CN103107588A - 非并网风电制氢装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非并网风电制氢装置，包括风机、制氢装置和控制装置，风机的输出连接控制装置的输入，控制装置的输出连接制氢装置的输入，还包括蓄电池，所述蓄电池与风机输出并联后与制氢装置的输入连接；当风机的输出电压大于蓄电池电压时，风机为制氢装置提供电源，同时为蓄电池充电；当风机的输出电压低于蓄电池电压时，蓄电池输出功率，风机和蓄电池同时为制氢装置提供电源；当风机的输出大于制氢装置正常工作的上限或者小于或制氢装置正常工作的下限时，控制装置控制制氢装置停机。本发明充分利用了风力，无环境污染，资源利用率高，能够方便的持续的生产氢气，并且只需采用较小的蓄电池即可实现，达到节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种制氢装置，尤其是涉及一种直接利用风电的能够实现平缓和稳定工作的非并网风电制氢装置。
背景技术
风力发电、太阳能发电等可再生能源电力具有不稳定性、波动性和间歇性特点，如何100％、高效、低成本应用是一个难题。风力发电、太阳能发电直接并网，对电网冲击大、成本高，采用多种能源互补供电是一种有效方法。目前，多能源互补供电方式主要有两种：一是可再生能源电力与蓄电池结合，即可再生能源发出来的电给蓄电池充电，充满后再供给负载，蓄电池与化石能源电力采取切换式供电。此种方式一方面蓄电池成本高、使用寿命短，另一方面蓄电池充放电一次能量损失25％左右，可再生能源电力利用效率低；二是可再生能源电力与化石能源电力相互切换，如设定可再生能源电力切入值为DC480V时，化石能源电力断开，只使用可再生能源电力。此时可再生能源电力功率得不到化石能源电力补充，由于负载功率大于可再生能源电力功率，单靠可再生能源电力不能完全满足负载要求，就会导致负载工作失常，甚至来回切换，引发设备故障。而当可再生能源电力电压低于设定切换电压时，则断开可再生能源电力全部使用化石能源电力，又造成可再生能源电力的浪费。另一方面，作为氢能能源的氢气，其制备过程中需要耗费大量能源。一般情况下，需将网电转换成直流电后，再为制氢装置供电，这种方法由于需要交直流的转换，使得效率低，能源损失大，当网电供应不足时，制氢装置需要停机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种能够实现风电与制氢装置协调工作的非并网风电制氢装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种非并网风电制氢装置，包括风机、制氢装置和控制装置，风机的输出连接控制装置的输入，控制装置的输出连接制氢装置的输入，其特征在于：还包括蓄电池，所述蓄电池与风机输出并联后与制氢装置的输入连接；当风机的输出电压大于蓄电池电压时，风机为制氢装置提供电源，同时为蓄电池充电；当风机的输出电压低于蓄电池电压时，蓄电池输出功率，风机和蓄电池同时为制氢装置提供电源；当风机的输出大于制氢装置正常工作的上限或者小于或制氢装置正常工作的下限时，控制装置控制制氢装置停机。
作为本发明进一步改进的技术方案，还包括能量平衡装置，能量平衡装置通过控制装置与风机连接；当风电输出功率超过制氢装置的工作功率时，风机与能量平衡装置接通，使能量平衡装置通电。
本发明充分利用了海岛上的大量的风力资源，即将风力转化成高压直流的电能，然后将电能直接供给制氢装置使用，进而生产氢气。风电能够直接输出高压直流电，同时将网电和蓄电池进行智能切换，以保证制氢装置能够最大限度的持续工作。同时利用蓄电池对风电输出的波峰和波谷进行平衡，以保证制氢装置能够最大限度的持续工作。因此，本发明充分利用了风力，无环境污染，资源利用率高，能够方便的持续的生产氢气，并且只需采用较小的蓄电池即可实现，节约了成本。总之，本发明充分利用了风力，无环境污染，资源利用率高，能够方便的持续的生产氢气。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，一种非并网风电制氢装置，包括风机、制氢装置和控制装置，风机的输出连接控制装置的输入，控制装置的输出连接制氢装置的输入，还包括蓄电池，所述蓄电池与风机输出并联后与制氢装置的输入连接；当风机的输出电压大于蓄电池电压时，风机为制氢装置提供电源，同时为蓄电池充电；当风机的输出电压低于蓄电池电压时，蓄电池输出功率，风机和蓄电池同时为制氢装置提供电源；当风机的输出大于制氢装置正常工作的上限或者小于或制氢装置正常工作的下限时，控制装置控制制氢装置停机。还包括能量平衡装置，能量平衡装置通过控制装置与风机连接；当风电输出功率超过制氢装置的工作功率时，风机与能量平衡装置接通，使能量平衡装置通电。
本实施例在工作时，正常工作状态是由风机为制氢装置供电，同时与风机并联的蓄电池起到对风机的输出进行平衡的作用。即由于风力的不稳定性，致使风机的输出也不稳定，当风机输出电压高于蓄电池电压时，蓄电池充电，这样也将最终的输出电压拉低；当风机输出地域蓄电池电压时，蓄电池不再充电，同时蓄电池和风机共同为制氢装置供电；这样蓄电池就为风机的输出进行了平衡作用，使得最终为制氢装置提供了较为平缓的电源。此外，能量平衡装置在风机的输出功率远大于制氢装置的工作功率时，能量平衡装置将多余的能量平衡掉。因此，本实施例可仅采用较小的蓄电池，实现平缓的电源输出，并最终实现风电制氢装置的平缓和稳定的运作。本实施例中，风机、控制装置和制氢装置均为现有技术，例如优选输出为高压直流的风力发电机，比如一万伏至五万伏。
Claims (2)
1.一种非并网风电制氢装置，包括风机、制氢装置和控制装置，风机的输出连接控制装置的输入，控制装置的输出连接制氢装置的输入，其特征在于：还包括蓄电池，所述蓄电池与风机输出并联后与制氢装置的输入连接；当风机的输出电压大于蓄电池电压时，风机为制氢装置提供电源，同时为蓄电池充电；当风机的输出电压低于蓄电池电压时，蓄电池输出功率，风机和蓄电池同时为制氢装置提供电源；当风机的输出大于制氢装置正常工作的上限或者小于或制氢装置正常工作的下限时，控制装置控制制氢装置停机。
2.根据权利要求1所述的非并网风电制氢装置，其特征在于：还包括能量平衡装置，能量平衡装置通过控制装置与风机连接；当风电输出功率超过制氢装置的工作功率时，风机与能量平衡装置接通，使能量平衡装置通电。
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