1.一種基于由可再生能量源(10)提供的能量(1)為能源網(wǎng)(300)提供能量(1”、1”')的系統(tǒng)(100),包括:
-H2-N2-O2產(chǎn)生單元(20),用于產(chǎn)生氫氣(4)、氮氣(5)和氧氣(6、7),其中所述H2-N2-O2產(chǎn)生單元(20)通過使用由所述可再生能量源(10)提供的能量(1')來操作,
-氧氣存儲器(70),被配置為接收和存儲由所述H2-N2-O2產(chǎn)生單元(20)產(chǎn)生的所述氧氣(6、7),
-混合單元(30),被配置為接收和混合由所述H2-N2-O2產(chǎn)生單元(20)產(chǎn)生的所述氫氣(4)和所述氮氣(5)以形成氫氣氮氣混合物(8),
-NH3源(40),用于接收并且處理所述氫氣氮氣混合物(8)以生成包含NH3的氣體混合物(9),其中所述NH3源(40)包括用于存儲包含NH3的所述氣體混合物(9)的NH3的至少部分的NH3存儲容器(44),
-NH3電力發(fā)電機(200),用于生成用于所述能源網(wǎng)(300)的能量(1”'),
其中所述NH3電力發(fā)電機(200):
-被流體連接至所述NH3存儲容器(44)以從所述NH3存儲容器(44)接收NH3,
-被配置為在燃燒室(201)中燃燒所接收的NH3以生成用于所述能源網(wǎng)(300)的所述能量(1”'),
-被流體連接至所述氧氣存儲器(70)以使來自所述氧氣存儲器(70)的氧氣(O2)能夠被引入到所述燃燒室(201)中用于NH3的燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100),包括氧氣控制系統(tǒng)(71),所述氧氣控制系統(tǒng)(71)用于基于輸入數(shù)據(jù)集來控制從所述氧氣存儲器(70)到所述NH3電力發(fā)電機(200)的氧氣(O2)的流動,所述輸入數(shù)據(jù)集包含關(guān)于所述燃燒室(201)中的實際工作條件的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)(100),其中所述工作條件包括以下中的至少一項:
-所述燃燒室(201)中的燃燒狀態(tài),
-從所述NH3存儲容器(44)到所述NH3電力發(fā)電機(200)的NH3的流動速率,
-所述燃燒室(201)中的溫度,
-所述燃燒室(201)中氣體混合物的實際化學(xué)組成,和/或
-所述NH3電力發(fā)電機(200)的燃燒廢氣的實際化學(xué)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項所述的系統(tǒng)(100),包括主控制單元(60),所述主控制單元(60)用于控制被存儲在所述NH3存儲容器(44)中的NH3的生成和/或所述NH3電力發(fā)電機(200)的所述能量(1”')的生成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)(100),其中所述主控制單元(60)被配置并且布置使得對被存儲在所述NH3存儲容器(44)中的NH3的生成和/或所述NH3電力發(fā)電機(200)的所述能量(1”')的生成的控制取決于所述能源網(wǎng)(300)中的實際電力需求和/或由所述可再生能量源(10)當(dāng)前生成的能量(1)的量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4到5中的任一項所述的系統(tǒng)(100),其中所述主控制單元(60)被配置為:
-在來自所述可再生能量源(10)的低的可再生能量輸入時段期間,減小被存儲在所述NH3存儲容器(44)中的NH3的生成和/或增加所述能量(1”')的生成,
-在來自所述可再生能量源(10)的高的可再生能量輸入時段期間,增加被存儲在所述NH3存儲容器(44)中的NH3的生成和/或減小所述能量(1”')的生成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一項所述的系統(tǒng)(100),其中所述H2-N2-O2產(chǎn)生單元(20)包括:
-電解器(21),用于產(chǎn)生所述氫氣(4)和所述氧氣(6),其中所述電解器(21)被配置為接收水(2)和由所述可再生能量源(10)產(chǎn)生的所述能量(1')并且通過電解產(chǎn)生所述氫氣(4)和所述氧氣(6),以及
-空氣分離單元(22),用于產(chǎn)生所述氮氣(5)和所述氧氣(7),其中所述空氣分離單元(22)被配置為接收空氣(3)和由所述可再生能量源(10)產(chǎn)生的所述能量(1')并且通過分離所接收的空氣(3)來產(chǎn)生所述氮氣(5)和所述氧氣(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任一項所述的系統(tǒng)(100),其中所述混合單元(30)被流體連接至所述H2-N2-O2產(chǎn)生單元(20)以接收在所述H2-N2-O2產(chǎn)生單元(20)中產(chǎn)生的所述氫氣(4)和所述氮氣(5),其中所述混合單元(30)包括:
-混合器(32),用于混合所述氫氣(4)與所述氮氣(5)以形成氫氣氮氣混合物,以及
-壓縮機(33),用于壓縮來自所述混合器(32)的所述氫氣氮氣混合物以形成壓縮的氫氣氮氣混合物(8),所述壓縮的氫氣氮氣混合物(8)被引導(dǎo)至所述NH3源(40)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中的任一項所述的系統(tǒng)(100),其中所述NH3源(40)包括:
-NH3反應(yīng)室(41),被配置為從所述混合單元(30)接收所述氫氣氮氣混合物(8)并且處理所接收的氫氣氮氣混合物(8)以形成包含NH3的氣體混合物(9),以及
-分離器(43),用于從所述NH3反應(yīng)室(41)接收包含NH3的所述氣體混合物(9),
其中,
-所述分離器(43)被配置為將NH3從包含NH3的所述氣體混合物(9)中分離以使得產(chǎn)生NH3和剩余氫氣氮氣混合物(8'),以及
-所述分離器(43)被流體連接至所述NH3存儲容器(44)以將所產(chǎn)生的NH3引導(dǎo)至所述NH3存儲容器(44)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)(100),還包括再處理單元(50),所述再處理單元(50)用于使用再壓縮機(51)和第二混合器(52)再處理所述剩余氫氣氮氣混合物(8'),其中
-所述再壓縮機(51)被流體連接至所述分離器(43)以從所述分離器(43)接收和壓縮所述剩余氫氣氮氣混合物(8'),
-所述第二混合器(52)被流體連接至所述再壓縮機(51)以從所述再壓縮機(51)接收所壓縮的剩余氫氣氮氣混合物(8'),
-所述第二混合器(52)被流體連接至所述混合單元(30)以從所述混合單元(30)接收所述氫氣氮氣混合物(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)的所述氫氣氮氣混合物(8)以及來自所述再壓縮機(51)的所壓縮的剩余氫氣氮氣混合物(8'),以形成被提供給所述NH3源(40)的所述氫氣氮氣混合物(8)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)(100),其中所述分離器(43)被流體連接至所述混合單元(30)以將所述剩余氫氣氮氣混合物(8')從所述分離器(43)引導(dǎo)至所述混合單元(30),以使所述剩余氫氣氮氣混合物(8')在所述混合單元(30)中與來自所述H2-N2-O2產(chǎn)生單元(20)的所述氫氣(4)和所述氮氣(5)混合以形成由所述NH3源(40)接收的所述氫氣氮氣混合物(8)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中的任一項所述的系統(tǒng)(100),還包括能量分配單元(11),所述能量分配單元(11)被配置為接收由所述可再生能量源(10)提供的所述能量(1)并且向所述能源網(wǎng)(300)和/或所述H2-N2-O2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源網(wǎng)(300)中的能量需求情況。
13.一種基于由可再生能量源(10)提供的能量(1)用于能源網(wǎng)(300)的能量輸入(1”、1”')的負載平衡的方法,其中,
-使用來自所述可再生能量源(10)的所述能量(1)的至少部分(1')在H2-N2-O2產(chǎn)生單元(20)中產(chǎn)生氫氣(4)、氮氣(5)和氧氣(6、7),
-所產(chǎn)生的氧氣(6,7)被引導(dǎo)至并且存儲在氧氣存儲器(70)中,
-所產(chǎn)生的氫氣(4)和氮氣(5)在混合單元(30)中被混合以形成氫氣氮氣混合物(8),
-所述氫氣氮氣混合物(8)在NH3源(40)中被處理以生成包含NH3的氣體混合物(9),并且包含NH3的所述氣體混合物(9)的NH3被存儲在NH3存儲容器(44)中,
-NH3從所述NH3存儲容器(44)被提供給NH3電力發(fā)電機(200)的燃燒室(201)并且所提供的NH3在所述燃燒室(201)中被燃燒用于生成用于所述能源網(wǎng)(300)的所述能量(1”'),其中,
-來自所述氧氣存儲器(70)的氧氣(O2)被引入到所述燃燒室(201)中用于NH3的燃燒。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中氧氣控制系統(tǒng)(71)基于輸入數(shù)據(jù)集來控制從所述氧氣存儲器(70)到所述NH3電力發(fā)電機(200)的氧氣(O2)的流動,所述輸入數(shù)據(jù)集包含關(guān)于所述燃燒室(201)中的實際工作條件的信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中所述工作條件包括以下中的至少一項:
-所述燃燒室(201)中的燃燒狀態(tài),
-從所述NH3存儲容器(44)到所述NH3電力發(fā)電機(200)的NH3的流動速率,
-所述燃燒室(201)中的溫度,和/或
-所述燃燒室(201)中的氣體混合物的實際化學(xué)組成,
-所述NH3電力發(fā)電機(200)的燃燒廢氣的實際化學(xué)組成。
16.根據(jù)權(quán)利要求13到15中的任一項所述的方法,其中所述系統(tǒng)(100)的主控制單元(60)控制被存儲在所述NH3存儲容器(44)中的NH3的生成和/或所述NH3電力發(fā)電機(200)的所述能量(1”')的生成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中包含NH3的所述氣體混合物(9)被引導(dǎo)至分離器(43),所述分離器(43)將NH3從包含NH3的所述氣體混合物(9)中分離以使得產(chǎn)生被存儲在所述NH3存儲容器(44)中的NH3以及剩余氫氣氮氣混合物(8')。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中所述剩余氫氣氮氣混合物(8')被再壓縮,并且再壓縮后的剩余氫氣氮氣混合物(8')與來自所述混合單元(30)的所述氫氣氮氣混合物(8)混合,以形成由所述NH3源(40)接收的所述氫氣氮氣混合物(8)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中所述剩余氫氣氮氣混合物(8')在所述混合單元(30)中與來自所述H2-N2-O2產(chǎn)生單元(20)的所述氫氣(4)和所述氮氣(5)混合,以形成由所述NH3源(40)接收的所述氫氣氮氣混合物(8)。
20.根據(jù)權(quán)利要求13到19中的任一項所述的方法,其中至少根據(jù)所述能源網(wǎng)(300)中的實際功率需求和/或由所述可再生能量源(10)當(dāng)前生成的能量(1)的量,所述主控制單元(60)控制被存儲在所述NH3存儲容器(44)中的NH3的生成和/或所述NH3電力發(fā)電機(200)的所述能量(1”')的生成。
21.根據(jù)權(quán)利要求13到20中的任一項所述的方法,其中所述主控制單元(60):
-在來自所述可再生能量源(10)的低的可再生能量輸入時段期間,減小被存儲在所述NH3存儲容器(44)中的NH3的生成和/或增加所述能量(1”')的生成,
-在來自所述可再生能量源(10)的高的可再生能量輸入時段期間,增加被存儲在所述NH3存儲容器(44)中的NH3的生成和/或減小所述能量(1”')的生成。