過去幾年，用于能量生成的可再生自然資源(可再生資源)的攝取令人印象深刻，但仍然存在處理可再生資源的瞬時性質(zhì)的未解決的問題。太陽能和風能的性質(zhì)均是間歇式的，因此，不可能向能源網(wǎng)提供可靠的基本荷載。由于能源消費者的需求可能是不規(guī)律的，基于可再生資源的電力供應與消費者的需求不匹配。此外，多余的能量(即，從可再生資源瞬時可獲得的但是當時消費者不需要的能量的數(shù)量)使能源網(wǎng)過度疲勞，并且在不被消耗的情況下，多余的能量會被損失。

因此，存在由可再生資源瞬時提供的能量不足以滿足需求的情況。然而，還存在由可再生資源瞬時提供的能量超過當前需求的情況。隨著來自可再生資源的能量的比例增加，情況將變得不可持續(xù)。

解決這些缺點的有希望的方法是使用適合于存儲能量的長期能量緩沖器或存儲器。這種解決方案將允許處理需求超過可用能量的情況以及有多余能量可用的情況。

用于存儲電能的各種緩沖解決方案是已知的，例如，鋰電池和基于釩的氧化還原電池，但這些解決方案不能提供必要的能量存儲規(guī)模。氫氣提供了另一種存儲能量的無碳的途徑，但是使用它是困難和有風險的。在氣體形式下，氫必須被壓縮到500巴以獲得合適的能量密度。液體氫需要低溫和相關聯(lián)的復雜的基礎設施。此外，由于爆炸的風險，任何一種形式的氫的使用都需要安全措施。由于這些原因，氫不被認為是用于能量存儲的合格候選者。

因此，目前沒有可靠和適當?shù)氖侄斡糜谠诘胤交驀曳秶鷥?nèi)解耦能量供應與對可再生能量的需求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于從間歇式可再生能量源向能源網(wǎng)供應能量的解決方案。

該目的由根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)和根據(jù)權利要求13的方法來解決。

本發(fā)明基于存儲使用可再生資源生成的能量的至少部分的方法。這通過使用該能量產(chǎn)生氫氣和氮氣實現(xiàn)。氫氣和氮氣隨后被轉(zhuǎn)化成氨氣(NH3)，氨氣(NH3)是無碳燃料并且可以在環(huán)境溫度下存儲。另外，可以使用管道、鐵路、船舶和卡車有效地并且安全地運輸NH3。此外，NH3提供的優(yōu)點是其可以在無碳工藝中合成，并且其可以在不產(chǎn)生溫室氣體的情況下燃燒。

本發(fā)明通過使用可再生能量用于生成可以隨后存儲的氨氣來實現(xiàn)電力的供給與(來自波動的可再生能量源的)電力的需求的解耦。存儲的氨氣然后可以在NH3電力發(fā)電機中使用以生成被饋送到電網(wǎng)中的電力。本發(fā)明提出的該集成解決方案允許將間歇式電力轉(zhuǎn)換成由可再生能量源提供給地方或國家能源網(wǎng)的基本荷載。

此外，本發(fā)明還利用在氫氣和/或氮氣的產(chǎn)生期間作為副產(chǎn)物生成的氧氣。其中所生成的氧氣被引導至氧氣存儲器。氧氣存儲器被流體連接至NH3電力發(fā)電機，以使氧氣可以被提供給NH3電力發(fā)電機來實現(xiàn)NH3電力發(fā)電機的優(yōu)化的性能。例如，在燃燒期間增加的氧濃度提高了NH3燃燒的效率和清潔度。

從氧氣存儲器到NH3電力發(fā)電機的氧的流動由相應的氧氣控制系統(tǒng)管理。氧氣控制系統(tǒng)接收到達NH3電力發(fā)電機的NH3的量(即，到NH3電力發(fā)電機的NH3的流動速率以及提供關于燃燒狀態(tài)信息的燃燒參數(shù))作為輸入。例如，這可以是燃燒室中的溫度和燃燒室中的氣體的化學組成。在這些數(shù)據(jù)中，氧氣控制系統(tǒng)確定從氧氣存儲器提供給NH3電力發(fā)電機的氧氣的最優(yōu)流動速率。

因此，作為緩沖器的NH3存儲容器的存在允許向能源網(wǎng)提供能量的更好的靈活性以及因此改進的負載平衡。此外，通過使用系統(tǒng)中產(chǎn)生的氧氣，提高了系統(tǒng)和方法的效率。

本發(fā)明可以應用于基于可再生能量操作能源網(wǎng)以及應用于重工業(yè)和農(nóng)村地區(qū)的本地能源供應中的電網(wǎng)穩(wěn)定性。

更詳細地，基于由可再生能量源提供的間歇式可再生能量，向能源網(wǎng)提供能量以及用于能源網(wǎng)的能量輸入的負載平衡的系統(tǒng)，包括：

-H2-N2-O2產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生氫氣H2、氮氣N2和氧氣O2，其中H2-N2-O2產(chǎn)生單元通過使用由可再生能量源提供的能量來操作，

-氧存儲器，被配置為接收和存儲由H2-N2-O2產(chǎn)生單元產(chǎn)生的氧氣，

-混合單元，被配置為接收和混合由H2-N2-O2產(chǎn)生單元產(chǎn)生的氫氣和氮氣以形成氫氣氮氣混合物，

-NH3源，用于接收和處理氫氣氮氣混合物以生成包含NH3的氣體混合物，其中NH3源流體連接至混合單元以從混合單元接收氫氣氮氣混合物，并且其中NH3源被配置為從氫氣氮氣混合物生成包含NH3的氣體混合物，其中NH3源包括用于存儲包含NH3的氣體混合物的至少部分NH3的NH3存儲容器，

-NH3電力發(fā)電機，用于生成用于能源網(wǎng)的能量，

其中NH3電力發(fā)電機：

-被流體連接至NH3存儲容器以從NH3存儲容器接收NH3，

-被配置成在燃燒室中燃燒所接收的NH3以生成用于能源網(wǎng)的能量，

-被流體連接至氧氣存儲器，以使來自氧氣存儲器的氧氣可以被引入到燃燒室中以用于NH3的燃燒來提高燃燒的效率和清潔度。

該系統(tǒng)可以包括氧氣控制系統(tǒng)，用于基于輸入數(shù)據(jù)集來控制從氧氣存儲器到NH3電力發(fā)電機的氧的流動，輸入數(shù)據(jù)集包含關于燃燒室中的實際工作條件的信息。

工作條件可以包括以下的至少一項：

-燃燒室中的燃燒狀態(tài)，

-從NH3存儲容器到NH3電力發(fā)電機的NH3的流動速率，

-燃燒室中的溫度，

-燃燒室中的氣體混合物的實際化學組成，和/或

-NH3電力發(fā)電機的燃燒廢氣的實際化學組成。

這允許以最佳參數(shù)和效率來操作系統(tǒng)。

該系統(tǒng)可以包括主控制單元，主控制單元用于控制存儲在NH3存儲容器中的NH3的生成和/或控制NH3電力發(fā)電機的能量生成。例如，該控制可以通過調(diào)節(jié)提供給H2-N2產(chǎn)生單元的能量流以及其中的H2和N2的產(chǎn)生，或通過經(jīng)由影響混合器、壓縮機或其它部件調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的質(zhì)量流，和/或通過調(diào)節(jié)NH3反應室中的溫度來實現(xiàn)。

主控制單元可以被配置和布置(即連接至相應的部件)使得存儲在NH3存儲容器中的NH3生成的控制和/或NH3電力發(fā)電機的能量生成的控制，至少取決于能源網(wǎng)中的實際電力需求和/或由可再生能量源當前生成的能量的量。這允許響應于能源網(wǎng)中的實際需求的靈活的能量供應并且另一方面允許在低需求的情況下存儲來自可再生能量源的能量的靈活的能量供應。

主控制單元可以被配置為：

-在來自可再生能量源的低的可再生能量輸入時段期間，優(yōu)選地同時減少存儲在NH3存儲容器中的NH3的生成(這可以通過控制包含NH3的氣體混合物的生成來實現(xiàn))和/或增加能量的生成，

-在來自可再生能量源的高的可再生能量輸入時段期間，優(yōu)選地同時增加存儲在NH3存儲容器中的NH3的生成和/或減少能量的生成。

這還允許用于能源網(wǎng)的能量輸入和(響應于能源網(wǎng)中的實際需求的并且另一方面允許在低需求的情況下存儲來自可再生能量源的能量的)靈活的能量供應的有效負載平衡。

其中，術語“低”和“高”可以參考某些給定的閾值。也就是說，低的可再生能量輸入意味著實際可再生能量輸入小于第一閾值，并且高的可再生能量輸入意味著實際可再生能量輸入大于第二閾值。第一閾值和第二閾值可以彼此相同或不同。

H2-N2-O2產(chǎn)生單元可以包括：

-用于產(chǎn)生氫氣和氧氣的電解器，其中電解器被配置為接收水和由可再生能量源產(chǎn)生的能量，并通過電解產(chǎn)生氫氣和氧氣，以及

-用于產(chǎn)生氮氣和氧氣的空氣分離單元，

其中空氣分離單元被配置為接收空氣和由可再生能量源產(chǎn)生的能量，并且通過分離所接收的空氣來產(chǎn)生氮氣和氧氣。

這使得能夠通過利用來自可再生能量源的能量來產(chǎn)生氫氣H2、氮氣N2和氧氣O2。

混合單元可以被流體連接至H2-N2產(chǎn)生單元以接收其中產(chǎn)生的氫氣和氮氣，其中混合單元可以包括混合器和壓縮機，混合器用于混合氫氣和氮氣以形成氫氣氮氣混合物，以及壓縮機用于壓縮來自混合器的氫-氮混合物以形成被壓縮的氫氮混合物來導向NH3源。因此，混合單元提供壓縮的H2-N2混合物。

混合單元還可以包括用于緩沖來自H2-N2產(chǎn)生單元的氫氣和氮氣的臨時存儲系統(tǒng)，其中臨時存儲系統(tǒng)被配置為從H2-N2產(chǎn)生單元接收氫氣和氮氣，以臨時存儲氫氣和氮氣用于緩沖并隨后將緩沖的氫氣和氮氣處理至混合器。這允許更有效的混合過程。

NH3源可以包括：

-NH3反應室，其被配置為從混合單元接收氫氣氮氣混合物并且處理所接收的氫氣氮氣混合物以形成包含NH3的氣體混合物，以及

-分離器，用于從NH3反應室接收包含NH3的氣體混合物，

其中，

-分離器被配置為從包含NH3的氣體混合物中分離NH3，以使得產(chǎn)生NH3和剩余氫氣氮氣混合物，以及

-分離器被流體連接至NH3存儲容器以將所產(chǎn)生的NH3引導至NH3存儲容器。

分離器的使用允許NH3的有效率生產(chǎn)。

在一個實施例中，用于使用再壓縮機和第二混合器再處理剩余氫氣氮氣混合物的附加的再處理單元是可用的，其中：

-再壓縮機被流體連接至分離器以接收和壓縮來自分離器的剩余氫氣氮氣混合物，

-第二混合器被流體連接至再壓縮機以從再壓縮機接收已壓縮的剩余氫氣氮氣混合物，

-第二混合器被流體連接至混合單元以從混合單元接收氫氣氮氣混合物，并且其中

-第二混合器被配置為混合來自混合單元的氫氣氮氣混合物和來自再壓縮機的已壓縮的剩余氫氣氮氣混合物以形成提供給NH3源的氫氣氮氣混合物。

再處理單元的使用允許再循環(huán)剩余H2和N2以進一步形成NH3。

在備選實施例中，分離器可以被流體連接至混合單元以將剩余氫氣氮氣混合物從分離器引導至混合單元，使得剩余氫氣氮氣混合物在混合單元中與來自H2-N2產(chǎn)生單元的氫氣和氮氣混合以形成由NH3源接收的氫氣氮氣混合物。這還允許再循環(huán)剩余的H2和N2以進一步形成NH3。

該系統(tǒng)還可以包括能量分配單元，能量分配單元被配置為接收由可再生能量源提供的能量并將能量分配給能源網(wǎng)和/或H2-N2產(chǎn)生單元，其中該分配取決于能源網(wǎng)中的能量需求情況。例如，在來自能源網(wǎng)的更高能量需求的情況下，由可再生能量源提供給能源網(wǎng)的能量的比例較高，并且提供給系統(tǒng)的剩余比例較低。

在來自能源網(wǎng)的較低能量需求的情況下，由可再生能量源提供給能源網(wǎng)的能量的比例較低，并且提供給系統(tǒng)的剩余比例較高。這允許了系統(tǒng)的有效操作，并因此允許了能源網(wǎng)的能量輸入的負載平衡。

在基于由可再生能量源提供的間歇式可再生能量向能源網(wǎng)提供能量并且對能源網(wǎng)的能量輸入進行負載平衡的相應方法中，

-來自可再生能量源的至少部分能量被用于在H2-N2-O2產(chǎn)生單元中產(chǎn)生氫氣、氮氣和氧氣，

-所產(chǎn)生的氧氣被引導至并存儲在氧氣存儲器中，

-所產(chǎn)生的氫氣和氮氣在混合單元中混合以形成氫氣氮氣混合物，

-在NH3源中處理氫氣氮氣混合物以生成包含NH3的氣體混合物并且將包含NH3的氣體混合物的NH3儲存在NH3存儲容器中，

-將NH3從NH3存儲容器提供到NH3電力發(fā)電機的燃燒室，并且在燃燒室中燃燒所提供的NH3以生成用于能源網(wǎng)的能量，

其中，

-來自氧氣存儲器的氧被引入燃燒室中用于NH3的燃燒以提高燃燒的效率和清潔度。

氧氣控制系統(tǒng)可以基于輸入數(shù)據(jù)集來控制從氧氣存儲器到NH3電力發(fā)電機的氧的流動，輸入數(shù)據(jù)集包含關于燃燒室中的實際工作條件的信息。這允許以最佳參數(shù)集合和相應的高效率來操作系統(tǒng)。

其中，工作條件可以包括以下至少一項：

-燃燒室中的燃燒狀態(tài)，

-從NH3存儲容器到NH3電力發(fā)電機的NH3的流動速率，

-燃燒室中的溫度，和/或

-燃燒室中的氣體混合物的實際化學組成，

-NH3電力發(fā)電機的燃燒廢氣的實際化學組成。

系統(tǒng)的主控制單元可以控制存儲在NH3存儲容器中的NH3的生成和/或NH3電力發(fā)電機的能量的生成。

包含NH3的氣體混合物可以被引導至分離器，分離器從包含NH3的氣體混合物中分離NH3，以使得產(chǎn)生被存儲在NH3存儲容器中的NH3和剩余氫氣氮氣混合物。因此，在沒有進一步變質(zhì)的情況下，NH3可以被引導至存儲容器。

在一個實施例中，剩余氫氣氮氣混合物被再壓縮，并且再壓縮的剩余氫氣氮氣混合物與來自混合單元的氫氣氮氣混合物混合，以形成由NH3源接收的氫氣氮氣混合物。因此，氫和氮可以被再循環(huán)以進一步形成NH3。

在備選實施例中，剩余氫氣氮氣混合物在混合單元中與來自H2-N2-O2產(chǎn)生單元的氫氣和氮氣混合以形成由NH3源接收的氫氣氮氣混合物。因此，氫氣和氮氣可以被再循環(huán)以進一步形成NH3。

至少根據(jù)能源網(wǎng)中的實際電力需求和/或由可再生能量源當前生成的能量的量，主控制單元可以控制存儲在NH3存儲容器中的NH3的生成和/或NH3電力發(fā)電機的能量的生成。

此外，主控制單元可以：

-在來自可再生能量源的低的可再生能量輸入時段期間，優(yōu)選地同時減少存儲在NH3存儲容器中的NH3的生成(可以通過...)和/或增加能量的生成，

-在來自可再生能量源的高的可再生能量輸入的時段期間，優(yōu)選地同時增加存儲在NH3存儲容器中的NH3的生成和/或減少能量的生成。

因此，主控制單元控制NH3的生成和能量的生成。例如，在可再生能量源生成較少能量的時段期間(例如，風車在弱風時期期間的情況下)，主控制單元將向NH3電力發(fā)電機通電以向能源網(wǎng)供應更多能量，因為可再生能量源的供電可能不夠。在可再生能量源生成大量能量的時段期間(例如，在具有強風的時期期間)，主控制單元將使NH3電力發(fā)電機斷電，因為可再生能量源向電網(wǎng)提供了足夠的能量。然而，主控制單元將增加NH3的產(chǎn)生和存儲。

“流體連接”至另一裝置的裝置意味著流體可以經(jīng)由裝置之間的連接(例如，從此裝置到另一裝置的管子)而傳遞。其中，流體可以是氣體以及液體。

附圖說明

在下文中，基于圖1，詳細解釋了本發(fā)明。不同附圖中的相同附圖標記表示相同的部件。

圖1示出了用于間歇式可再生能量源的負載平衡的系統(tǒng)，

圖2示出了具有剩余H2-N2氣體混合物的再循環(huán)的系統(tǒng)的另一實施例，

圖3示出了系統(tǒng)的另一實施例的變型。

具體實施例

系統(tǒng)100包括可再生能量源10，例如，風車或具有多個單獨風車的風力發(fā)電機。備選地，可再生能量源10也可以是太陽能發(fā)電廠或適合于從諸如水能、風能或太陽能的可再生原料生成能量的任何其它發(fā)電廠。在下文中，在假設可再生能量源10是風車的情況下解釋系統(tǒng)100。然而，這不應對本發(fā)明具有任何限制作用。

風車10被連接至能源網(wǎng)絡300，以將由風車10生成的能量供應到電網(wǎng)300。其中，能量數(shù)量1”(由風車10生成的能量1的至少部分)被提供給能源網(wǎng)300以滿足能源網(wǎng)300中的用戶的能量需求?？梢蕴峒暗氖牵茉淳W(wǎng)300通常還將接入其他能量源。

然而，所生成的能量1的剩余能量數(shù)量1'可以在系統(tǒng)100中使用以運行系統(tǒng)100的氫氣氮氣氧氣產(chǎn)生單元20(H2-N2-O2產(chǎn)生單元)。

特別是當可獲得多余能量時，即當由可再生能量源10生成的能量1超過能源網(wǎng)300對可再生能量源10的能量需求時，該多余能量可以被引導至H2-N2-O2產(chǎn)生單元20以運行單元20。被饋送給H2-N2-O2產(chǎn)生單元20的能量1'的數(shù)量取決于由能源網(wǎng)300供應的用戶的能量需求。即，在高需求的情況下(例如，在高峰時間)，可能需要將風車10生成的能量1的100％饋送到電力網(wǎng)300以滿足需求。相反，在非常低需求的情況下(例如，在夜間)，由風車10生成的電力1的100％可以用于系統(tǒng)100中的使用，并且可以被引導至H2-N2-O2產(chǎn)生單元20。

來自風車10的能量1的這種管理和分配由能量分配單元11實現(xiàn)。能量分配單元11從風車10接收能量1。如上所述，根據(jù)能源網(wǎng)300中的能量需求情況，某比率的能量1被引導至能源網(wǎng)300和/或被分別引導至系統(tǒng)100和H2-N2-O2產(chǎn)生單元20。因此，能量分配單元11被配置為接收由可再生能量源10提供的能量1并且將能量1分配給能源網(wǎng)300和/或H2-N2-O2產(chǎn)生單元20，其中該分配取決于能源網(wǎng)300中的能量需求情況。

例如，在電網(wǎng)300中需要大量能量的情況下，大部分或全部能量1將被引導至電網(wǎng)300，并且只有較少的能量1'將被提供給H2-N2-O2產(chǎn)生單元。在需求情況使得在電網(wǎng)300中僅需要較少能量的情況下，由可再生能量源10提供的大部分或全部能量1可用于NH3的生成。因此，大量的能量1'將被提供給H2-N2-O2產(chǎn)生單元20。

如上所述，由可再生能量源10生成的能量1的數(shù)量1'被供應給系統(tǒng)100和H2-N2-O2產(chǎn)生單元20以實現(xiàn)NH3的產(chǎn)生。H2-N2-O2產(chǎn)生單元20包括電解器21和空氣分離單元22。

電解器21被用于通過水2的電解生成氫氣4和氧氣6。從任意來源(未示出)向電解器21供應水2，并且使用來自風車10的能量1'運行電解器21。

H2-N2-O2產(chǎn)生單元20的空氣分離單元(ASU)22被用于氮氣5和氧氣7的生成。能量1'用于運行ASU 22，ASU 22利用常規(guī)的空氣分離技術將氮5和氧氣7從空氣3中分離?？諝?的剩余組成可以被釋放到環(huán)境空氣(未示出)中。

因此，風車10被用于為水2的電解提供能量1'以利用電解器21形成氫氣4和氧氣6，以及被用于為使用ASU 22從空氣3中分離氮氣5和氧氣7提供能量1'。

來自電解器21的氧氣6和來自ASU 22的氧氣7被引導至并隨后被存儲在系統(tǒng)100的氧氣存儲器70中，而氫氣4和氮氣5均被引導至系統(tǒng)100的混合單元30。其中，不必詳細解釋的是，所制定的技術用于從氧氣中分離氫并且從氧氣中分離氮。

混合單元30包括臨時存儲單元31、混合器32和壓縮機33。首先，氫氣4和氮氣5在混合器32中混合之前，經(jīng)過臨時存儲單元31。所得到的氫氣氮氣氣體混合物8(H2-N2氣體混合物)隨后在壓縮機33中被壓縮至五十個或更多個大氣壓。

現(xiàn)在在催化劑的存在的情況下，在升高的溫度，能夠通過處理壓縮的H2-N2氣體混合物8來形成氨氣NH3。這在系統(tǒng)100的NH3源40的NH3反應室41中實現(xiàn)。來自混合單元30和來自壓縮機33的已壓縮的H2-N2氣體混合物8分別被引導至NH3反應室41。反應室41包括一個或多個NH3反應床42，NH3反應床42在升高的溫度(例如，350-450℃)下操作。NH3反應室41從來自混合器30的H2-N2氣體混合物產(chǎn)生NH3、附加地氮氣N2和氫氣H2的混合物，即NH3反應室釋放NH3-H2-N2氣體混合物9。

例如，合適的催化劑可以基于由K2O、CaO、SiO2和Al2O3促進的鐵，而不是鐵基催化劑、釕。

NH3-H2-N2混合物9被引導至NH3源40的分離器43(例如，冷凝器)，其中，NH3從NH3-H2-N2混合物9中被分離。因此，分離器43產(chǎn)生被發(fā)送至NH3源40的NH3存儲容器44的NH3和剩余的H2-N2氣體混合物8'。

可以假定，關于氨氣的存儲和運輸均存在廣泛的知識庫。同樣的情況也適用于處理和運輸氫氣、氮氣、氫氣氮氣混合物和氧氣。因此，沒有詳細描述NH3存儲容器44、氧氣存儲器70以及連接用于引導NH3和其它氣體或氣體混合物的系統(tǒng)100的所有部件的各種導管。

如上所述，分離器43從由NH3反應室41提供的NH3-H2-N2混合物9生成NH3，并且剩余H2-N2氣體混合物8'。在在圖2和圖3中示出的本發(fā)明的一個實施例的兩個變形中，該剩余的H2-N2氣體混合物8'被再循環(huán)以再次用于NH3反應室41中NH3的生成。

為此，如圖2中所示出的該實施例的系統(tǒng)100包括具有再壓縮機51和混合器52的附加的再處理單元50。此外，本發(fā)明的該實施例不同于以上所述的本發(fā)明的基本實施例，其中，來自壓縮機33的已壓縮的H2-N2氣體混合物8不被直接傳遞到NH3反應室41，而是僅經(jīng)由再處理單元50的混合器52到達NH3反應室41。分離器43的剩余H2-N2氣體混合物8'被傳送到系統(tǒng)100的再處理單元50的再壓縮機51。與壓縮機33類似，再壓縮機51壓縮剩余的H2-N2氣體混合物8'至五十個或更多個大氣壓，以擊敗(account for)在NH3反應室41和分離器43中的處理期間的壓強損失。然后再壓縮的剩余H2-N2氣體混合物8'被傳送到混合器52，在混合器52，其與來自混合器30和壓縮機33的新的H2-N2氣體混合物8混合?；旌掀?2生成H2-N2氣體混合物8、8'的混合物8，H2-N2氣體混合物8'隨后被引導至NH3反應室41。在下文中，如上所述，在NH3源40中處理氣體混合物以產(chǎn)生NH3以及剩余的H2-N2氣體混合物8'。

圖3示出了圖2所示實施例的變形。剩余的H2-N2氣體混合物8'被直接饋送到混合單元30的混合器32中，以與從臨時存儲單元31進入的氫氣和氮氣混合。分離的再處理單元50未被使用。

在下文中，再次參考圖1。然而，下面描述的細節(jié)和特征也適用于圖2和圖3所示的實施例和變形。

NH3存儲容器44與NH3電力發(fā)電機200流體連接。氨氣可以在多個不同的燃燒循環(huán)中(例如，在布雷頓循環(huán)或狄塞爾循環(huán)中)使用。然而，在風車或風電場的電力水平，使用燃氣輪機用于電能的生成的氨氣的燃燒是合適的，其中布雷頓循環(huán)適用于燃氣輪機解決方案。因此，NH3電力發(fā)電機200可以是被配置用于氨氣的燃燒的燃氣輪機。之前已經(jīng)顯示，僅具有燃燒器的輕微改變的常規(guī)燃氣輪機是適合的。

燃氣輪機200燃燒來自NH3存儲容器44的NH3，用于分別在NH3電力發(fā)電機200和燃氣輪機的燃燒室201中能量的生成。然后該能量1”'可以被饋送到能源網(wǎng)300中。

然而，NH3電力發(fā)電機200和燃氣輪機的性能和效率可以分別通過向燃燒過程引入額外的氧來優(yōu)化。例如，在燃燒期間，增加的氧濃度可以提高NH3燃燒的效率和清潔度。如上所述，這可以通過利用在H2-N2-O2產(chǎn)生單元20產(chǎn)生氫氣4和/或氮氣5期間作為副產(chǎn)物生成的氧氣6、7來實現(xiàn)。如上所示，所生成的氧6、7被引導至氧氣存儲器70。氧氣存儲器70被流體連接至NH3電力發(fā)電機200，以使得氧O2可以被提供給NH3電力發(fā)電機200來實現(xiàn)優(yōu)化的性能。

從氧氣存儲器70到NH3電力發(fā)電機200的氧O2的流動由相應的氧氣控制系統(tǒng)71管理。氧氣控制系統(tǒng)71接收(未示出)包含關于NH3電力發(fā)電機200實際工作條件的信息的數(shù)據(jù)集作為輸入。這些工作條件可以包括NH3電力發(fā)電機200的燃燒室201中的燃燒狀態(tài)和/或從NH3存儲容器44到達NH3電力發(fā)電機200的NH3的數(shù)量，即到NH3電力發(fā)電機NH3的流動速率。此外，在NH3電力發(fā)電機200中允許推斷工作條件的其它燃燒參數(shù)(例如，燃燒室201中的氣體的溫度和/或?qū)嶋H化學組成和/或NH3電力發(fā)電機200和燃燒室201的燃燒廢氣的實際化學組成)也可以相應地包括在數(shù)據(jù)集中。從這些數(shù)據(jù)和潛在的其它數(shù)據(jù)中，氧氣控制系統(tǒng)71確定和調(diào)節(jié)從氧氣存儲器70分別被提供到NH3電力發(fā)電機200和燃燒室201的氧O2的最佳流動速率。例如，可以使用相應的傳感器(未示出)來確定數(shù)據(jù)，并且傳感器數(shù)據(jù)可以被無線地傳送到氧氣控制系統(tǒng)71。基于數(shù)據(jù)集，氧氣控制系統(tǒng)71控制諸如泵、閥的多個裝置72和/或用于控制流動速率必需的其它裝置，以影響從氧氣存儲器70到NH3電力發(fā)電機200的氧氣O2流動速率。

系統(tǒng)100還包括被配置為控制系統(tǒng)100的各種部件的主控制單元60(主控制單元60與系統(tǒng)100的其他部件的連接在圖1中未示出以避免混淆)。特別地，主控制單元60控制生成用于能源網(wǎng)300的能量1”'的過程和NH3的產(chǎn)生過程。

在從風車10和能量管理單元11分別到系統(tǒng)100的能量供應過低的情況下(例如，由于能源網(wǎng)300中的高能量需求)，主控制單元60通過關閉壓縮機33、51和/或具有電解器21和ASU 22的H2-N2-O2產(chǎn)生單元20來減少系統(tǒng)100中的氣體質(zhì)量流動，從而減少NH3的產(chǎn)生。因此，較少的能量1'從風車10被引導至系統(tǒng)100，并且更多的能量1”可用于能源網(wǎng)300。此外，主控制單元60增加從NH3存儲容器44到NH3電力發(fā)電機200的NH3質(zhì)量流動。因此，NH3電力發(fā)電機200增加能源網(wǎng)300所需的能量1”'的生成，以確保電網(wǎng)300中的穩(wěn)定能量供應從而實現(xiàn)平衡的負載。

在從風車10和電力管理單元11分別到系統(tǒng)100的能量供應過高的情況下(例如，當風車10生成比能源網(wǎng)300所需要的能量更多的能量時)，主控制單元60通過向壓縮機33、51，向電解器21和/或向ASU 22提供更多電力來增加系統(tǒng)100中的氣體質(zhì)量流動，從而加強系統(tǒng)100中的NH3的產(chǎn)生。這導致被存儲在NH3存儲容器44中的NH3的增加的產(chǎn)生。然而，用于能源網(wǎng)300的來自NH3電力發(fā)電機200的能量1”'的生成沒有增加，但是可能減小。

此外，基于電網(wǎng)300中的能量消耗和需求以及基于可用于電網(wǎng)300的任何能量源的可用電力供應，主控制單元60控制NH3電力發(fā)電機200中的電力的生成。因此，在電網(wǎng)300中的可用電力供應小于需求的情況下，主控制單元60將NH3電力發(fā)電機200通電以滿足需求。在電網(wǎng)300中的可用電力供應高于需求的情況下，主控制單元60將NH3電力發(fā)電機200斷電，并且通過向H2-N2-O2產(chǎn)生單元供應更多能量并且通過增加系統(tǒng)100中的質(zhì)量流動，NH3的生成被增強，使得NH3存儲容器44可以再次被填充。

換言之，主控制單元60被配置為，在過低的可再生能量輸入1的時期期間(例如，在能源網(wǎng)300中的低風和/或高能量需求期間)，減少被引導至NH3存儲容器44的NH3的生成和/或增加能量1”'的生成。此外，主控制單元60被配置為，在過高的可再生能量輸入1時期期間(例如，在電網(wǎng)300中的強風和/或低能量需求期間)，增加被引導至NH3存儲容器44的NH3的生成和/或減少能量1”'的生成。

因此，由主控制單元60執(zhí)行的控制可以取決于能源網(wǎng)300中的實際電力需求、由可再生能量源10生成的能量1和/或可用于系統(tǒng)100的來自可再生能量源10的能量1'的實際數(shù)量。

相應地，主控制單元60必須被連接至能源網(wǎng)300以接收關于電網(wǎng)300中的當前能量需求和覆蓋范圍的信息。此外，主控制單元60將被直接連接至能量分配單元11和/或到風車10，以接收關于由風車10提供并且可以在系統(tǒng)100和電網(wǎng)300中使用的能量1、1'、1”的信息。主控制單元60將必須被連接至H2-N2-O2產(chǎn)生單元20，以控制所產(chǎn)生的氫氣和氮氣的數(shù)量以及各個混合器和壓縮機(如果適用)，來調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的質(zhì)量流動。由此，主控制單元60可以調(diào)節(jié)被引導至NH3存儲容器44的NH3的產(chǎn)生。除此之外，主控制單元60被連接至NH3存儲容器44以調(diào)節(jié)給到NH3電力發(fā)電機200的NH3供應，以及被連接至NH3電力發(fā)電機200本身以通過NH3燃燒調(diào)節(jié)能量的生成。最后，主控制單元60可以被連接至氧氣控制系統(tǒng)71，以使從氧氣存儲器70到NH3電力發(fā)電機200的氧氣O2的流動速率也可以由主控制單元60集中地影響。