому из п.п. 19-24, в котором основной блок управления (60) системы (100) контролирует получение NH3, сохраняемого в сосуде (44) для хранения NH3, и/или генерирование энергии (1''') с помощью энергогенератора (200) на основе NH3.
26. Способ по п. 25, в котором основной блок управления (60) контролирует получение NH3, сохраняемого в сосуде (44) для хранения NH3, и/или генерирование энергии (1''') с помощью энергогенератора (200) на основе NH3, в зависимости, по меньшей мере, от фактической потребляемой мощности в энергосети (300) и/или от количества энергии (1), генерируемой в данный момент возобновляемым источником (10) энергии.
27. Способ по любому из п.п. 25-26, в котором основной блок управления (60) снижает получение NH3, сохраняемого в сосуде (44) для хранения NH3, и/или повышает генерирование энергии (1''') в течение периодов низкой возобновляемой энергии, потребляемой от возобновляемого источника (10) энергии, повышает получение NH3, сохраняемого в сосуде (44) для хранения NH3, и/или снижает генерирование энергии (1''') в течение периодов высокой возобновляемой энергии, потребляемой от возобновляемого источника (10) энергии.
По доверенности
Наверх