一种风光储能制氢系统的制作方法

专利2026-08-09  0


本技术属于氢气制取,具体涉及一种风光储能制氢系统。


背景技术:

1、固体氧化物电解槽(soec)是一种固体氧化物燃料电池,在电解模式,外加电压、高温下,电解h2o,产生h2与o2,实现将电能和热能转化为化学能。在各种制氢技术中,固体氧化物电解槽(soec)能量转换效率最高,但soec技术成本最高,因为需要在高温环境下发生电解反应。

2、现有技术中,为了降低成本,使用风光电进行电加热实现供热,但风光电具有间歇性、随机性和波动性的特点,而电网对于并网风电与光电的品质有着较高的要求,所以可能会出现大量弃风弃光现象;同时,风光电仅用于soec,热媒温度低于soec所需温度后即弃用,热效率低,存在大量热损失。

3、或者,现有技术中也通过燃煤锅炉或其他化石燃料进行热量供应,不仅需要制造相关的设备管路,大大提高了生产成本,还需要消耗化石能源,造成环境污染。

4、基于此,由于供电供热条件存在较大缺陷,soec难以推广应用。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种风光储能制氢系统,用以解决现有技术中存在的上述问题。

2、为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:

3、一种风光储能制氢系统,包括风光发电模块、供热模块、soec模块和储能模块;

4、风光发电模块包括风力发电单元和光伏发电单元,风力发电单元的输出端分别电连接soec模块和储能模块,光伏发电单元的输出端分别电连接soec模块和储能模块;

5、供热模块的输出端连接soec模块并为soec模块供热;

6、soec模块分别连接风力发电单元、光伏发电单元、供热模块和储能模块;

7、储能模块至少电连接于风力发电单元、光伏发电单元和soec模块,以储存风光发电模块的电能并为soec模块供电。

8、在一种可能的设计中,soec模块包括依次相连的制氢层、电解质层和制氧层,制氢层具有相对的两端,其中一端构造为氢气产气端,另一端构造为第一电源端,制氧层具有相对的两端,其中一端构造为副产品产气端,另一端构造为第二电源端,且制氧层上设有供热接口,供热模块通过供热接口为soec模块供热。

9、在一种可能的设计中,供热模块包括熔盐储罐、热熔盐管路、冷熔盐管路、换热器和供热管;

10、熔盐储罐上设有加热器,熔盐储罐内存有熔盐;换热器通过供热管连接soec模块;

11、熔盐储罐通过热熔盐管路连接换热器的进口,以输送热熔盐至换热器内,换热器的出口通过冷熔盐管路连接熔盐储罐,以送回冷熔盐至熔盐储罐内。

12、在一种可能的设计中,当供热模块选用熔盐供热时,soec模块上设有电伴热设备。

13、在一种可能的设计中,储能模块的输入端电连接于风力发电单元和光伏发电单元,储能模块的输出端电连接于soec模块和供热模块;且当soec模块上设有电伴热设备时,储能模块的输出端电连接于电伴热设备。

14、在一种可能的设计中,储能模块上设有用于收集放电热的高温蓄热装置,高温蓄热装置的输出端连接于soec模块并为soec模块供热。

15、在一种可能的设计中,风力发电单元包括依次串联的风力发电机组、变流器和风力发电控制器,风力发电控制器电连接于soec模块和储能模块。

16、在一种可能的设计中,光伏发电单元包括依次串联的光伏发电机组、逆变器和光伏发电控制器,光伏发电控制器电连接于soec模块和储能模块。

17、有益效果:

18、所述风光储能制氢系统能够有效为soec模块稳定供应电力和热量,达到了soec模块工作的条件,以使soec模块能够正常工作并稳定、高效产出氢气,实现高效制氢。同时,风光发电模块产生的风光电为所述风光储能制氢系统供电,实现了对风光电这类低品位电力的利用,实现了新能源的就地消纳,减少了对化石燃料的依赖,对环境更友好,也符合绿色发展的理念。



技术特征:

1.一种风光储能制氢系统,其特征在于,包括风光发电模块(100)、供热模块(200)、soec模块(300)和储能模块(400);

2.根据权利要求1所述的风光储能制氢系统,其特征在于,soec模块(300)包括依次相连的制氢层(310)、电解质层(320)和制氧层(330),制氢层(310)具有相对的两端,其中一端构造为氢气产气端,另一端构造为第一电源端,制氧层(330)具有相对的两端,其中一端构造为副产品产气端,另一端构造为第二电源端,且制氧层(330)上设有供热接口,供热模块(200)通过供热接口为soec模块(300)供热。

3.根据权利要求1所述的风光储能制氢系统,其特征在于,供热模块(200)包括熔盐储罐(210)、热熔盐管路(220)、冷熔盐管路(230)、换热器(240)和供热管(250);

4.根据权利要求1或3所述的风光储能制氢系统,其特征在于,当供热模块(200)选用熔盐供热时,soec模块(300)上设有电伴热设备(340)。

5.根据权利要求1所述的风光储能制氢系统,其特征在于,储能模块(400)的输入端电连接于风力发电单元(110)和光伏发电单元(120),储能模块(400)的输出端电连接于soec模块(300)和供热模块(200);且当soec模块(300)上设有电伴热设备(340)时,储能模块(400)的输出端电连接于电伴热设备(340)。

6.根据权利要求1或5所述的风光储能制氢系统,其特征在于,储能模块(400)上设有用于收集放电热的高温蓄热装置(500),高温蓄热装置(500)的输出端连接于soec模块(300)并为soec模块(300)供热。

7.根据权利要求1所述的风光储能制氢系统,其特征在于,风力发电单元(110)包括依次串联的风力发电机组、变流器和风力发电控制器,风力发电控制器电连接于soec模块(300)和储能模块(400)。

8.根据权利要求1所述的风光储能制氢系统,其特征在于,光伏发电单元(120)包括依次串联的光伏发电机组、逆变器和光伏发电控制器,光伏发电控制器电连接于soec模块(300)和储能模块(400)。


技术总结
本技术公开了一种风光储能制氢系统,所述风光储能制氢系统包括风光发电模块、供热模块、SOEC模块和储能模块;风光发电模块包括风力发电单元和光伏发电单元;供热模块的输出端连接SOEC模块并为SOEC模块供热;SOEC模块分别连接风力发电单元、光伏发电单元、供热模块和储能模块;储能模块至少电连接于风力发电单元、光伏发电单元和SOEC模块。所述风光储能制氢系统能够有效为SOEC模块稳定供应电力和热量,达到了SOEC模块工作的条件,以使SOEC模块能够正常工作并稳定、高效产出氢气,实现高效制氢。同时,风光发电模块产生的风光电为所述风光储能制氢系统供电,实现了对风光电这类低品位电力的利用,实现了新能源的就地消纳。

技术研发人员:谢晶晶,任腊春,尚欣欣
受保护的技术使用者:中国电建集团城市规划设计研究院有限公司
技术研发日:20240124
技术公布日:2024/12/17
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