CN104393316A - 一种固体氧化物燃料电池供电系统 - Google Patents

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秦江阳
韩敏芳
张秀成
孙再洪
程凌志
钱锦
尹国木
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Abstract

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池供电系统，包括SOFC电池堆，连接至SOFC电池堆阳极的储存有燃料的高压气瓶，以及连接至SOFC电池堆阴极的空气供应器，通过间歇性更换储存有甲烷、氢气等燃料的高压气瓶可实现SOFC电池堆的持续发电；SOFC电池堆的电能输出端连接至一增压器，增压器的输出端连接至一逆变器，逆变器的输出端连接至用电设备并对用电设备直接供电，无需设置蓄电池。该发明由SOFC电池堆发电后通过逆变器直接供给设备使用，可免用蓄电池，供电结构更为简单且发电效率高，尾气只含水蒸汽和二氧化碳，对环境没有污染，维护周期可以达到柴油发电机的10-50倍。

Description

一种固体氧化物燃料电池供电系统
技术领域
本发明涉及燃料电池发电技术领域，特别涉及一种固体氧化物燃料电池供电系统。
背景技术
边远地区或某些郊区比较孤立不在居民区的地方，如很多地方的手机信号发射塔基站，现在主要采用市电供电和柴油发电装置供电。无论是市电供电还是柴油发电装置供电，都会消耗大量的能源，例如在发电厂发电的过程中会消耗大量的煤炭资源，而柴油发电装置直接消耗柴油，现在节能减排己成成为社会共识。另外，煤炭资源和石油资源是不可再生资源，近年以来煤炭价格和石油价格持续攀升，手机信号发射塔基站采用市电供电或者柴油发电装置供电不仅会消耗大量能源，其产生的费用也较高。
以柴油发电机为例，柴油发电机需要配合蓄电池和逆变器联合使用。柴油发电效率比较低，运行过程中需要人员比较频繁的定期添加柴油，维护麻烦，并且空气污染比较严重。
因此，针对手机信号发射塔基站等特殊应用场合，提供一种发电效率高、环境污染少且可实现持续供电的供电系统，成为亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种固体氧化物燃料电池供电系统，以实现对手机信号发射塔基站等特殊应用场合的高效持续供电。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种固体氧化物燃料电池供电系统，包括固体氧化物燃料电池堆，连接至所述固体氧化物燃料电池堆阳极的储存有燃料的高压气瓶，以及连接至所述固体氧化物燃料电池堆阴极的空气供应器，通过间歇性更换储存有甲烷、氢气等燃料的高压气瓶可实现固体氧化物燃料电池堆的持续发电；
所述固体氧化物燃料电池堆的电能输出端连接至一增压器，所述增压器的输出端连接至一逆变器，所述逆变器的输出端连接至用电设备并对用电设备直接供电，无需设置蓄电池。
此外，在本发明持续供电时，只需定期更换高压气瓶即可实现持续发电，SOFC电池堆采用自身携带的天然高压气瓶可以维持很久，维护周期可以达到柴油发电机的10-50倍，但仍需定期更换，因此，针对需要定期更换高压气瓶的问题，本发明还提供了一种解决方案，即还包括一沼气池，所述沼气池的气体出口连接至所述高压气瓶。
通过上述技术方案，本发明提供的一种固体氧化物燃料电池供电系统，采用固体氧化物燃料电池(SOFC)堆作为发电设备，由固体氧化物燃料电池堆发电后通过逆变器直接供给设备使用，可以节省蓄电池使用，使供电结构更为简单，另外固体氧化物燃料电池堆发电效率高，排出气体只含水蒸汽和二氧化碳，环境友好，和柴油发电相比不会排出氮化物、一氧化碳、固体颗粒等；此外，SOFC电池堆采用自身携带的天然高压气瓶可以维持很久，维护周期可以达到柴油发电机的10-50倍；另外如果通过基站附近建立沼气池的方式使用沼气发电则可使用数年，真正实现免维护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例所公开的一种固体氧化物燃料电池供电系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
以对偏远地区的手机信号发射塔基站进行供电为例，基于现有技术对手机信号发射塔基站进行供电，如果采用市电存在能源浪费严重的问题，而采用柴油发电不仅效率低，且成本高，环境污染严重。
因此，参考图1，本发明提供了一种基于上述问题的解决方案，即提供一种固体氧化物燃料电池供电系统，包括固体氧化物燃料电池堆，连接至固体氧化物燃料电池堆阳极的储存有燃料的高压气瓶，以及连接至固体氧化物燃料电池堆阴极的空气供应器，通过间歇性更换储存有甲烷、氢气等燃料的高压气瓶可实现固体氧化物燃料电池堆的持续发电；
固体氧化物燃料电池堆的电能输出端连接至一增压器，增压器的输出端连接至一逆变器，逆变器的输出端连接至用电设备并对用电设备直接供电，由此可知，该发明中燃料气体进入SOFC电池堆的阳极，空气进入SOFC电池堆的阴极，通过电化学反应的方式将储存在燃料气体中的化学能转化为电能，由SOFC电池堆输出的为直流电，再经过增压器和逆变器便可以直接供用电设备使用，因此，无需设置蓄电池等充放电装置，发电系统结构更为简单。
此外，通过在基站附近建立一沼气池，由沼气池产生沼气(主要成分为甲烷)，沼气进入高压气瓶储存以持续供应SOFC电池堆进行发电，则可使用数年，真正实现免维护。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种固体氧化物燃料电池供电系统，其特征在于，包括固体氧化物燃料电池堆，连接至所述固体氧化物燃料电池堆阳极的储存有燃料的高压气瓶，以及连接至所述固体氧化物燃料电池堆阴极的空气供应器；
所述固体氧化物燃料电池堆的电能输出端连接至一增压器，所述增压器的输出端连接至一逆变器，所述逆变器的输出端连接至用电设备。
2.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池供电系统，其特征在于，还包括一沼气池，所述沼气池的气体出口连接至所述高压气瓶。
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