第一输出口、co2第二输出口，
所述o2罐的出口与所述微藻培养罐底部的o2输入口连接，o2罐的进口与微藻培养罐的o2输出口相连；所述微藻培养罐的co2第一输出口接入所述co2压缩系统，co2第二输出口接入微藻培养罐底部的co2输入口；所述搅拌桨的底部有进气口，所述微藻培养罐的o2输入口与搅拌桨底部的进气口连接，所述搅拌桨由多个搅拌桨叶组成，所述搅拌桨通过所述第一连接轴与co2压缩系统的风机扇叶连接；风机扇叶在自然风力的作用下转动，通过第一连接轴控制搅拌桨旋转，从而起到搅拌微藻液的作用，使co2扩散更均匀，微藻液可以与co2接触的更加充分、完全，从而提高微藻液的整体质量。
9.所述co2压缩系统包括风机扇叶、主轴、齿轮箱、第二连接轴、低温预热器、
气体压缩单元、中温预热器、co2储罐；所述风机扇叶通过主轴与齿轮箱连接，所述齿轮箱通过第二连接轴与气体压缩单元的曲柄连接；所述气体压缩单元由曲柄、活塞、连接杆、压缩腔、进
气阀、出气阀组成，所述曲柄与所述第二连接轴相连，第二连接轴的输出端截面积与所述曲柄的截面积一致，进行一体化设计，所述曲柄通过连接杆与活塞连接，所述第一连接轴、主轴的处于同一条中心线上，所述第二连接轴的中心线与第一连接轴、主轴的中心线保持水平；所述进气阀所在的入口通道通过低温预热器与所述微藻培养罐的co2第一输出口的连接，所述气体压缩单元出气阀通过中温预热器，与co2储罐连接；所述co2储罐的的气体出口分两个
支路，其中第一支路与热电发生系统的透平连接，第二支路接入热电发生系统的高温回热器；风机扇叶在自然风力的作用下，通过主轴带动齿轮箱转动，齿轮箱增速通过第二连接轴带动曲柄旋转，曲柄通过连接杆带动活塞上下循环运动。
10.所述热电发生系统包括透平、发电机、工业用户、数据中心、高温回热器、低温回热器、供热用户、预冷器；所述透平包括两个输入口和两个输出口，其中第一输入口与所述co2储罐输出口的第一支路连接，第二输入口与来自数据中心的输出口连接；第一输出口是工业抽汽出口通过工业蒸汽管道与所述工业用户连接，第二输出口与高温回热器相连；所述透平与发电机同轴连接；所述高温回热器包括两个气体输入口和两个气体输出口，其中第一气体输入口与所述co2储罐气体出口的第二支路连接，第二气体输入口与所述透平的第二输出口连接，第一气体输出口与数据中心相连，第二气体输出口接入所述低温回热器；所述数据中心的气体输入口与所述高温回热器的第一气体输出口连接，数据中心的气体输出口分两路，第一支路接入所述透平的第二输入口，第二支路接入低温回热器；所述低温回热器包括两个输入口和两个输出口，其中第一输入口与数据中心的的第二支路连接，第二输入口与所述高温回热器连接，第一输出口与所述co2储罐出口的第二支路汇合后接入所述高温回热器，第二输出口通过供热用户与预冷器连接，所述预冷器的输出口与所述气体压缩单元的进气阀连接。
11.夜晚微藻进行呼吸作用时，所述o2罐的o2沿着所述微藻培养罐底部的o2输入口、通过所述搅拌桨底部的进气口进入所述微藻培养罐，微藻呼吸作用产生的co2，其中一路通过co2第一输出口进入所述co2压缩系统，另一路通过co2第二输出口进入所述微藻培养罐底部，作为白天微藻光合作用的反应物；白天微藻进行光合作用，吸入co2，生成的o2通过所述微藻培养罐的o2输出口进入所述o2罐；所述搅拌桨通过所述第一连接轴与所述风机扇叶相连，所述风机扇叶在自然风力的作用下转动，控制所述搅拌桨旋转，从而搅拌微藻液。
12.所述微藻培养罐的气体输出口的支路汇合处设置有四通阀，夜晚时o2输出口关闭，co2输第一输出口开启，co2第二输出口关闭，白天时o2输出口开启，co2第二输出口开启。
13.一种基于超临界co2集成风能利用的电力调峰方法，包括所述的电力调峰系统，所述电力调峰方法包括以下步骤：风机扇叶在自然风力的作用下转动，通过主轴，在齿轮箱的增速作用下，带动第二连接轴旋转，进而带动气体压缩单元的曲柄转动，所述曲柄旋转通过连接杆带动活塞上下循环运动，所述曲柄旋转一周，所述活塞上下往复运动两个行程，完成一个工作循环，一个工作循环指气体压缩单元完成一次进气、压缩、送气的工作进程；所述活塞由上止点开始往下止点运动，在此过程中所述气体压缩单元的进气阀开启，出气阀关闭，所述微藻培养罐的co2输出口第一支路的co2进入所述低温预热器后，低温低压的co2通过所述进气阀进入压缩腔，完成进气过程；所述活塞由下止点向上运动对co2进行压缩，此时所述进气阀、所述出气阀均关闭，当co2的压力、温度达到20mpa、450℃时，所述出气阀开启，超临界co2进入所述热电发生系统，所述活塞至上止点，所述出气阀关闭，完成压缩、送气过程，气体压缩单元完成一个工作循环。
14.20mpa、450℃的co2通过所述气体压缩单元的出气阀，经过所述中温预热器的预热，进入所述co2储罐，所述co2储罐的气体出口分两个支路，其中第一支路与透平连接，第二支路接入高温回热器；10mpa、200℃的中间工业抽气通过所述透平的第一输出口供给工业用户，所述透平的第二输出口的乏气进入所述高温回热器的第二气体输入口，与来自所述co2储罐底部出口的20mpa、500℃的co2进行换热，乏气通过所述高温回热器的第二气体输出口进入所述低温回热器，放热后的co2通过所述高温回热器的第一气体输出口进入数据中心，吸收所述数据中心热量后的co2分为两条旁路，其中一条旁路汇合所述co2储罐的第一支路进入所述透平做功，另一旁路接入所述低温回热器的第一输入口，与来自所述高温回热器第二气体输出口的的乏气进行换热，一方面降温后的co2汇合所述co2储罐第二支路的气体进入所述高温回热器，另一方面升温后的5mpa、350℃的乏气先给用户供热，接着进入预冷器，预冷后的co2，进入所述气体压缩单元的进气阀。
15.所述co2储罐的压力温度为20mpa、500℃，中间抽气温度压力为10mpa、200℃。
16.本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
17.本发明将微藻夜晚呼吸作用产生的co2预热、压缩后储存起来，作为白天超临界co2发电的工质，缓解用电高峰；同时利用自然风能，一方面驱动搅拌桨，使微藻液与气体混合均匀，另一方面通过齿轮箱增速驱动气体压缩单元对co2进行压缩，有效利用风能；
18.本发明实现了物质的循环利用，微藻白天光合作用产生的o2可供夜晚呼吸使用，而夜晚产生的co2可作为白天光合作用的反应物。利用co2储罐出口20mpa、500℃的高温高压co2加热透平出口乏汽，同时利用数据中心产生的热量，一方面为数据中心降温，一方面加热低温co2，同时利用数据中心出口20mpa、500℃的co2加热升温后的乏汽，实现了余热的梯级利用。
附图说明
19.图1是本发明实施例的结构示意图。
20.图2是co2生产系统示意图。
21.图3是本发明对比例的结构示意图。
22.1、微藻培养罐；2、o2罐；3、搅拌桨；4、第一连接轴；5、风机扇叶；6、主轴；7、齿轮箱；8、第二连接轴；9、低温预热器；10、气体压缩单元；101、曲柄；102、活塞；103、连接杆；104、压
缩腔；105、进气阀；106、出气阀；11、中温预热器；12、co2储罐；13、透平；14、发电机；15、工业用户；16、数据中心；17、高温回热器；18、低温回热器；19、供热用户；20、预冷器。
具体实施方式
23.下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
24.实施例。
25.本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于超临界co2集成风能利用的电力调峰系统，其特征在于，包括co2生产系统、co2压缩系统以及热电发生系统；
26.所述co2生产系统包括微藻培养罐1、o2罐2、搅拌桨3、第一连接轴4；所述微藻培养罐1包括进料口、o2输入口、co2输入口、气体输出口，所述气体输出口包含三个支路：o2输出口、co2第一输出口、co2第二输出口，所述o2罐2的出口与所述微藻培养罐1底部的o2输入口连接，o2罐2的进口与微藻培养罐1的o2输出口相连；所述微藻培养罐1的co2第一输出口接入所述气体压缩系统，co2第二输出口接入微藻培养罐1底部的co2输入口；所述搅拌桨3的底部有进气口，所述微藻培养罐1的o2输入口与搅拌桨3底部的进气口连接，所述搅拌桨3由多个搅拌桨叶组成，所述搅拌桨3通过第一连接轴4与co2压缩系统的风机扇叶5连接；风机扇叶5在自然风力的作用下转动，通过第一连接轴4控制搅拌桨3旋转，从而起到搅拌微藻液的作用，使co2扩散更均匀，微藻液可以与co2接触的更加充分、完全，从而提高微藻液的整体质量。
27.所述co2压缩系统包括风机扇叶5、主轴6、齿轮箱7、第二连接轴8、低温预热器9、气体压缩单元10、中温预热器11、co2储罐12；所述风机扇叶5通过主轴6与齿轮箱7连接，所述齿轮箱7通过第二连接轴8与气体压缩单元10的曲柄101连接；所述气体压缩单元10由曲柄101、活塞102、连接杆103、压缩腔104、进气阀105、出气阀106组成，所述曲柄101与所述第二连接轴8相连，第二连接轴8的输出端截面积与所述曲柄101的截面积一致，进行一体化设计，所述曲柄101通过连接杆103与活塞102连接，所述第一连接轴4、主轴6的处于同一条中心线上，所述第二连接轴8的中心线与第一连接轴4、主轴6的中心线保持水平；所述进气阀105所在的入口通道通过低温预热器9与所述微藻培养罐1的co2第一输出口的连接，所述气体压缩单元10出气阀106通过中温预热器11，与co2储罐12连接；所述co2储罐12的气体出口分两个支路，其中第一支路与透平13连接，第二支路接入高温回热器17；风机扇叶5在自然风力的作用下，通过主轴6带动齿轮箱7转动，齿轮箱7增速通过第二连接轴8带动曲柄101旋转，曲柄101通过连杆103带动活塞102上下循环运动。
28.所述热电发生系统包括透平13、发电机14、工业用户15、数据中心16、高温回热器17、低温回热器18、供热用户19、预冷器20；
29.所述透平13包括两个输入口和两个输出口，其中第一输入口与所述co2储罐12输出口的第一支路连接，第二输入口与来自数据中心16的输出口连接；第一输出口是工业抽汽出口通过工业蒸汽管道与所述工业用户15连接，第二输出口与高温回热器17相连；所述透平13与发电机14同轴连接；
30.所述高温回热器17包括两个气体输入口和两个气体输出口，其中第一气体输入口与所述co2储罐12气体出口的第二支路连接，第二气体输入口与所述透平13的第二输出口
连接，第一气体输出口与数据中心16相连，第二气体输出口接入所述低温回热器18；所述数据中心16的气体输入口与所述高温回热器17的第一气体输出口连接，数据中心16的气体输出口分两路，第一支路接入所述透平13的第二输入口，第二支路接入低温回热器18；所述低温回热器18包括两个输入口和两个输出口，其中第一输入口与数据中心16的的第二支路连接，第二输入口与所述高温回热器17连接，第一输出口与所述co2储罐12出口的第二支路汇合后接入所述高温回热器18，第二输出口通过供热用户19与预冷器20连接，所述预冷器20的输出口与所述气体压缩单元10的进气阀105连接。
31.上述基于超临界co2集成风能利用的电力调峰系统工作方法按气体流动划分为3个过程，具体如下：
32.夜晚微藻进行呼吸作用时，o2罐2的o2沿着微藻培养罐1底部的o2输入口、通过搅拌桨3底部的进气口进入微藻培养罐1，微藻呼吸作用产生的co2，其中一路通过co2第一输出口进入co2压缩系统，另一路通过co2第二输出口进入微藻培养罐1底部，作为白天微藻光合作用的反应物，白天微藻进行光合作用，吸入co2，生成的o2通过微藻培养罐1的o2输出口进入o2罐2。搅拌桨3通过第一连接轴4与风机扇叶5相连，风机扇叶5在自然风力的作用下转动，控制搅拌桨3旋转，从而起到搅拌微藻液的作用，使co2、o2扩散更均匀，微藻液可以与co2、o2接触的更加充分、完全地反应，更充分的发生呼吸作用及光合作用。
33.微藻培养罐1的气体输出口的支路汇合处设置有四通阀，夜晚时o2输出口关闭，co2输第一输出口开启，co2第二输出口关闭，白天时o2输出口开启，co2第二输出口开启。
34.2.co2压缩过程
35.风机扇叶5在自然风力的作用下转动，通过主轴6，在齿轮箱7增速作用下，带动第二连接轴8旋转，进而带动气体压缩单元10的曲柄101转动，曲柄101旋转通过连杆103带动活塞102上下循环运动，曲轴101每旋转一转，即活塞102上下往复运动两个行程而完成一个工作循环，一个工作循环指气体压缩单元10完成一次进气、压缩、送气的工作进程。活塞102由上止点开始往下止点运动，在此过程中气体压缩单元10的进气阀105开启，出气阀106关闭，微藻培养罐1co2输出口第一支路的co2进入低温预热器9后，低温低压的co2通过进气阀105进入气体压缩单元10的内腔，完成进气过程；活塞102由下止点向上运动对co2进行压缩，此时进气阀105、出气阀106均关闭，当co2的压力、温度达到20mpa、450℃时(此时活塞102未至上止点)，出气阀106开启，超临界co2进入热电发生系统，活塞102至上止点，出气阀106关闭，完成压缩、送气过程；这样气体压缩单元10就完成一个工作循环。
36.3.热电发生过程：
37.20mpa、450℃的co2通过气体压缩单元10的出气阀106，经过中温预热器11的预热，进入co2储罐12，co2储罐12的气体出口分两个支路，其中第一支路与透平13连接，第二支路接入高温回热器17；
38.中间工业抽气(10mpa、200℃)通过透平13的第一输出口供给工业用户15，
39.透平13第二输出口的乏气进入高温回热器17的的第二气体输入口，与来自co2储罐12底部出口的co2(20mpa、500℃)进行换热，
40.乏气通过高温回热器17的第二气体输出口进入低温回热器18，
41.放热后的co2通过高温回热器17的第一气体输出口进入数据中心16，吸收数据中心16热量后的co2分为两条旁路，其中一条旁路汇合co2储罐12的第一支路进入透平13做功，
另一旁路接入低温回热器18的第一输入口，与来自高温回热器17第二气体输出口的的乏气进行换热，一方面降温后的co2汇合co2储罐12第二支路的气体进入高温回热器17，另一方面升温后的乏气(5mpa、350℃)先给用户19供热，接着进入预冷器20，预冷后的co2，进入气体压缩单元10的进气阀105；
42.进一步的，本发明系统co2储罐12的压力温度为20mpa、500℃，中间抽气温度压力为10mpa、200℃。
43.进一步的，本发明系统co2储罐12的压力温度为20mpa、500℃，中间抽气温度压力未10mpa、200℃。
44.进一步地，夜晚的时候，气体压缩单元10出气阀106开启，微藻培养罐1产生的co2进入co2压缩系统，变成高温高压的co2进入热电发生系统；白天的时候，气体压缩单元10的出气阀106关闭，系统利用co2储罐12高温高压的co2进行发电供热。
45.对比例。
46.本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于超临界co2集成风能利用的电力调峰系统，其特征在于，包括co2生产系统、co2压缩系统以及热电发生系统；
47.所述co2生产系统包括微藻培养罐1、o2罐2、搅拌桨3、第一连接轴4；所述微藻培养罐1包括进料口、o2输入口、co2输入口、气体输出口，所述气体输出口包含三个支路：o2输出口、co2第一输出口、co2第二输出口，所述o2罐2的出口与所述微藻培养罐1底部的o2输入口连接，o2罐2的进口与微藻培养罐1的o2输出口相连；所述微藻培养罐1的co2第一输出口接入所述气体压缩系统，co2第二输出口接入微藻培养罐1底部的co2输入口；所述搅拌桨3的底部有进气口，所述微藻培养罐1的o2输入口与搅拌桨3底部的进气口连接，所述搅拌桨3由多个搅拌桨叶组成，所述搅拌桨3通过第一连接轴4与co2压缩系统的风机扇叶5连接；风机扇叶5在自然风力的作用下转动，通过第一连接轴4控制搅拌桨3旋转，从而起到搅拌微藻液的作用，使co2扩散更均匀，微藻液可以与co2接触的更加充分、完全，从而提高微藻液的整体质量。
48.所述co2压缩系统包括风机扇叶5、主轴6、齿轮箱7、第二连接轴8、低温预热器9、气体压缩单元10、中温预热器11、co2储罐12；所述风机扇叶5通过主轴6与齿轮箱7连接，所述齿轮箱7通过第二连接轴8与气体压缩单元10的曲柄101连接；所述气体压缩单元10由曲柄101、活塞102、连接杆103、压缩腔104、进气阀105、出气阀106组成，所述曲柄101与所述第二连接轴8相连，第二连接轴8的输出端截面积与所述曲柄101的截面积一致，进行一体化设计，所述曲柄101通过连接杆103与活塞102连接，所述第一连接轴4、主轴6的处于同一条中心线上，所述第二连接轴8的中心线与第一连接轴4、主轴6的中心线保持水平；所述进气阀105所在的入口通道通过低温预热器9与所述微藻培养罐1的co2第一输出口的连接，所述气体压缩单元10出气阀106通过中温预热器11，与co2储罐12连接；所述co2储罐12的气体出口与透平13连接；风机扇叶5在自然风力的作用下，通过主轴6带动齿轮箱7转动，齿轮箱7增速通过第二连接轴8带动曲柄101旋转，曲柄101通过连杆103带动活塞102上下循环运动。
49.所述热电发生系统包括透平13、发电机14、工业用户15、供热用户19、预冷器20；所述透平13与所述co2储罐12的气体输出口连接，第一输出口是工业抽汽出口通过工业蒸汽管道与所述工业用户15连接，第二输出口接入供热用户19，与预冷器20相连；所述透平13与发电机14同轴连接，所述预冷器20的输出口与所述气体压缩单元10的进气阀105连接。
50.上述基于超临界co2集成风能利用的电力调峰系统工作方法按气体流动划分为3个过程，具体如下：
51.夜晚微藻进行呼吸作用时，o2罐2的o2沿着微藻培养罐1底部的o2输入口、通过搅拌桨3底部的进气口进入微藻培养罐1，微藻呼吸作用产生的co2，其中一路通过co2第一输出口进入co2压缩系统，另一路通过co2第二输出口进入微藻培养罐1底部，作为白天微藻光合作用的反应物，白天微藻进行光合作用，吸入co2，生成的o2通过微藻培养罐1的o2输出口进入o2罐2。搅拌桨3通过第一连接轴4与风机扇叶5相连，风机扇叶5在自然风力的作用下转动，控制搅拌桨3旋转，从而起到搅拌微藻液的作用，使co2、o2扩散更均匀，微藻液可以与co2、o2接触的更加充分、完全地反应，更充分的发生呼吸作用及光合作用。
52.微藻培养罐1的气体输出口的支路汇合处设置有四通阀，夜晚时o2输出口关闭，co2输第一输出口开启，co2第二输出口关闭，白天时o2输出口开启，co2第二输出口开启。
53.2.co2压缩过程
54.风机扇叶5在自然风力的作用下转动，通过主轴6，在齿轮箱7增速作用下，带动第二连接轴8旋转，进而带动气体压缩单元10的曲柄101转动，曲柄101旋转通过连杆103带动活塞102上下循环运动，曲轴101每旋转一转，即活塞102上下往复运动两个行程而完成一个工作循环，一个工作循环指气体压缩单元10完成一次进气、压缩、送气的工作进程。活塞102由上止点开始往下止点运动，在此过程中气体压缩单元10的进气阀105开启，出气阀106关闭，微藻培养罐1co2输出口第一支路的co2进入低温预热器9后，低温低压的co2通过进气阀105进入气体压缩单元10的内腔，完成进气过程；活塞102由下止点向上运动对co2进行压缩，此时进气阀105、出气阀106均关闭，当co2的压力、温度达到20mpa、450℃时(此时活塞102未至上止点)，出气阀106开启，超临界co2进入热电发生系统，活塞102至上止点，出气阀106关闭，完成压缩、送气过程；这样气体压缩单元10就完成一个工作循环。
55.3.热电发生过程：
56.20mpa、450℃的co2通过气体压缩单元10的出气阀106，经过中温预热器11的预热，进入co2储罐12，co2储罐12的气体出口与透平13连接，中间工业抽气(10mpa、200℃)通过透平13的第一输出口供给工业用户19，透平13第二输出口的乏气给用户供热，接入预冷器20，预冷后的co2，通过气体压缩单元10的进气阀105进入co2压缩系统。
57.相比实施例，对比例中少了数据中心16、高温回热器17、低温回热器18。
58.对上述的实施例和对比例进行了模拟计算，环境压力和温度分别取22℃和0.10mpa。所有模拟计算均假设夜晚微藻正常呼吸的情况下，此时风速假设7m/s，co2储罐12输出co2流量取20kg/s，实施例中co2储罐12进入透平13和高温回热器17的比例为1：9；透平出口温度压力为150℃、5mpa，中间抽气占比1/10；齿轮箱为二级行星、一级平行轴结构，传动比约90。模拟参数设定如表1所示。
59.表1系统基本循环参数
60.[0061][0062]
为全面合理评价系统性能，对实施例与对比例的系统建模进行热力学效率分析，实施例的系统循环效率达57％，对比例仅为42％。
[0063]
分析实施例系统效率明显提高的根本原因在于：首先是利用co2储罐的高温高压的co2气体对透平出口乏汽进行加热，并通过数据中心换热后对乏汽进行二次加热，回收热量供热，降低热损。
[0064]
此外本发明将微藻夜晚呼吸作用产生的co2进行升温后储存起来，作为超临界co2发电的工质，且利用自然风力分别对微藻培养罐的搅拌桨及气体压缩单元的活塞进行驱动，有效的利用了风能。同时实现了物质的循环利用，微藻白天光合作用产生的o2可供夜晚呼吸使用，而夜晚产生的co2可作为白天光合作用的反应物。
[0065]
综上所述，本发明中基于超临界co2集成风能利用的电力调峰系统具有很好的系统热力性能与经济效益，节能效果明显。
[0066]
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种基于超临界co2集成风能利用的电力调峰系统，其特征在于，包括co2生产系统、co2压缩系统以及热电发生系统；所述co2生产系统包括微藻培养罐、o2罐、搅拌桨、第一连接轴；所述微藻培养罐包括进料口、o2输入口、co2输入口、气体输出口，所述气体输出口包含三个支路：o2输出口、co2第一输出口、co2第二输出口，所述o2罐的出口与所述微藻培养罐底部的o2输入口连接，所述o2罐的进口与所述微藻培养罐的o2输出口相连；所述微藻培养罐的co2第一输出口接入所述co2压缩系统，co2第二输出口接入所述微藻培养罐底部的co2输入口；所述搅拌桨的底部有进气口，所述微藻培养罐的o2输入口与所述搅拌桨底部的进气口连接，所述搅拌桨由多个搅拌桨叶组成，所述搅拌桨通过所述第一连接轴与所述co2压缩系统的风机扇叶连接；所述风机扇叶在自然风力的作用下转动，通过所述第一连接轴控制所述搅拌桨旋转，从而搅拌微藻液；所述co2压缩系统包括风机扇叶、主轴、齿轮箱、第二连接轴、低温预热器、气体压缩单元、中温预热器、co2储罐；所述风机扇叶通过主轴与齿轮箱连接，所述齿轮箱通过第二连接轴与气体压缩单元的曲柄连接；所述气体压缩单元由曲柄、活塞、连接杆、压缩腔、进气阀、出气阀组成，所述曲柄与所述第二连接轴相连，所述第二连接轴的输出端截面积与所述曲柄的截面积一致，进行一体化设计，所述曲柄通过所述连接杆与所述活塞连接，所述第一连接轴、所述主轴的处于同一条中心线上，所述第二连接轴的中心线与所述第一连接轴、所述主轴的中心线保持水平；所述进气阀所在的入口通道通过所述低温预热器与所述微藻培养罐的co2第一输出口的连接，所述气体压缩单元的出气阀通过所述中温预热器，与所述co2储罐连接；所述co2储罐的的气体出口分两个支路，其中第一支路与所述热电发生系统的透平连接，第二支路接入所述热电发生系统的高温回热器；所述风机扇叶在自然风力的作用下，通过所述主轴带动所述齿轮箱转动，是齿轮箱增速通过所述第二连接轴带动所述曲柄旋转，所述曲柄通过连接杆带动活塞上下循环运动；所述热电发生系统包括透平、发电机、工业用户、数据中心、高温回热器、低温回热器、供热用户、预冷器；所述透平包括两个输入口和两个输出口，其中第一输入口与所述co2储罐输出口的第一支路连接，第二输入口与所述数据中心的输出口连接；第一输出口是工业抽汽出口，通过工业蒸汽管道与所述工业用户连接，第二输出口与所述高温回热器相连；所述透平与所述发电机同轴连接；所述高温回热器包括两个气体输入口和两个气体输出口，其中第一气体输入口与所述co2储罐气体出口的第二支路连接，第二气体输入口与所述透平的第二输出口连接，第一气体输出口与所述数据中心相连，第二气体输出口接入所述低温回热器；所述数据中心的气体输入口与所述高温回热器的第一气体输出口连接，所述数据中心的气体输出口分两路，第一支路接入所述透平的第二输入口，第二支路接入所述低温回热器；所述低温回热器包括两个输入口和两个输出口，其中第一输入口与所述数据中心的的第二支路连接，第二输入口与所述高温回热器连接，第一输出口与所述co2储罐出口的第二支路汇合后接入所述高温回热器，第二输出口通过所述供热用户与所述预冷器连接，所述预冷器的输出口与所述气体压缩单元的进气阀连接。2.根据权利要求1所述的基于超临界co2集成风能利用的电力调峰系统，其特征在于，夜晚微藻进行呼吸作用时，所述o2罐的o2沿着所述微藻培养罐底部的o2输入口、通过所述搅拌桨底部的进气口进入所述微藻培养罐，微藻呼吸作用产生的co2，其中一路通过co2第一输出
口进入所述co2压缩系统，另一路通过co2第二输出口进入所述微藻培养罐底部，作为白天微藻光合作用的反应物；白天微藻进行光合作用，吸入co2，生成的o2通过所述微藻培养罐的o2输出口进入所述o2罐；所述搅拌桨通过所述第一连接轴与所述风机扇叶相连，所述风机扇叶在自然风力的作用下转动，控制所述搅拌桨旋转，从而搅拌微藻液。3.根据权利要求2所述的基于超临界co2集成风能利用的电力调峰系统，其特征在于，所述微藻培养罐的气体输出口的支路汇合处设置有四通阀，夜晚时o2输出口关闭，co2输第一输出口开启，co2第二输出口关闭，白天时o2输出口开启，co2第二输出口开启。4.一种基于超临界co2集成风能利用的电力调峰方法，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的电力调峰系统，所述电力调峰方法包括以下步骤：风机扇叶在自然风力的作用下转动，通过主轴，在齿轮箱的增速作用下，带动第二连接轴旋转，进而带动气体压缩单元的曲柄转动，所述曲柄旋转通过连接杆带动活塞上下循环运动，所述曲柄旋转一周，所述活塞上下往复运动两个行程，完成一个工作循环，一个工作循环指气体压缩单元完成一次进气、压缩、送气的工作进程；所述活塞由上止点开始往下止点运动，在此过程中所述气体压缩单元的进气阀开启，出气阀关闭，所述微藻培养罐的co2输出口第一支路的co2进入所述低温预热器后，低温低压的co2通过所述进气阀进入压缩腔，完成进气过程；所述活塞由下止点向上运动对co2进行压缩，此时所述进气阀、所述出气阀均关闭，当co2的压力、温度达到20mpa、450℃时，所述出气阀开启，超临界co2进入所述热电发生系统，所述活塞至上止点，所述出气阀关闭，完成压缩、送气过程，气体压缩单元完成一个工作循环。5.根据权利要求4所述的基于超临界co2集成风能利用的电力调峰方法，其特征在于，20mpa、450℃的co2通过所述气体压缩单元的出气阀，经过所述中温预热器的预热，进入所述co2储罐，所述co2储罐的气体出口分两个支路，其中第一支路与透平连接，第二支路接入高温回热器；10mpa、200℃的中间工业抽气通过所述透平的第一输出口供给工业用户，所述透平的第二输出口的乏气进入所述高温回热器的第二气体输入口，与来自所述co2储罐底部出口的20mpa、500℃的co2进行换热，乏气通过所述高温回热器的第二气体输出口进入所述低温回热器，放热后的co2通过所述高温回热器的第一气体输出口进入数据中心，吸收所述数据中心热量后的co2分为两条旁路，其中一条旁路汇合所述co2储罐的第一支路进入所述透平做功，另一旁路接入所述低温回热器的第一输入口，与来自所述高温回热器第二气体输出口的的乏气进行换热，一方面降温后的co2汇合所述co2储罐第二支路的气体进入所述高温回热器，另一方面升温后的5mpa、350℃的乏气先给用户供热，接着进入预冷器，预冷后的co2，进入所述气体压缩单元的进气阀。6.根据权利要求5所述的一种基于超临界co2集成风能利用的电力调峰方法，其特征在于，所述co2储罐的压力温度为20mpa、500℃，中间抽气温度压力为10mpa、200℃。
技术总结
本发明公开了一种基于超临界CO2集成风能利用的电力调峰系统及方法，涉及碳的减排领域，包括CO2生产系统、CO2压缩系统以及热电发生系统。本发明将微藻夜晚呼吸作用产生的CO2进行升温后储存起来，作为超临界CO2发电的工质，且利用自然风力分别对微藻培养罐的搅拌桨及气体压缩单元的活塞进行驱动，有效的利用了风能。同时实现了物质的循环利用，微藻白天光合作用产生的O2可供夜晚呼吸使用，而夜晚产生的CO2可作为白天光合作用的反应物。同时利用CO2储罐的高温高压的CO2气体对透平出口乏汽进行加热，并通过数据中心换热后对乏汽进行二次加热，回收热量供热，降低热损。降低热损。降低热损。
技术研发人员：
李焕龙 程礼彬 贾成鹏 何子春 叶智 郑鹏 许帅 朱锋杰 张强 曹森
受保护的技术使用者：
华电电力科学研究院有限公司
技术研发日：
2022.07.22
技术公布日：
2022/11/18
