專利名稱：海底儲存高壓氣體的系統及方法
技術領域：
本發明涉及能量儲存，尤其是將高壓氣體儲存在海底的系統及方法。
背景技術：
電能難以進行儲存，因此在夜晚用電低峰期，電網的電量通常處于富余狀態，這部分的電量沒有被有效利用，往往就這樣浪費掉。為了能夠將電網富余的電量重新利用起來，目前的辦法是將電量轉換為具有分子勢能的高壓氣體進行儲存，等需要再次利用該高壓氣體時，只要將該部分高壓氣體釋放出來，再次進行能量轉換即可。雖然在能量轉換過程中存在能量損失，但是能夠將原本浪費的一部分電能有效利用起來，可以說是對資源的一個有效利用的方法。電能轉換為分子勢能的方法需要用到氣體壓縮機和密閉氣罐，現有的密閉氣罐要么放置在地面上，要么埋在地下。設置在陸地上用于儲存高壓氣體進行能量轉換的密閉氣罐存在以下缺點:(1)利用氣體壓縮機將氣體源源不斷的壓縮進密閉氣罐中，密閉氣罐內所存儲的高壓氣體越多，其罐壁所受壓力越大，為確保安全，罐壁一般需要用到能夠承受較大壓力的厚鋼板，這樣一來不僅增加了成本，而且也不太安全；(2)設置在陸地上的密閉氣罐占用了大量的土地資源，不利于目前緊缺的土地資源的有效利用；(3)不利于與海上風力發電機結合。
發明內容
本發明所要解決的技術問題之一是提供一種海底儲存高壓氣體的系統，能夠有效降低密閉氣罐的制造成本，而且安全系數高；能夠釋放土地資源，能夠合理的與海上風力發電機結合。本發明所要解決的技術問題之二是提供一種海底儲存高壓氣體的方法，能夠有效降低密閉氣罐的制造成本，而且安全系數高；能夠釋放土地資源，能夠合理的與海上風力發電機結合。為解決上述技術問題之一，本發明的技術方案是:一種海底儲存高壓氣體的氣方法，利用氣體壓縮機將氣體源源不斷的通過進氣管壓縮進設置在海底的密閉氣罐中，實現高壓氣體的儲存；當需要利用密閉氣罐內的高壓氣體時,密閉氣罐通過排氣管向外釋放高壓氣體，用于能量的轉換；密閉氣罐在儲存高壓氣體或排出高壓氣體的時候其殼體所承受的內外壓力差在密閉氣罐的殼體能承受的壓力范圍內。本發明的儲氣系統能夠有效減小密閉氣罐所受合力，也就是說，密閉氣罐能夠灌入更多的高壓氣體，而且不需要較厚的罐壁來支撐，使密閉氣罐的造價成本更低。而且放置在海底的密閉氣罐更安全。作為改進，所述密閉氣罐上設有拉索固定于海底,拉索使密閉氣罐即使受到水流的沖擊也不會被沖走。作為改進，利用密閉氣罐內的氣體壓力傳感器感應高壓氣體的壓力，利用密閉氣罐外的液體壓力傳感器感應海水的壓力，計算密閉氣罐的殼體所承受的內外壓力差。
作為改進，所述進氣管和排氣管通過閥門集成到一根以上的管中，通過閥門的控制實現進氣和排氣功能。作為改進，所述氣體壓力傳感器和液體壓力傳感器均與控制器連接，利用控制器控制所述閥門，從而控制密閉氣罐內的高壓氣體的壓力，使密閉氣罐的殼體所承受的內外壓力差在密閉氣罐的殼體能承受的壓力范圍內。為解決上述技術問題之二，本發明的技術方案是:一種海底儲存高壓氣體的方法，包括設氣體壓縮機和設置在海底的密閉氣罐，氣體壓縮機通過進氣管與密閉氣罐連通；密閉氣罐通過排氣管將高壓氣體排出到能量交換裝置；密閉氣罐在儲存高壓氣體或排出高壓氣體的時候其殼體所承受的內外壓力差在密閉氣罐的殼體能承受的壓力范圍內。本發明的儲氣系統能夠有效減小密閉氣罐所受合力，也就是說，密閉氣罐能夠灌入更多的高壓氣體，而且不需要較厚的罐壁來支撐，使密閉氣罐的造價成本更低。而且放置在海底的密閉氣罐更安全。作為改進，所述密閉氣罐上設有拉索固定于海底，拉索使密閉氣罐即使受到水流的沖擊也不會被沖走。作為改進，利用密閉氣罐內的氣體壓力傳感器感應高壓氣體的壓力，利用密閉氣罐外的液體壓力傳感器感應海水的壓力，計算密閉氣罐的殼體所承受的內外壓力差。作為改進，所述進氣管和排氣管通過閥門集成到一根以上的管中，通過閥門的控制實現進氣和排氣功能。作為改進，所述氣體壓力傳感器和液體壓力傳感器均與控制器連接，利用控制器控制所述閥門，從而控制密閉氣罐內的高壓氣體的壓力，使密閉氣罐殼體所承受的內外壓力差在密閉氣罐的殼體能承受的壓力范圍內。本發明與現有技術相比所帶來的有益效果是:
利用外部海水的壓力與內部 高壓氣體的壓力差，實現密閉氣罐的受力平衡，也就是說，密閉氣罐能夠灌入更多的高壓氣體，而且不需要較厚的罐壁來支撐，使密閉氣罐的造價成本更低，而且安全系數高。設置在海底的密閉氣罐不占用陸地資源，能緩解目前用地緊張的情況。
圖1為本發明系統示意圖。
具體實施例方式下面結合說明書附圖對本發明作進一步說明。如圖1所示，一種海底儲存高壓氣體的系統，包括設置在陸地上的氣體壓縮機3和設置在海平面2下方的密閉氣罐1，所述密閉氣罐I上設有拉索4固定于海底，拉索4使密閉氣罐I即使受到水流的沖擊也不會被沖走。氣體壓縮機3通過進氣管與密閉氣罐I連通，密閉氣罐I通過排氣管將高壓氣體排出到能量交換裝置，密閉氣罐I在儲存高壓氣體或排出高壓氣體的時候其殼體所承受的內外壓力差在密閉氣罐I的殼體能承受的壓力范圍內。利用密閉氣罐I內的氣體壓力傳感器(未標示)感應高壓氣體的壓力，利用密閉氣罐I外的液體壓力傳感器(未標示)感應海水的壓力，計算密閉氣罐I的殼體所承受的內外壓力差。所述進氣管6和排氣管7通過閥門5集成到一根管中，通過閥門5的控制實現進氣和排氣功能。所述氣體壓力傳感器和液體壓力傳感器均與控制器連接，利用控制器控制所述閥門，從而控制密閉氣罐I內的高壓氣體的壓力，使密閉氣罐I殼體所承受的內外壓力差在密閉氣te I的殼體能承受的壓力'泡圍內。本發明的儲氣方法，電網電量富余時，電網給氣體壓縮機3供電；或者與海上風力發電機結合，利用風力發電機為氣體壓縮機3供電；利用設置在陸地上的氣體壓縮機3將氣體源源不斷的通過進氣管壓縮進設置在海底的密閉氣罐I中對高壓氣體的儲存，實現電能向分子勢能的能量轉換；當需要利用密閉氣罐I內的高壓氣體向外部的能量轉換裝置做功時，密閉氣罐I通過排氣管向外釋放高壓氣體，用于能量的轉換，本實施例中，該部分的高壓氣體可以與水箱結合，利用高壓氣體推動水箱內的水形成水柱，再利用具有動能的水柱推動水輪機和發電機進行發電，實現分子勢能再向電能的能量轉換。本發明的儲氣系統能夠有效減小密閉氣罐I所受合力，也就是說，密閉氣罐I能夠灌入更多的高壓氣體，而且不需要較厚的罐壁 來支撐，使密閉氣罐I的造價成本更低；而且放置在海底的密閉氣罐I更安全。
權利要求
1.一種海底儲存高壓氣體的氣方法，其特征在于:利用氣體壓縮機將氣體源源不斷的通過進氣管壓縮進設置在海底的密閉氣罐中，實現高壓氣體的儲存；當需要利用密閉氣罐內的高壓氣體時，密閉氣罐通過排氣管向外釋放高壓氣體，用于能量的轉換；密閉氣罐在儲存高壓氣體或排出高壓氣體的時候其殼體所承受的內外壓力差在密閉氣罐的殼體能承受的壓力范圍內。
2.根據權利要求1所述的海底儲存高壓氣體的氣方法，其特征在于:所述密閉氣罐上設有拉索固定于海底。
3.根據權利要求1所述的海底儲存高壓氣體的氣方法，其特征在于:利用密閉氣罐內的氣體壓力傳感器感應高壓氣體的壓力，利用密閉氣罐外的液體壓力傳感器感應海水的壓力，計算密閉氣罐的殼體所承受的內外壓力差。
4.根據權利要求3所述的海底儲存高壓氣體的氣方法，其特征在于:所述進氣管和排氣管通過閥門集成到一根以上的管中，通過閥門的控制實現進氣和排氣功能。
5.根據權利要求4所述的海底儲存高壓氣體的氣方法，其特征在于:所述氣體壓力傳感器和液體壓力傳感器均與控制器連接，利用控制器控制所述閥門，從而控制密閉氣罐內的高壓氣體的壓力，使密閉氣罐的殼體所承受的內外壓力差在密閉氣罐的殼體能承受的壓力范圍內。
6.一種實現權利要求1所述海底儲存高壓氣體的氣方法的系統，其特征在于:包括氣體壓縮機和設置在海底的密閉氣罐，氣體壓縮機通過進氣管與密閉氣罐連通；密閉氣罐通過排氣管將高壓氣體排出到能量交換裝置；密閉氣罐在儲存高壓氣體或排出高壓氣體的時候其殼體所承受的內外壓力差在密閉氣罐的殼體能承受的壓力范圍內。
7.根據權利要求6所述的一種海底儲存高壓氣體的系統，其特征在于:所述密閉氣罐上設有拉索固定于海底。
8.根據權利要求6所述的海底儲存高壓氣體的系統，其特征在于:利用密閉氣罐內的氣體壓力傳感器感應高壓氣體的壓力，利用密閉氣罐外的液體壓力傳感器感應海水的壓力，計算密閉氣罐的殼體所承受的內外壓力差。
9.根據權利要求8所述的海底儲存高壓氣體的系統，其特征在于:所述進氣管和排氣管通過閥門集成到一根以上的管中，通過閥門的控制實現進氣和排氣功能。
10.根據權利要求9所述的海底儲存高壓氣體的系統，其特征在于:所述氣體壓力傳感器和液體壓力傳感器均與控制器連接，利用控制器控制所述閥門，從而控制密閉氣罐內的高壓氣體的壓力，使密閉氣罐殼體所承受的內外壓力差在密閉氣罐的殼體能承受的壓力范圍內。
全文摘要
一種海底儲存高壓氣體的系統及方法，利用氣體壓縮機將氣體源源不斷的通過進氣管壓縮進設置在海底的密閉氣罐中，實現高壓氣體的儲存；當需要利用密閉氣罐內的高壓氣體時，密閉氣罐通過排氣管向外釋放高壓氣體，用于能量的轉換；密閉氣罐在儲存高壓氣體或排出高壓氣體的時候其殼體所承受的內外壓力差在密閉氣罐的殼體能承受的壓力范圍內。本發明的儲氣系統能夠有效減小密閉氣罐所受合力，也就是說，密閉氣罐能夠灌入更多的高壓氣體，而且不需要較厚的罐壁來支撐，使密閉氣罐的造價成本更低；而且放置在海底的密閉氣罐更安全。
文檔編號F17C1/00GK103225737SQ201310160119
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月3日 優先權日2013年5月3日
發明者鄧允河 申請人:鄧允河