1.一種用于基于由可再生能源(10)提供的能量(1)來向能量網(wǎng)(300)提供能量(1”,1”')的系統(tǒng)(100),包括:
-H2-N2產(chǎn)生單元(20),用于產(chǎn)生氫氣(4)和氮?dú)?5),其中,所述H2-N2產(chǎn)生單元(20)通過使用由所述可再生能源(10)提供的能量(1')來操作,
-混合單元(30),被配置成接收和混合由所述H2-N2產(chǎn)生單元(20)產(chǎn)生的所述氫氣(4)和所述氮?dú)?5),以形成氫氣-氮?dú)饣旌衔?8),
-NH3源(40),用于接收和處理用于生成含有NH3的氣體混合物(9)的所述氫氣-氧氣混合物(8),其中,所述NH3源(40)包括NH3存儲(chǔ)容器(44),以用于存儲(chǔ)含有NH3的所述氣體混合物(9)的所述NH3的至少一部分,
-用于生成用于所述能量網(wǎng)(300)的能量(1”')的NH3發(fā)電機(jī)(200),其中,所述NH3發(fā)電機(jī)(200)流體連接到所述NH3存儲(chǔ)容器(44),以從所述NH3存儲(chǔ)容器(44)接收含有NH3的氣體流,并且其中,所述NH3發(fā)電機(jī)(200)包括燃燒室(201),用于燃燒接收的所述氣體流的NH3以生成用于所述能量網(wǎng)(300)的所述能量(1”'),以及
-具有一個(gè)或多個(gè)熱交換器(92,93,94)的熱分配系統(tǒng)(91,92,93,94),
其中,
-所述一個(gè)或多個(gè)熱交換器(92,93,94)中的每一個(gè)與所述系統(tǒng)(100)的一個(gè)或多個(gè)第一部件(21,41,200)中的至少一個(gè)熱接觸,并且被指派至所述系統(tǒng)(100)的所述一個(gè)或多個(gè)第一部件(21,41,200)中的至少一個(gè),以用于接收在所述至少一個(gè)第一部件的操作期間來自所指派的至少一個(gè)第一部件的過程熱,
-所述一個(gè)或多個(gè)熱交換器(92,93,94)中的每一個(gè)被布置和配置為將接收的所述過程熱的至少一部分傳送到所述系統(tǒng)(100)的一個(gè)或多個(gè)第二部件(30,32,45,52)中的至少一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100),其中,所述一個(gè)或多個(gè)第一部件(21,41,200)中的一個(gè)(200)是NH3發(fā)電機(jī)(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(100),其中,所述一個(gè)或多個(gè)第二部件(30,32,45,52)中的一個(gè)(30)是所述混合單元(30),其中,在氫氣(4)和氮?dú)?5)的混合中利用傳送的所述過程熱的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(100),其中,所述H2-N2產(chǎn)生單元(20)包括:
-用于產(chǎn)生所述氫氣(4)的氫氣電解器(21),其中,所述氫氣電解器(21)被配置為接收由所述可再生能源(10)產(chǎn)生的水(2)和能量(1'),并且通過電解產(chǎn)生氫氣(4),和/或
-用于產(chǎn)生所述氮?dú)?5)的空氣分離單元(22),其中,所述空氣分離單元(22)被配置為接收由所述可再生能源(10)產(chǎn)生的空氣(3)和能量(1'),并且通過分離接收的所述空氣(3)來產(chǎn)生所述氮?dú)?5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)(100),其中,所述一個(gè)或多個(gè)第一部件(21,41,200)中的一個(gè)(21)是氫氣電解器(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中,所述混合單元(30)流體連接到所述H2-N2產(chǎn)生單元(20)以接收其中產(chǎn)生的所述氫氣(4)和所述氮?dú)?5),其中,所述混合單元(30)包括:
-混合器(32),用于將所述氫氣(4)與所述氮?dú)?5)混合以形成氫氣-氮?dú)饣旌衔?;以?/p>
-壓縮機(jī)(33),用于壓縮來自所述混合器(32)的所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?,以形成要被引?dǎo)到所述NH3源(40)的壓縮的氫氣-氮?dú)饣旌衔?8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(100),其中,所述一個(gè)或多個(gè)第二部件(30,32,45,52)中的一個(gè)(32)是所述混合器(32)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(100),其中,所述NH3源(40)包括NH3反應(yīng)室(41),所述NH3反應(yīng)室(41)被配置為從所述混合單元(30)接收所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?8)并且處理接收的所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?8),以通過放熱化學(xué)反應(yīng)形成含有NH3的所述氣體混合物(9),其中,所述一個(gè)或多個(gè)第一部件(21,41,200)中的一個(gè)(41)是所述NH3反應(yīng)室(41)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)(100),其中,所述NH3源(40)進(jìn)一步包括用于從所述NH3反應(yīng)室(41)接收含有NH3的所述氣體混合物(9)的分離器(43),
其中,
-所述分離器(43)被配置為從含有NH3的所述氣體混合物(9)中分離NH3,使得產(chǎn)生NH3和剩余的氫氣-氮?dú)饣旌衔?8'),并且
-所述分離器(43)被流體連接到所述NH3存儲(chǔ)容器(44),以將所產(chǎn)生的NH3引導(dǎo)到所述NH3存儲(chǔ)容器(44)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)(100),進(jìn)一步包括再處理單元(50),用于利用再壓縮機(jī)(51)和第二混合器(52)來再處理剩余的氫氣-氮?dú)饣旌衔?8'),其中,
-所述再壓縮機(jī)(51)被流體連接到所述分離器(43),以接收和壓縮來自所述分離器(43)的所述剩余的氫氣-氮?dú)饣旌衔?8'),-所述第二混合器(52)被流體連接到所述再壓縮機(jī)(51),以從所述再壓縮機(jī)(51)接收經(jīng)壓縮的剩余氫氣-氮?dú)饣旌衔?8'),
-所述第二混合器(52)被流體連接到所述混合單元(30),以從所述混合單元(30)接收所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?8),
并且其中,
-所述第二混合器(52)被配置為混合來自所述混合單元(30)的所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?8)、以及來自所述再壓縮機(jī)(51)的所述經(jīng)壓縮的剩余氫氣-氮?dú)饣旌衔?8'),以形成要提供給所述NH3源(40)的所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?8)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)(100),其中,所述一個(gè)或多個(gè)第二部件(30,32,45,52)中的一個(gè)(52)是所述第二混合器(52)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)(100),其中,所述分離器(43)被流體連接到所述混合單元(30),以將來自所述分離器(43)的所述剩余的氫氣-氮?dú)饣旌衔?8')引導(dǎo)到所述混合單元(30),使得在所述混合單元(30)中將所述剩余的氫氣-氮?dú)饣旌衔?8')與來自所述H2-N2產(chǎn)生單元(20)的所述氫氣(4)和所述氮?dú)?5)混合,以形成將由所述NH3源(40)接收的所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?8)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(100),包括NH3裂化器(45),所述NH3裂化器(45)被流體連接到所述NH3存儲(chǔ)容器(44)和所述NH3發(fā)電機(jī)(200),并且所述NH3裂化器(45)被配置和布置為
-從所述NH3存儲(chǔ)容器(44)接收NH3,
-使所接收的NH3部分裂化生效,以形成NH3-氫氣混合物(NH3,H2),并且
-將所述NH3-氫氣混合物引導(dǎo)到所述NH3發(fā)電機(jī)(200)以供燃燒。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)(100),其中,所述一個(gè)或多個(gè)第二部件(30,32,45,52)中的一個(gè)(45)是所述NH3裂化器(45)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(100),進(jìn)一步包括能量分配單元(11),所述能量分配單元(11)被配置為接收由所述可再生能源(10)提供的所述能量(1),并且向所述能量網(wǎng)(300)和/或所述H2-N2產(chǎn)生單元(20)分配所述能量(1),其中,所述分配取決于所述能量網(wǎng)(300)中的能量需求情況。
16.一種用于基于由可再生能源(10)提供的能量(1)向能量網(wǎng)(300)提供能量(1”,1”')的方法,其中
-使用來自可再生能源(10)的所述能量(1)的至少一部分(1')以在H2-N2產(chǎn)生單元(20)中產(chǎn)生氫氣(4)和氮?dú)?5),
-在混合單元(30)中混合產(chǎn)生的所述氫氣(4)和所述氮?dú)?5)以形成氫氣-氮?dú)饣旌衔?8),
-在NH3源(40)中處理所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?8),以生成含有NH3的氣體混合物(9),
-將含有NH3的所述氣體混合物(9)的NH3存儲(chǔ)在NH3存儲(chǔ)容器(44)中,
-將來自所述NH3存儲(chǔ)容器(44)的NH3流引導(dǎo)到NH3發(fā)電機(jī)(200)的燃燒室(201),以用于燃燒所述NH3流的所述NH3來生成用于所述能量網(wǎng)(300)的能量(1”'),
其中,
-在所述至少一個(gè)第一部件的操作期間在所述系統(tǒng)(100)的一個(gè)或多個(gè)第一部件中的至少一個(gè)中生成的過程熱的至少一部分被傳送到所述系統(tǒng)(100)的一個(gè)或多個(gè)第二部件中的至少一個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中,所述一個(gè)或多個(gè)第一部件(21,41,200)中的一個(gè)(200)是所述NH3發(fā)電機(jī)(21)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16至17中任一項(xiàng)所述的方法,其中,所述一個(gè)或多個(gè)第二部件(30,32,45,52)中的一個(gè)(30)是所述混合單元(30),特別是用于將所述氫氣(4)與所述氮?dú)?5)混合以形成氫氣-氮?dú)饣旌衔锏乃龌旌蠁卧?30)的混合器(32),其中,所傳送的過程熱的一部分在氫氣(4)和氮?dú)?5)的混合中使用。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的方法,其中,在所述H2-N2產(chǎn)生單元(20)的氫氣電解器(21)中產(chǎn)生所述氫氣(4),其中,所述一個(gè)或多個(gè)第一部件(21,41,200)中的一個(gè)(21)是所述氫氣電解器(21)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的方法,其中,所述NH3源(40)包括NH3反應(yīng)室(41),所述NH3反應(yīng)室(41)從所述混合單元(30)接收所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?8),并且處理接收的所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?8)以通過放熱化學(xué)反應(yīng)形成含有NH3的所述氣體混合物(9),其中,所述一個(gè)或多個(gè)第一部件(21,41,200)中的一個(gè)(41)是所述NH3反應(yīng)室(41)。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至20中任一項(xiàng)所述的方法,其中,將含有NH3的所述氣體混合物(9)引導(dǎo)到分離器(43),所述分離器(43)從含有NH3的所述氣體混合物(9)中分離NH3,使得產(chǎn)生要存儲(chǔ)在所述NH3存儲(chǔ)容器(44)中的所述NH3和剩余的氫氣-氮?dú)饣旌衔?8')。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中,將所述剩余的氫氣-氮?dú)饣旌衔?8')再壓縮,并且將所述再壓縮的剩余氫氣-氮?dú)饣旌衔?8')與來自第二混合器(52)中的所述混合單元(30)的所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?8)混合,以形成要由所述NH3源(40)接收的所述氫氣-氮?dú)饣旌衔?8)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其中,所述一個(gè)或多個(gè)第二部件(30,32,45,52)中的一個(gè)(52)是所述第二混合器(52)。
24.根據(jù)權(quán)利要求16至23中任一項(xiàng)所述的方法,其中,
-將來自所述NH3存儲(chǔ)容器(44)的所述NH3流在其到達(dá)所述NH3發(fā)電機(jī)(200)之前引導(dǎo)到NH3裂化器(45),
-所述NH3裂化器(45)使從所述NH3存儲(chǔ)容器(44)接收的所述NH3的部分裂化生效,以形成NH3-氫氣混合物(NH3,H2),并且
-將所述NH3-氫氣混合物作為NH3流引導(dǎo)到所述NH3發(fā)電機(jī)(200)以供燃燒。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)(100),其中,所述一個(gè)或多個(gè)第二部件(30,32,45,52)中的一個(gè)(45)是所述NH3裂化器(45)。