An energy storage system converts variable renewable electricity (VRE) to continuous heat at over 1000°C. Intermittent electrical energy heats a solid medium. Heat from the solid medium is delivered continuously on demand. An array of bricks incorporating internal radiation cavities is directly heated by thermal radiation. The cavities facilitate rapid, uniform heating via reradiation. Heat delivery via flowing gas establishes a thermocline which maintains high outlet temperature throughout discharge. Gas flows through structured pathways within the array, delivering heat which may be used for processes including calcination, hydrogen electrolysis, steam generation, and thermal power generation and cogeneration. Groups of thermal storage arrays may be controlled and operated at high temperatures without thermal runaway via deep-discharge sequencing. Forecast-based control enables continuous, year-round heat supply using current and advance information of weather and VRE availability. High-voltage DC power conversion and distribution circuitry improves the efficiency of VRE power transfer into the system.
L'invention concerne un système de stockage d'énergie convertissant l'électricité renouvelable variable (ERV) en chaleur continue à une température supérieure à 1000 °C. L'énergie électrique intermittente chauffe un milieu solide. La chaleur venant du milieu solide est distribuée en continu sur demande. Un ensemble de briques incorporant des cavités de rayonnement internes est directement chauffé par rayonnement thermique. Les cavités facilitent un chauffage rapide et uniforme par l'intermédiaire d'un nouveau rayonnement. L'apport de chaleur par l'intermédiaire d'un flux de gaz établit une thermocline qui maintient une température de sortie élevée pendant toute la décharge. Le gaz s'écoule à travers des voies structurées à l'intérieur de l'ensemble, délivrant de la chaleur pouvant être utilisée pour des procédés comprenant la calcination, l'électrolyse à hydrogène, la génération de vapeur, ainsi que la génération et cogénération d'énergie thermique. Des groupes d'ensembles de stockage thermique peuvent être régulés et actionnés à des températures élevées sans emballement thermique par séquençage à décharge profonde. Une régulation basée sur une prévision permet une alimentation en chaleur continue produite à l'année, à l'aide d'informations actuelles et d'avancement météorologiques et de disponibilité de l'ERV. Un circuit de conversion et de distribution d'énergie CC haute tension améliore l'efficacité du transfert d'énergie de l'ERV dans le système.
ENERGY STORAGE SYSTEM AND APPLICATIONS
SYSTÈME ET APPLICATIONS DE STOCKAGE D'ÉNERGIE
2022-11-10
Patent
Electronic Resource
English
IPC: | F28D Wärmetauscher, soweit in keiner anderen Unterklasse vorgesehen, in denen die Wärmetauschmittel nicht in direkte Berührung miteinander kommen , HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT / B01D SEPARATION , Trennen / B63H Schiffsantrieb oder Steuerung der Schiffe , MARINE PROPULSION OR STEERING / C25B ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON- METALS , Elektrolytische oder elektrophoretische Verfahren für die Herstellung von Verbindungen oder von nichtmetallischen Elementen / F01K STEAM ENGINE PLANTS , Dampfkraftanlagen / F03D Windkraftmaschinen , WIND MOTORS / F24S Sonnenkollektoren , SOLAR HEAT COLLECTORS / G05B Steuer- oder Regelsysteme allgemein , CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL / H02J CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER , Schaltungsanordnungen oder Systeme für die Abgabe oder Verteilung elektrischer Leistung |