CN106571091A - 一种风光氢电能源转换演示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种风光氢电能源转换演示系统，包括风能发电单元、太阳能发电单元、电解制氢单元、金属氢化物储氢单元、燃料电池和负载，风能/太阳能发电单元发电后，通过电解制氢单元将电能转换为氢能，金属氢化物储氢单元储存氢气，既可根据需要为燃料电池供氢发电，又可作为储能单元，实现氢能的长期无损耗储存和远距离输运。本发明直观形象的展示了风能、太阳能、氢能、电能之间的转换，通过能源转换，实现这些可再生清洁能源的互联互通和储能。该演示系统可用于教学演示和学生实验，对提高课堂的趣味性和学生学习积极性，提高学生对可再生清洁能源高效利用、转换、储能和节能环保的认识，具有重要意义。

Description

一种风光氢电能源转换演示系统
技术领域
本发明涉及一种风能、太阳能、氢能等可再生能源的能源转换演示系统。
背景技术
随着化石能源日趋枯竭和环境污染问题的加剧，发展可再生能源和节能减排技术是世界各国所采取的主要举措，开发利用可再生能源资源，提高可再生能源在能源结构中的比例，也是我国能源发展的重要战略。
从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看，发展较快的可再生能源除水能外，主要是风能、太阳能和生物质能。我国在风电和太阳能建设方面成绩显著，但也存在一定的问题，风电和光伏发电存在不稳定、不连续的问题，并网会对电网产生一定冲击，因此并网量有一定的限制。
以风电为例，我国的风力发电主要在东北、西北、华北地区等集中大规模开发，因作为供电主体的火力发电难以大规模调整运行以减少发电量，当用电负荷较低而风力发电量较大时，就会呈现弃风问题，造成很大的能源浪费。目前，风电、光伏发电、水电都存在送出和消纳的问题，弃风问题最为严重。
针对以上问题，本发明提供了一种解决方案，风能/太阳能发电后以电解制氢方法得到氢气，利用金属氢化物储氢单元储存氢气，实现氢能的固态、无损耗储存，当需要供能时供给燃料电池发电，满足用电负载需要，大大提高风能、太阳能等可再生能源的利用效率。
利用本发明的演示系统，可展示如下理念：在太阳能、风能发电的高峰期，利用多余的电能电解制氢，将氢储存在金属氢化物储氢单元内，当太阳能、风能发电间断时，释放氢气供燃料电池发电，保证持续、稳定的供电。还可利用金属氢化物储氢单元实现氢能的储运，将氢作为能源输送到需要供电的地区，满足边防、海岛、沙漠等地区的用电需求。
发明内容
本发明提供一种风光氢电能源转换演示系统，包括风能发电单元、太阳能发电单元、电解制氢单元、金属氢化物储氢单元、燃料电池和负载，风能/太阳能发电单元发电后，通过电解制氢单元将电能转换为氢能，金属氢化物储氢单元储存氢气，既可根据需要为燃料电池供氢发电，又可作为储能单元，实现氢能的长期无损耗储存和远距离输运。
风能发电单元可利用电动风扇或自然风发电，太阳能发电单元可利用电灯光或太阳光发电。
金属氢化物储氢单元内部填充稀土系、钛系或镁系储氢合金，实现氢能的固态、低压、安全储存。
负载为照明灯、风扇、模型汽车、模型轨道车、音乐盒或电动玩具，利用燃料电池供电驱动。
本发明中各个单元是相互独立的，可按照演示需要自由组合，比如组合金属氢化物储氢单元、燃料电池和玩具车负载，用于演示燃料电池利用储氢单元提供的氢气，驱动玩具车；可直连太阳能/风能发电系统和负载，利用太阳能或风能带动负载工作；如上以及其他组合，可全面演示本发明能够实现的功能。
本发明直观形象的展示了风能、太阳能、氢能、电能之间的转换，通过能源转换，实现这些可再生清洁能源的自给自足和互联互通，该演示系统可用于教学演示和学生实验，对提高课堂的趣味性和学生学习积极性，提高学生对可再生清洁能源高效利用、转换、储能和节能环保的认识，具有重要意义。
附图说明
图1 实施例1中风光氢电能源转换演示系统示意图。
图2 实施例2中风光氢电能源转换演示系统示意图。
图3 实施例3中风光氢电能源转换演示系统示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明展开进一步的描述，但本发明并不仅限于此，可以在不改变其要点的范围内适当更改。
实施例 1 。
一种风光氢电能源转换演示系统，包括风能发电单元1、太阳能发电单元2、电解制氢单元3、金属氢化物储氢单元4、燃料电池5和负载6，风能/太阳能发电单元发电后，经过电解制氢单元3转换为氢能，金属氢化物储氢单元4储存氢气，既可根据需要为燃料电池5供氢驱动负载6工作，又可作为储能单元，实现氢能的长期无损耗储存和远距离输运。
实施例 2 。
一种风光氢电能源转换演示系统，包括风能发电单元1、电解制氢单元2、燃料电池3和负载4，风能发电单元1发电后供给电解制氢单元2，电解制得氢气，供给燃料电池3工作，进而带动负载4工作。
实施例 3 。
一种风光氢电能源转换演示系统，包括金属氢化物储氢单元1、燃料电池2和负载3，金属氢化物储氢单元1为燃料电池2供氢发电，而后带动负载3工作。

Claims (6)

1. 一种风光氢电能源转换演示系统，包括风能发电单元、太阳能发电单元、电解制氢单元、金属氢化物储氢单元、燃料电池和负载，风能/太阳能发电单元发电后，通过电解制氢单元将电能转换为氢能，金属氢化物储氢单元储存氢气，既可根据需要为燃料电池供氢发电，又可作为储能单元，实现氢能的长期无损耗储存和远距离输运。
2.根据权利要求1所述风光氢电能源转换演示系统，其特征在于，风能发电单元可利用电动风扇或自然风发电，将风能转化为电能。
3.根据权利要求1所述风光氢电能源转换演示系统，其特征在于，太阳能发电单元可利用电灯光或太阳光发电，将光能转化为电能。
4.根据权利要求1所述风光氢电能源转换演示系统，其特征在于，金属氢化物储氢单元内部填充稀土系、钛系或镁系储氢合金。
5.根据权利要求1所述风光氢电能源转换演示系统，其特征在于，负载为照明灯、风扇、模型汽车、模型轨道车、音乐盒或电动玩具。
6.根据权利要求1所述风光氢电能源转换演示系统，其特征在于，各个单元是相互独立的，可按照需要自由组合。
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