CN115084580B - 基于可逆固体氧化物电池可再生能源就地储能系统及方法 - Google Patents

Abstract

基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统及其方法，该系统包括可再生能源发电系统、锂电池模块、可逆固体氧化物电池子系统(RSOC)和储气罐；当可再生能源过剩时，可逆固体氧化物电池子系统运行在电解(SOEC)模式，高温蒸汽在固体氧化物电池中转化为氢气和氧气分别储存于储气罐中；可再生能源短缺时，电能由两种方式补充，第一种为可逆固体氧化物电池子系统在燃料电池模式运行，将氢气化学能转化为电能，另一种为锂电池模块放电。本发明既可以减少可再生能源波动性、间歇性和不确定性导致的可再生能源发电系统实际出力与计划出力偏差，又能够降低可再生能源发电系统为其他调峰电源支付的调峰成本。

Description

基于可逆固体氧化物电池可再生能源就地储能系统及方法

技术领域

本发明属于可再生能源就地储能领域，特别涉及一种基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统；具体说是在可再生能源发电量过剩时利用可逆固体氧化物电池子系统(RSOC)的燃料电池模式(SOFC)将电能转化为氢气储存；在可再生能源发电不足时利用可逆固体氧化物电池子系统(RSOC)的电解模式(SOEC)将储存的氢气转化为电能上网。

背景技术

为了应对化石能源危机和气候变暖，世界各国电网都在寻求更高比例的可再生能源接入。欧盟于2011年发布了低碳经济路线图，计划逐步提高可再生能源的消费比例。英国国家电网也提出了“UK Gone Green”发展计划，确定了2050年可再生能源在英国能源结构中的地位。近年来，我国的能源结构进行了较大调整，可再生能源在能源结构中的比重不断上升，已成为世界最大的可再生能源生产国和消费国。同时由于可再生能源发电受自然条件影响，出力具有波动性和不确定性，大规模可再生能源发电并网时需要电网频繁调度传统机组以保持电力供需平衡，从而造成可再生能源浪费严重，储能被认为是最有效的消纳可再生能源以达到供需平衡的方式。当前电网中常用的储能方式有：抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、蓄电池储能、超导储能和电转气(power to gas，P2G)技术等。其中，P2G技术能源转化效率高，地理位置不受限，近乎零污染，只要保持电解运行即可不断地将新能源转化成H₂加以储存利用，是最有望实现大规模可再生能源消纳的新兴技术。

在众多电解设备中，具有可逆特性的固体氧化物电池(reversible solid oxidecells，RSOC)由于同时具有极高的电解和发电性能而备受关注。可逆固体氧化物电池(RSOC)可以双向运行，运行在固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells，SOFC)模式时，可以将燃料化学能转化为电能；运行在固体氧化物电解池(solid oxide electrolyticcells，SOEC)模式时将电能转化为燃料化学能储存。RSOC具有全固态结构，在低碳能源系统中作为热电联产电站、应急备用电源和分布式电源等被使用，均具有良好的应用前景。得益于高温的工作环境，RSOC运行在固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells，SOFC)模式时，可以消耗电解H₂、天然气甚至各类烃类燃料，适应性广。运行在固体氧化物电解池(solid oxide electrolytic cells，SOEC)模式时，还可以进一步结合CO₂捕捉装置(CO2capture&storage，CCS)，通过“共电解”合成人造天然气(synthetic natural gas，SNG)，实现电能向化学能的高效转换。

除此之外，RSOC应用在能源系统中具有以下优点：

1)兼具电解和发电功能，降低了设备投资成本和系统复杂度。

2)RSOC电站由多个子电堆组装而成，系统扩展性较强，额定功率在数千瓦到数十兆瓦不等，在不同规模的能源系统中均可应用。

3)工作温度在600～1000℃之间，排气温度通常超过600℃。利用其高品位废热可进行热电联产，实现能量梯级利用，极大提升能源利用效率。

4)发电、电解交替进行，从运行方式上即可自行解决燃料电池使用烃类燃料发电带来的碳沉积问题。

5)RSOC可以运行在热待机模式，消耗少量的氢气或者电能维持电池电堆的温度，可实现快速启动。

目前针对以上问题及特性，现有技术提供了部分解决方案。2018年12月14日公布的发明专利CN109004665A，涉及一种风电、光电离/并网制氢方法及系统，在满足电网需求的前提下，利用电网多余的电能制氢，当电网多余电能功率过低时，即将储能单元的电能释放补充用于制氢，从而使制氢装置的输入功率较平滑稳定。虽然该发明提出制氢装置包括固体氧化物电解池，但未利用固体氧化物电池的可逆特性，无法就地利用电解制得的氢气。

2019年1月18日公布的发明专利CN109234753A，涉及一种太阳能、风能和氢能互补的发电系统，风力发电装置和太阳能发电装置将光能和风能转化为电能，电能被输送到后续需要用电的装置，电解水装置将水电解为氢气和氧气，气体分离装置将氢气与氧气分离，并将氢气储存在有机液体储氢材料中，并输送到氢能发电系统中，用作氢内燃机或所述燃料电池的燃料。该发明未明确电解装置和燃料电池的类型，且电解水装置和发电装置是各自独立的设备，无法在一台设备上实现电能和燃料化学能的双向转化。

2010年9月22日公布的发明专利CN101841277A，涉及一种可再生能源储能储氢综合发电系统，其中可再生能源发电系统发出的电力通过中高压水电解制氢系统制成氢气，直接储存在金属氢化物储氢器中，该氢气提供给燃料电池发电系统作为燃料。该发明的制氢和发电装置分别为中高压水电解装置和质子交换膜燃料电池，而非可逆固体氧化物电池，同时该系统使用金属氢化物作为氢气储存装置，但目前金属储氢不稳定且可控性差，仍未到商用阶段。

2007年4月25日公布的实用新型专利CN2893940Y，涉及一种可再生能源与燃料电池耦合发电装置，其中可再生能源发电系统发出的电力通过电解水制氢系统制成氢气，氢气提供给燃料电池发电系统作为燃料。该发明的制氢和发电装置分别为中高压水电解装置和质子交换膜燃料电池，而非可逆固体氧化物电池，同时该发明未使用电能储存装置，无法由锂电池直接储存释放电能。

2016年3月23日公布的发明专利CN105429173A，涉及一种基于燃料电池与风能的分布式能源系统，风资源充足时，风力发电系统的叶片在风力作用下高速旋转，通过电机将风能转化为电能，在用电高峰期直接供电；电机同时连接至多个并列的电解槽，在用电低谷将电能用于电解水，电解水产生的氢气和氧气经压缩后分别储存；风力资源匮乏时，储氢罐和储氧罐为燃料电池提供氢气和氧气进行发电；燃料电池产生的热水回流至电解槽内，燃料电池内换热出来的热空气可在燃料电池工作时替代传统的电加热装置对叶片进行加热，防止叶片结冰。该发明的制氢装置和发电装置是各自独立的设备，无法在一台设备上实现电能和燃料化学能的双向转化，同时该系统未使用电能储存装置，无法由锂电池直接储存释放电能。

2018年9月7日公布的发明专利CN108511776A，涉及一种基于质子交换膜应用的发电与制氢一体化动力系统，其既可将氢气与空气中的氧气化合发电驱动电动机，又可在外接电源的辅助下电解水制氢，解决了目前加氢站建设严重滞后的问题，集成度高，运行时只产生水和氧气，水可循环利用可实现零排放和零污染。该发明专利使用的制氢装置和发电装置分别为质子交换膜电解水装置和质子交换膜燃料电池，而非可逆固体氧化物电池，且无法在一台设备上实现电能和燃料化学能的双向转化。

张雨檬在Reversible solid-oxide cell stack based power-to-x-to-powersystems:Economic potential evaluated via plant capital-cost target中采用基于系统分解的优化方法，在风电渗透率为150％/200％/250％以及与化工市场的强/弱相互作用的各种情况下，评估基于可逆固体氧化物电池的双向电厂协助风电场提供可靠电力供应的经济可行性。结果表明，在与化工市场交互频繁的情况下，尤其是在风力发电渗透率较高(200,250％)时，氢是最具经济潜力的途径。当生产的化学品不出售给市场时，由于合成气和甲烷就地存储成本低廉，且循环效率高，所以这两种途径在经济上更可行。

由于可再生能源具有波动性、间歇性等诸多特点，现有技术无法突破可再生能源发电系统持续可靠地为电网提供电能的技术瓶颈，需要电网持续调度来达到供需平衡。现有技术方案大多未采用可逆固体氧化物电池，无法在同一设备上实现电能和化学能的双向转化。且现有技术方案没有提出可逆固体氧化物电池的热待机模式从而无法实现快速启动。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统，该系统包括但不限于可再生能源发电系统、锂电池模块、可逆固体氧化物(RSOC)系统和储氢罐、储氧罐，其技术方案如下：

一种基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统，包括与电网输入端连接的可再生能源发电系统、锂电池、可逆固体氧化物电池子系统，其特征在于：所述可再生能源发电系统、锂电池模块、可逆固体氧化物电池子系统顺序连接，同时，所述可再生能源发电系统输出端与可逆固体氧化物电池子系统输入端连接；所述可逆固体氧化物电池子系统通过输气管道与储氧罐和储氢罐相连。

优选为：可再生能源包括太阳能、风能、潮汐能、地热能和生物能。

优选为：可逆固体氧化物电池子系统(4)具有三种工作模式，即SOFC模式、SOEC模式和热待机模式；SOFC模式下，氧气通入阴极作为氧化剂，氢气通入阳极进行氧化，电池电极间产生电化学势从而输出电能；SOEC模式下，在外部电势的驱动下电池将高温水蒸气电解，在阳极和阴极分别生成氧气和氢气；热待机模式下可逆固体氧化物电池子系统消耗少量的氢气或者电能维持自身温度。

优选为：所述可逆固体氧化物电池子系统(4)的热待机模式包括三种运行方式：第一种方式：需要消耗少量电能同时产生少量的氢气并生产足够的热量来弥补电池电堆的热量损失将电池电堆维持在600℃以上；第二种方式：需要消耗少量氢气同时保持鼓风机运行并且产生热量将电池电堆温度维持在600℃以上；第三种方式：需要同时消耗少量的氢气和电能来生产所需热量将电池电堆维持在600℃以上。

优选为：当所述可再生能源就地储能系统在可再生能源短缺时的运行策略为：其电能由两种方式补充：第一种为可逆固体氧化物电池子系统(4)的燃料电池模式将燃料化学能转化为电能；另一种为锂电池模块放电；其中运行在燃料电池模式(SOFC)的可逆固体氧化物电池子系统(4)将储氧罐(5)储氢罐(6)中通入的氧气和氢气转化为水蒸气并输出电能。

优选为：当所述可再生能源就地储能系统在可再生能源发电量过剩时的运行策略为：将可再生能源发电系统(2)产生的过剩电能由可逆固体氧化物电池子系统(4)转化为燃料化学能储存，或者由锂电池模块(3)以化学能形式储存。此时可逆固体氧化物电池子系统(4)运行在电解模式(SOEC)，高温蒸汽在可逆固体氧化物电池中转化为氧气和氢气，将它们分别储存在储氧罐(5)和储氢罐(6)中。

优选为：所述可再生能源就地储能系统在可再生能源发电量正好满足电网需求或者可逆固体氧化物燃料电池运行不经济时的运行策略为：根据对可再生能源的预测选择可逆固体氧化物电池子系统(4)的运行模式，如预测可再生能源在较长时间内能够正好满足电网需求时可以将可逆固体氧化物电池子系统(4)关闭；如预测可再生能源在短时间内会短缺或过剩时可以将可逆固体氧化物电池子系统(4)运行在热待机模式并在三种运行方式中选择经济性最优的一种运行。

本发明公开一种基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统运行方法，包括上述的基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统，其特征为：所述方法包括(1)可逆固体氧化物电池子系统具有三种模式，即SOFC模式、SOEC模式和热待机模式；(2)可逆固体氧化物电池子系统的热待机模式的三种运行方式；(3)可再生能源短缺时的运行策略；(4)可再生能源发电量过剩时的运行策略；(5)可再生能源发电量正好满足电网需求或者可逆固体氧化物燃料电池运行不经济时的运行策略。

本发明还公开一种将上述的基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统运行方法应用于可再生能源发电系统中。

本发明具有以下优点及有益效果：可再生能源发电系统、锂电池储能与可逆固体氧化物电池子系统储氢技术耦合集成，实现可逆固体氧化物电池在可再生能源发电系统就地储能，具有以下特点：

(1)设置有锂电池，锂电池可储存大量电能，并在可再生能源短缺时将其释放给固体氧化物电解池、电蒸汽发生器和电加热器等设备，满足电解制氢的需要。

(2)可逆固体氧化物电池子系统有三种工作模式，分别为SOFC模式、SOEC模式和热待机模式，相比于分开的燃料电池+电解槽的方案，可逆固体氧化物电池子系统能够在一台设备上实现化学能和电能的双向转化，且运行在热待机模式时可实现快速启动。

(3)相比于质子交换膜燃料电池/电解槽，可逆固体氧化物电池具有能量转化效率高，不使用昂贵的铂催化剂等优势，且在SOFC模式下燃料适应性广，SOEC模式下能够实现二氧化碳和水的共电解。

(4)相比于分开的燃料电池+电解槽的方案，可逆固体氧化物电池的运行时间更长，在设备投资成本和系统运行复杂度方面具有巨大优势,有助于企业的成本回收和盈利。

(5)本发明采用多种运行策略，能够满足可再生能源发电量短缺、过剩等各类情况，减少可再生能源波动性、间歇性和不确定性导致的实际出力与计划出力不符的现象，同时降低可再生能源发电系统为其他调峰电源支付的调峰成本，实现可再生能源发电系统低成本储能，且系统扩展性较强，适合不同容量的可再生能源储能系统。

(6)热待机模式下的可逆固体氧化物电池子系统能够消耗少量的电能或氢气产生热量来弥补电池的热量损失，将电堆温度维持在600℃以上，能够实现短时间内快速启动。

附图说明

图1为一种可逆固体氧化物电池作为可再生能源就地储能的应用。

图中：1-电网，2-可再生能源发电系统，3-锂电池，4-可逆固体氧化物电池子系统，5-储氧罐，6-储氢罐。

具体实施方式

本发明提出了一种可逆固体氧化物电池作为可再生能源就地储能的应用，下面结合附图予以说明。

如图1所示的一种基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统，包括与电网1输入端连接的可再生能源发电系统2、锂电池3、可逆固体氧化物电池子系统4，其特征在于：所述可再生能源发电系统2、锂电池3、可逆固体氧化物电池子系统4顺序连接，同时，所述可再生能源发电系统2输出端与锂电池3和可逆固体氧化物电池子系统4输入端连接；所述可逆固体氧化物电池子系统4通过输气管道与储氧罐5和储氢罐6相连。

可逆固体氧化物电池由多孔阳极、多孔阴极、致密电解质层以及支撑体组成。可逆固体氧化物电池子系统4可以双向运行，在燃料电池(SOFC)模式下将燃料化学能转化为电能，在电解模式(SOEC)下将电能储存为燃料化学能。燃料电池(SOFC)模式下，空气或者氧气通入阴极作为氧化剂，燃料气体或氢气通入阳极进行氧化，自由电子在电化学势的作用下通过外电路，驱动负载对外界做功，并传导至空气电极参与氧气的还原反应。反应方程如下：阴极：0.5O₂+2e^-→O^2-，阳极：O^2-+H₂→H₂O+2e^-，电解模式下反之。

锂电池3由LiCoO₂正极、石墨负极、隔膜和电解液构成，其正、负极材料均能够嵌脱锂离子。当锂电池3放电时，锂离子在电场作用下从负极材料中脱出，穿越隔膜移动到正极与电子汇合，形成LiCoO₂化合物，放电过程反应方程如下：正极：Li_1-xCoO₂+xLi⁺+xe^-→LiCoO₂，负极：Li_xC→xLi⁺+C+xe^-,充电过程反之。

可逆固体氧化物电池子系统4具有三种模式，即SOFC模式、SOEC模式和热待机模式。SOFC模式下可逆固体氧化物电池子系统4能够将氢气氧气转化为水蒸气并输出电能；SOEC模式下可逆固体氧化物电池子系统4消耗电能并将高温水蒸气转化为氢气和氧气储存。热待机模式下可逆固体氧化物电池子系统4消耗少量的氢气或者电能来产生热量维持自身温度。

可逆固体氧化物电池子系统4的热待机模式有三种运行方式：第一种方法需要消耗少量电能同时产生少量的氢气并生产足够的热量来弥补电池电堆的热量损失将电池电堆维持在600℃以上。第二种方法需要消耗少量氢气同时保持鼓风机运行并且产生热量将电池电堆温度维持在600℃以上。第三种方法需要同时消耗少量的氢气和电能来生产所需热量将电池电堆维持在600℃以上。

此系统在可再生能源短缺时的运行策略为：电能由两种方式补充，第一种为可逆固体氧化物电池子系统4的燃料电池模式(SOFC)将燃料化学能转化为电能，另一种为锂电池3放电，或者由两者协同补充。此时可逆固体氧化物电池子系统4运行在燃料电池(SOFC)模式，储氧罐5储氢罐6中的氧气和氢气分别通入可逆固体氧化物电池子系统4的阴极和阳极最终转化为水蒸气。

此系统在可再生能源发电量过剩时的运行策略为：以经济性最优的方式将可再生能源发电系统2产生的过剩电能由可逆固体氧化物电池子系统4转化为燃料化学能储存，或者由锂电池3以化学能形式储存；此时可逆固体氧化物电池子系统4运行在电解模式(SOEC)，高温蒸汽在可逆固体氧化物电池子系统4中转化为氧气和氢气，分别储存于储气罐中将它们分别储存在储氧罐5和储氢罐6中。

此系统在可再生能源发电量正好满足电网1需求或者可逆固体氧化物燃料电池子系统4运行不经济时的运行策略为：根据对可再生能源的预测选择可逆固体氧化物电池子系统4的运行模式，如预测可再生能源在较长时间内能够正好满足电网需求时可以将可逆固体氧化物电池子系统4关闭；如预测可再生能源在短时间内会短缺或过剩时可以将可逆固体氧化物电池子系统4运行在热待机模式并在三种方法中选择经济性最优的一种运行，由可再生能源发电系统2、锂电池3提供少量电能或者由储氧罐5和储氢罐6提供少量氧气和氢气维持电池电堆温度。

本发明设置有锂电池3，锂电池3可储存大量电能，并在可再生能源短缺时将其释放给可逆固体氧化物电池子系统4中的电蒸汽发生器和电加热器等设备，满足电解制氢的需要，同时相比与纯锂电池储能，可逆固体氧化物电池成本更低；相比于分开的燃料电池+电解槽的方案，可逆固体氧化物电池能够在一台设备上实现化学能和电能的双向转化，且运行在热待机模式时可实现快速启动；相比于质子交换膜燃料电池/电解槽，可逆固体氧化物电池具有能量转化效率高，不使用昂贵的铂催化剂等优势，且在SOFC模式下燃料适应性广，SOEC模式下能够实现二氧化碳和水的共电解；相比于分开的燃料电池+电解槽的方案，可逆固体氧化物电池的运行时间更长，在设备投资成本和系统运行复杂度方面具有巨大优势,有助于企业的成本回收和盈利；综上，本发明可减少可再生能源波动性、间歇性和不确定性导致的实际出力与计划出力不符的现象，又能降低可再生能源发电系统为其他调峰电源支付的调峰成本。

实施例

以装机容量为150MW的风电厂为例，全年的最大电力短缺为114MW，最大电能过剩为127MW。可逆固体氧化物电池子系统运行在燃料电池模式时能量转换效率为47.8％，运行在电解模式时能量转换效率为73.8％。储氧罐总储氧量为53648kg，压力80bar。储氢罐总储氢量为6760kg，压力为200bar。

可再生能源短缺，即实际发电量小于计划发电量时，电能由锂电池3和可逆固体氧化物电池子系统4协同补充，此时可逆固体氧化物电池子系统4运行在燃料电池模式：储氢罐6和储氧罐5中的储存的氢气和氧气分别通入电池的阳极和阴极。自由电子在电化学势的作用下通过外电路，由此燃料化学能转化为电能输出。锂电池3储能容量为153MWh，可逆固体氧化物电池子系统4最大输出功率为15.3MW，系统能够补充全年17％的电能短缺。

可再生能源发电量过剩，即实际发电量大于计划发电量时，过剩电能由可逆固体氧化物电池子系统4转化为燃料化学能储存，或者由锂电池3储存，此时可逆固体氧化物电池子系统4运行在电解模式，高温水蒸气进入可逆固体氧化物电池中被转化为氧气和氢气，储存在储氧罐5和储氢罐6中。可逆固体氧化物电池子系统4最大输入功率15.3MW，系统能够储存全年57％的电能过剩。

可再生能源发电量正好满足电网需求或者可逆固体氧化物燃料电池运行不经济时，可逆固体氧化物电池子系统4运行在热待机模式来维持电堆温度在600℃以上。第一种运行方式中，可逆固体氧化物电池子系统4消耗20kW的电能和7kg/h的水蒸汽来维持电堆温度，同时产氢量为0.3kg/h。第二种运行方式，可逆固体氧化物电池子系统4消耗0.2kg/h的氢气和5kg/h的水蒸汽来维持电堆温度。第三种运行方式，可逆固体氧化物电池子系统4消耗0.06kg/h的氢气、2.5kW的电能和7kg/h的水蒸汽来维持电堆温度。

本发明提出了可逆固体氧化物电池子系统的三种运行模式及系统相应的三种运行策略来缓解可再生能源发电系统因波动性、间歇性和不确定性导致的实际发电量与计划发电量不符现象。同时相较于其他储能系统，本发明能够在一台设备上实现化学能和电能的双向转化，运行时间更长，利用率更高，在设备投资成本和系统运行复杂度方面具有巨大优势以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统，包括与电网(1)输入端连接的可再生能源发电系统(2)、锂电池模块(3)、可逆固体氧化物电池子系统(4)，其特征在于：所述可再生能源发电系统(2)、锂电池模块(3)、可逆固体氧化物电池子系统(4)顺序连接；同时，所述可再生能源发电系统(2)输出端与可逆固体氧化物电池子系统(4)输入端连接；所述可逆固体氧化物电池子系统(4)通过输气管道与储氧罐(5)和储氢罐(6)相连；可逆固体氧化物电池子系统(4)具有三种工作模式，即SOFC模式、SOEC模式和热待机模式；SOFC模式下，氧气通入阴极作为氧化剂，氢气通入阳极进行氧化，电池电极间产生电化学势从而输出电能；SOEC模式下，在外部电势的驱动下电池将高温水蒸气电解，在阳极和阴极分别生成氧气和氢气；热待机模式下可逆固体氧化物电池子系统消耗少量的氢气或者电能维持自身温度；所述可逆固体氧化物电池子系统(4)的热待机模式包括三种运行方式：第一种方式：需要消耗少量电能同时产生少量的氢气并生产足够的热量来弥补电池电堆的热量损失将电池电堆维持在600℃以上；第二种方式：需要消耗少量氢气同时保持鼓风机运行并且产生热量将电池电堆温度维持在600℃以上；第三种方式：需要同时消耗少量的氢气和电能来生产所需热量将电池电堆维持在600℃以上。

2.根据权利要求1所述的一种基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统，其特征在于：可再生能源包括太阳能、风能、潮汐能、地热能和生物能。

3.根据权利要求1所述的一种基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统，其特征在于：当所述可再生能源就地储能系统在可再生能源短缺时的运行策略为：其电能由两种方式补充：第一种为可逆固体氧化物电池子系统(4)的燃料电池模式将燃料化学能转化为电能；另一种为锂电池模块放电；其中运行在燃料电池模式(SOFC)的可逆固体氧化物电池子系统(4)将储氧罐(5)储氢罐(6)中通入的氧气和氢气转化为水蒸气并输出电能。

4.权利要求1所述的一种基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统，其特征在于，当所述可再生能源就地储能系统在可再生能源发电量过剩时的运行策略为：将可再生能源发电系统(2)产生的过剩电能由可逆固体氧化物电池子系统(4)转化为燃料化学能储存，或者由锂电池模块(3)以化学能形式储存；此时可逆固体氧化物电池子系统(4)运行在电解模式(SOEC)，高温蒸汽在可逆固体氧化物电池中转化为氧气和氢气，将它们分别储存在储氧罐(5)和储氢罐(6)中。

5.根据权利要求1所述的一种基于可逆固体氧化物电池的可再生能源就地储能系统，其特征在于，所述可再生能源就地储能系统在可再生能源发电量正好满足电网需求或者可逆固体氧化物燃料电池运行不经济时的运行策略为：根据对可再生能源的预测选择可逆固体氧化物电池子系统(4)的运行模式，如预测可再生能源在长时间内能够正好满足电网需求时将可逆固体氧化物电池子系统(4)关闭；如预测可再生能源在短时间内会短缺或过剩时将可逆固体氧化物电池子系统(4)运行在热待机模式并在三种运行方式中选择经济性最优的一种运行。