CN106571478B - 一种氢储能系统中的热控制方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢储能系统中的热控制方法及其控制系统。所述热控制方法，依次包括，S1、电解水生产氢气的步骤；S2、储存所述氢气的步骤；S3、释放所述氢气的步骤；S4、利用所述氢气发电的步骤，还包括如下步骤：收集步骤S1、S2、S4中的任一步或多步释放的热量，并将所述热量提供给步骤S3。利用所述热控制方法和相应的控制系统充分调控了制氢、储氢和氢发电各子系统间的热量供需关系，提高了氢储能系统的热量利用率，而且通过及时调控各子系统间的热量供需关系，保证了氢储能系统的稳定有序进行。

Description

一种氢储能系统中的热控制方法及其控制系统

技术领域

本发明属于能量转化与储能技术领域，具体涉及一种氢储能系统中的热控制方法及其控制系统。

背景技术

氢能作为一种清洁、高效、可持续能源，受到了广泛关注。其可作为可再生能源消纳的载体，从可再生能源到氢气再通过氢发电子系统发电，即氢储能。该氢储能具有如下诸多优点：1)氢储能系统电解水过程是绿色能源到绿色能源的循环，具有可持续性；2)储能密度高，可达13000Wh/kg以上，约为锂电池的100倍；3)寿命长，适合长时间存储，无自放电。

现有技术中，中国专利文献CN 102534646A公开了风力发电制氢储能供氢和后备发电装置。该技术以风能作为基础能源，利用风力发电机发电，将多余电能通过中高压电解水制氢机生产中高压氢气，再将氢气充入可承受同样压强的储氢罐内，必要时，可将储存罐内的氢气作为反向能源，通过氢发电装置转换为电能。

上述技术的实施，风能实现了从基础发电到制氢的二次利用，并在此基础上兼顾了氢气的反向利用，具有了氢气再次转化电能的可行性，从而一方面在风力发电系统中省去了原本所必须的耗资最多的蓄电池系统，另一方面在实现全天候后备发电的同时，还能额外提供用户急需的燃料氢气。

在上述技术实施时，中高压电解水制氢、储氢罐储氢、氢气发电均会释放热量，而在储氢罐释放氢气时则需要外界供热，但是上述技术并未对释放的热量加以有效利用，更未从氢储能系统角度去综合利用制氢、储氢和氢发电各子系统释放的热量，导致整个氢储能系统热量利用率低。

发明内容

为此，本发明所要解决的是氢储能系统中热量利用率低的缺陷，进而提供一种热量利用率高、氢储能系统稳定的氢储能系统中的热控制方法及其控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明所提供的一种氢储能系统中的热控制方法，依次包括，

S1、电解水生产氢气的步骤；

S2、储存所述氢气的步骤；

S3、释放所述氢气的步骤；

S4、利用所述氢气发电的步骤；

其特征在于，还包括如下步骤：

收集步骤S1、S2、S4中的任一步或多步释放的热量，并将所述热量提供给步骤S3。

进一步地，还包括，利用所述热量加热步骤S1中的电解质。

进一步地，具体包括如下步骤：

S1、在电解池的额定工作温度下电解水以生产氢气，并采用第一冷介质吸收制氢过程中释放的热量；

S2、储存所述氢气得压缩氢气，并采用第三冷介质吸收储氢过程中释放的热量；

S3、利用吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质加热所述压缩氢气，以释放所述压缩氢气；

S4、利用步骤S3释放的压缩氢气发电，并采用第二冷介质吸收发电过程中释放的热量。

优选地，步骤S1中，当电解质的温度低于或高于所述额定工作温度时，利用吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质与所述电解质换热，以分别加热或冷却所述电解质。

进一步地，还包括对所述吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质的热量进行调控的步骤，其包括将吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质升温或者利用吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质向外界供热；

还包括对吸热后的第二冷介质的热量进行调控的步骤。

进一步地，所述第一冷介质、所述第二冷介质和所述第三冷介质均为水或换热油，当然，还可以是本领域技术人员公知的其它换热介质。

本发明还提供了上述热控制方法的控制系统，包括顺次连接的制氢装置、储氢装置和氢发电装置，还包括，

第一冷介质循环装置，用于提供第一冷介质及回收吸热后的第一冷介质，所述第一冷介质循环装置与所述制氢装置相连接；

第二冷介质循环装置，用于提供第二冷介质及回收吸热后的第二冷介质，所述第二冷介质循环装置与所述氢发电装置相连接；

第三冷介质循环装置，用于提供第三冷介质及回收吸热后的第三冷介质，所述第三冷介质循环装置与所述储氢装置相连接。

进一步地，所述第一冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第一储液箱、第一换热器、第四循环泵、及第一循环泵组成的闭合回路，所述制氢装置与所述第一换热器连接，以使所述制氢装置中的电解质通过第五循环泵与所述第一储液箱中的第一冷介质在所述第一换热器内发生热交换；

所述第二冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第二储液箱、所述氢发电装置、第二循环泵、及节温器组成的闭合回路，所述氢发电装置与所述第二储液箱中的第二冷介质发生热交换；

所述第三冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第一储液箱、第三储液箱、第三循环泵及第一循环泵组成的闭合回路，在储氢过程中所述储氢装置与所述第三储液箱中的第三冷介质发生热交换，在释氢过程中所述储氢装置与所述第一储液箱中的吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质发生热交换。

所述第二冷介质循环装置还包括第二换热器和散热器，所述第二换热器分别与所述节温器和所述散热器相连接。

进一步地，还包括空压机，与所述氢发电装置相连接；

过滤器，设置在所述储氢装置与所述氢发电装置之间，以过滤氢气中的杂质；

若干温度传感器，分别设置于所述第一储液箱内、连接所述第二储液箱和所述氢发电装置之间的换热管道内、连接所述氢发电装置和所述第二换热器之间的换热管道内；

检测装置，与所述温度传感器连接，用于检测所述温度传感器所测量的温度。

本发明所述的额定工作温度是指是指制氢装置长时间正常工作时的最佳温度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明实施例所提供的热控制方法，通过收集步骤S1、S2、S4中的任一步或多步释放的热量，并将所述热量提供给步骤S3。整个热控制方法充分利用了制氢、储氢和氢发电各子系统中的热量释放或热量需求，提高了氢储能系统中的热量利用率，而且通过及时将释放的热量供给储氢系统，一方面，及时转移释放的热量；另一方面，有效释放储氢系统中的氢气，通过上述两方面，保证了氢储能系统的稳定有序进行。

2)本发明实施例所提供的热控制方法，通过在额定工作温度下电解水生产氢气，并采用第一冷介质吸收制氢过程中释放的热量；再储存所述氢气得压缩氢气，并采用第三冷介质吸收储氢过程中释放的热量；接着利用吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质加热所述压缩氢气，以释放所述压缩氢气；最后利用步骤S3释放的压缩氢气发电，并采用第二冷介质吸收发电过程中释放的热量，充分利用了制氢、储氢和氢发电各子系统中的热量释放或热量需求，提高了氢储能系统中的热量利用率，而且通过及时将释放的热量供给储氢系统，一方面，及时转移释放的热量；另一方面，有效释放储氢系统中的氢气，通过上述两方面，保证了氢储能系统的稳定有序进行。

3)本发明实施例所提供的热控制方法，通过检测制氢过程和氢发电过程中的温度，及时通过换热介质调节温度，回收制氢过程和氢发电过程中的多余热量，或者补充制氢过程和氢发电过程中所需的热量，使氢储能系统稳定地进行。

4)本发明实施例所提供的热控制方法，通过对吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质的热量进行调控，将吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质升温或者利用吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质向外界供热。并对吸热后的第二冷介质的热量进行调控的步骤。保证了换热介质能根据需要对制氢、储氢和氢发电各子系统的热量供求关系进行调控，进而提高了氢储能系统的热量利用率，保证了氢储能系统的稳定进行。

5)本发明实施例所提供的热控制系统，通过设置第一冷介质循环装置，用于提供第一冷介质及回收吸热后的第一冷介质，所述第一冷介质循环装置与所述制氢装置相连接；第二冷介质循环装置，用于提供第二冷介质及回收吸热后的第二冷介质，所述第二冷介质循环装置与所述氢发电装置相连接；第三冷介质循环装置，用于提供第三冷介质及回收吸热后的第三冷介质，所述第三冷介质循环装置与所述储氢装置相连接。整个热控制系统通过设置多个循环装置对制氢、储氢和氢发电各子系统的热量供求关系进行调控，提高了氢储能系统的热量利用率，保证了氢储能系统的稳定有序进行。

6)本发明实施例所提供的热控制系统，通过设置若干温度传感器和检测装置，能实时检测各处换热介质的温度，及时调节温度，回收制氢过程和氢发电过程中的多余热量，或者补充制氢过程和氢发电过程中所需的热量，使氢储能系统稳定地进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例4中的氢储能系统中的热控制系统。

附图标记：

1-制氢装置；2-储氢装置；3-氢发电装置；4-第一储液箱；5-第二储液箱；6-第一换热器；7-第二换热器；8-第一循环泵；9-第二循环泵；10-第三循环泵；11-第四循环泵；12-第五循环泵；13-第一截止阀；14-第二截止阀；15-第三截止阀；16-电磁阀；17-散热器；18-空压机；19-节温器；20-用热装置；21-用电装置；22-第一温度传感器；23-第二温度传感器；24-第三温度传感器；25-电导率变送器；26-第三储液箱；27-换热介质供应装置；28-过滤器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施提供了一种氢储能系统中的热控制方法。所述热控制方法，包括如下步骤：

S1、采用两台制氢量为40Nm³/h，质量分数为30％KOH溶液的碱性电解槽组成的制氢装置，启动制氢装置，采集其内电解液的温度和第一储液箱中自来水的温度，当检测的自来水的温度大于电解液的温度时，启动第一水循环泵、第四循环泵和第五循环泵，并打开第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀，使自来水通过板式换热器与制氢装置换热，升温电解液；当电解液的温度大于自来水温度且小于80℃(80℃为电解液正常工作温度，即制氢装置额定工作温度)时，停止第一循环泵、第四循环泵和第五循环泵，使电解液自升温；当电解液的温度大于80℃时，启动第一循环泵、第四循环泵和第五循环泵，并打开第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀，对电解液进行降温，维持电解液处于正常工作温度，电解水制氢。制得的氢气经露点和微量氧检测后，满足要求充入储氢装置；

S2、储氢装置采用18个压力为3MPa，储氢量为40Nm³，材质为TiMn₂的合金储氢罐，合金储氢罐配有相关水热管路和阀件，将氢气充入上述储氢装置，充氢过程中，首先启动电磁阀、第三循环泵和第一循环泵，并打开第二截止阀和第三截止阀，利用低温自来水对合金储氢罐进行降温，换热后的自来水进入第一储液箱内，带走充氢过程中的释放的热量，当检测到合金储氢罐储满后，关闭电磁阀和第三循环泵，并关闭制氢装置；当将合金储氢罐内的氢气释放时，开启第一截止阀、第三循环泵、第二截止阀、第三截止阀和第一循环泵，利用第一储液箱中40～60℃的热水对合金储氢罐进行升温，补充热量，维持其稳定地放氢；

S3、氢发电装置是采用两个串联的50kW水冷质子交换膜燃料电池堆及其相关辅助设备，将合金储氢罐释放的氢气经过滤器过滤后进入燃料电池的阳极，而通过空压机(如鼓风机)将空气经过减压和过滤器过滤后进入燃料电池的阴极，启动氢发电装置，同时，启动第二循环泵，使循环水带走氢发电过程中产生的热量。氢发电装置产生的电力可外用，未完全反应的氢气和空气可回收利用；同时，可以通过设置于第二储液箱内的电导率变送器实时检测第二储液箱内中自来水的电导率，避免高电导率的自来水产生热量，降低系统效率，并可根据液位监测点L的数据判断是否需要向第一储液箱内添加自来水，或者，将第一储液箱内的自来水用于外界供热。

实施例2

本实施提供了一种氢储能系统中的热控制方法。所述热控制方法，包括如下步骤：

S1、采用两台制氢量为40Nm³/h，电解质为Nafion的固体电解质电解槽组成的制氢装置，启动制氢装置，采集其内固体电解质的温度和第一储液箱中自来水的温度，当检测的自来水的温度大于固体电解质的温度时，启动第一水循环泵、第四循环泵和第五循环泵，并打开第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀，使自来水通过板式换热器与制氢装置换热，升温电解槽；当电解槽的温度大于自来水温度且小于70℃(70℃为电解槽正常工作温度，即制氢装置额定工作温度)时，停止第一循环泵、第四循环泵和第五循环泵，使固体电解质自升温；当电解槽的温度大于70℃时，启动第一循环泵、第四循环泵和第五循环泵，并打开第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀，对电解槽进行降温，维持电解槽处于正常工作温度，电解水制氢。制得的氢气经露点和微量氧检测后，满足要求充入储氢装置；

S2、储氢装置采用18个40Nm³的碳纤维复合罐，碳纤维复合罐配有相关水热管路和阀件，将氢气充入上述储氢装置，充氢过程中，首先启动电磁阀、第三循环泵和第一循环泵，并打开第二截止阀和第三截止阀，利用低温自来水对碳纤维复合罐进行降温，换热后的自来水进入第一储液箱内，带走充氢过程中的释放的热量，当检测到碳纤维复合罐储满后，关闭电磁阀和第三循环泵，并关闭制氢装置；当将碳纤维复合罐内的氢气释放时，开启第一截止阀、第三循环泵、第二截止阀、第三截止阀和第一循环泵，利用第一储液箱中40～60℃的热水对碳纤维复合罐进行升温，补充热量，维持其稳定地放氢；

S3、氢发电装置是采用两个串联的50kW水冷碱性燃料电池堆及其相关辅助设备，将碳纤维复合罐释放的氢气经过滤器过滤后进入燃料电池的阳极，而通过空压机(如鼓风机)将空气经过减压和过滤器过滤后进入燃料电池的阴极，启动氢发电装置，同时，启动第二循环泵，使循环水带走氢发电过程中产生的热量。氢发电装置产生的电力可外用，未完全反应的氢气和空气可回收利用；同时，可以通过设置于第二储液箱内的电导率变送器实时检测第二储液箱内中自来水的电导率，避免高电导率的自来水产生热量，降低系统效率，并可根据液位监测点L的数据判断是否需要向第一储液箱内添加自来水，或者，将第一储液箱内的自来水用于外界供热。

实施例3

本实施提供了一种氢储能系统中的热控制方法。所述热控制方法，包括如下步骤：

S1、采用两台制氢产量为40Nm³/h，氢气压力为3MPa，质量分数为22.2％NaOH溶液的碱性电解槽组成的制氢装置，启动制氢装置，采集其内电解液的温度和第一储液箱中换热油的温度，当检测换热油的温度大于电解液的温度时，启动第一循环泵、第四循环泵和第五循环泵，并打开第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀，使换热油通过板式换热器与制氢装置换热，升温电解液；当电解液的温度大于换热油温度且小于80℃(80℃为电解液正常工作温度，即制氢装置额定工作温度)时，停止第一循环泵、第四循环泵和第五循环泵，使电解液自升温；当电解液的温度大于80℃时，启动第一循环泵、第四循环泵和第五循环泵，并打开第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀，对电解液进行降温，维持电解液处于正常工作温度，电解水制氢。制得的氢气经露点和微量氧检测后，满足要求充入储氢装置；

S2、储氢装置采用18个40Nm³的不锈钢储氢罐，不锈钢储氢罐配有相关管路和阀件，将氢气充入上述储氢装置，充氢过程中，首先启动电磁阀、第三循环泵和第一循环泵，并打开第二截止阀和第三截止阀，利用低温换热油对不锈钢储氢罐进行降温，换热后的换热油进入第一储液箱内，带走充氢过程中的释放的热量，当检测到不锈钢储氢罐储满后，关闭电磁阀和第三循环泵，并关闭制氢装置；当将不锈钢储氢罐内的氢气释放时，开启第一截止阀、第三循环泵、第二截止阀、第三截止阀和第一循环泵，利用第一储液箱中40～60℃的换热油对不锈钢储氢罐进行升温，补充热量，维持其稳定地放氢；

S3、氢发电装置是采用两个串联的50kW油冷(油为合成烃混合物)高温质子交换膜燃料电池堆及其相关辅助设备，将不锈钢储氢罐释放的氢气经过滤器过滤后进入氢发电装置中燃料电池的阳极，而通过空压机(如鼓风机)将空气经过减压和过滤器过滤后进入燃料电池的阴极，启动氢发电装置，同时，启动第二循环泵，使循环换热油带走氢发电过程中产生的热量。氢发电装置产生的电力可外用，未完全反应的氢气和空气可回收利用；同时，可以通过设置于第二储液箱内的电导率变送器实时检测第二储液箱内换热介质的电导率，避免电导率高的换热介质产生热量降低系统效率，并可根据液位监测点L的数据选择何时向第一储液箱内添加换热油，或者，将第一储液箱内的温度高的换热油用于外界供热。

实施例4

本实施提供了一种氢储能系统中的热控制系统，如图1所示，热控制系统，包括顺次连接的制氢装置1、储氢装置2和氢发电装置3，制氢装置1、储氢装置2和氢发电装置3均可根据需要选择，在本实施方式中，制氢装置1为碱性电解槽电解水制氢装置，储氢装置2为合金储氢罐，氢发电装置3为水冷质子交换膜燃料电池，在另外的实施方式中，制氢装置1为质子交换膜电解槽电解水制氢装置或固体氧化物电解槽电解水制氢装置，储氢装置2为钢瓶储氢罐或有机物储氢罐，氢发电装置3为直接甲醇燃料电池、磷酸染料电池、熔融碳酸盐燃料电池或高温固体氧化物燃料电池。当然，根据需要，也可将上述各电解水制氢装置联用作为制氢装置1，将上述储氢罐联用作为储氢装置2，将上述各氢发电装置联用作为氢发电装置3；

还包括第一冷介质循环装置，用于提供第一冷介质及回收吸热后的第一冷介质，所述第一冷介质循环装置与所述制氢装置1相连接；

第二冷介质循环装置，用于提供第二冷介质及回收吸热后的第二冷介质，所述第二冷介质循环装置与所述氢发电装置3相连接；

第三冷介质循环装置，用于提供第三冷介质及回收吸热后的第三冷介质，所述第三冷介质循环装置与所述储氢装置2相连接。

上述热控制系统中，通过设置多个循环装置对制氢、储氢和氢发电各子系统的热量供需关系进行调控，提高了整个系统的热量利用率，保证了氢储能系统的稳定有序进行。

在上述技术方案的基础上，所述第一冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第一储液箱4、第一换热器6、第四循环泵11、及第一循环泵8组成的闭合回路，所述制氢装置1与所述第一换热器6连接，以使所述制氢装置1中的电解质通过第五循环泵12与所述第一储液箱4中的第一冷介质在所述第一换热器6内发生热交换；在本实施方式中，第一换热器6可为板式换热器，在另一实施方式中可为现有技术中的其它类型的换热器，这是本领域技术人员公知的，在此不再赘述。

在上述技术方案的基础上，所述第二冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第二储液箱5、所述氢发电装置3、第二循环泵9、及节温器19组成的闭合回路，所述氢发电装置3与所述第二储液箱5中的第二冷介质发生热交换；

所述第三冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第一储液箱4、第三储液箱26、第三循环泵10及第一循环泵8组成的闭合回路，在储氢过程中所述储氢装置2与所述第三储液箱26中的第三冷介质发生热交换，在释氢过程中所述储氢装置2与所述第一储液箱4中的吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质发生热交换。

进一步地，所述第二冷介质循环装置还包括第二换热器7和散热器17，所述第二换热器7分别与所述节温器和所述散热器17相连接；在本实施方式中，第一换热器7可为板式换热器，在另一实施方式中可为现有技术中的其它类型的换热器，这是本领域技术人员公知的，在此不再赘述。

在上述技术方案的基础上，还包括：

空压机18，与所述氢发电装置3相连接，用于向氢发电装置3内送入空气。

过滤器28，设置在所述储氢装置2与所述氢发电装置3之间，以过滤氢气中的杂质。

在上述技术方案的基础上，还包括：

若干温度传感器，分别设置于所述第一储液箱4内、连接所述第二储液箱5和所述氢发电装置3之间的换热管道内、连接所述氢发电装置3和所述第二换热器7之间的换热管道内；在本实施方式中，若干温度传感器为第一温度传感器22、第二温度传感器23、第三温度传感器24和第四温度传感器，第二温度传感器23设置于第一储液箱4内、第三温度传感器24设置于第二储液箱5和氢发电装置3之间的换热管道内、第一温度传感器22设置于氢发电装置3和第二换热器7之间的换热管道内、第四温度传感器设置于制氢装置1内；

检测装置，与所述温度传感器连接，用于检测所述温度传感器所测量的温度。

通过上述设置，能实时检测各处换热介质的温度，及时调节温度，回收制氢过程和氢发电过程中的多余热量，或者补充制氢过程和氢发电过程中所需的热量，使氢储能系统稳定地进行。

在上述技术方案的基础上，还包括若干阀门，可根据实际需要进行设置。在本实施方式中，若干阀门可为设置在连接第一换热器6与第一储液箱4的换热管道上的第二截止阀14和第三截止阀15；设置在连接储氢装置2和第一储液箱4的换热管道上的第一截止阀13；设置在第三储液箱26和储氢装置2之间的电磁阀16。

在上述技术方案的基础上，还包括，

用热装置20，连接第一储液箱4；

用电装置21，连接氢发电装置3；

电导率变送器25，设置于第二储液箱5内，用以检测第二储液箱5中的电导率；

换热介质供应装置27，与第一储液箱4连接，用于向第一储液箱4内添加换热介质。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种氢储能系统中的热控制方法，依次包括，

S1、电解水生产氢气的步骤；

S2、储存所述氢气的步骤；

S3、释放所述氢气的步骤；

S4、利用所述氢气发电的步骤；

其特征在于，还包括如下步骤：

收集步骤S1、S2、S4中的任一步或多步释放的热量，并将所述热量提供给步骤S3；

其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、在额定工作温度下，电解水生产氢气，并采用第一冷介质吸收制氢过程中释放的热量；

S2、储存所述氢气得压缩氢气，并采用第三冷介质吸收储氢过程中释放的热量；

S3、利用吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质加热所述压缩氢气，以释放所述压缩氢气；

S4、利用步骤S3释放的压缩氢气发电，并采用第二冷介质吸收发电过程中释放的热量；

采用第一冷介质循环装置提供第一冷介质及回收吸热后的第一冷介质，所述第一冷介质循环装置与制氢装置相连接，所述第一冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第一储液箱、第一换热器、第四循环泵、及第一循环泵组成的闭合回路，所述制氢装置与所述第一换热器连接，以使所述制氢装置中的电解质通过第五循环泵与所述第一储液箱中的第一冷介质在所述第一换热器内发生热交换；

采用第二冷介质循环装置提供第二冷介质及回收吸热后的第二冷介质，所述第二冷介质循环装置与氢发电装置相连接，所述第二冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第二储液箱、氢发电装置、第二循环泵、及节温器组成的闭合回路，所述氢发电装置与所述第二储液箱中的第二冷介质发生热交换；

采用第三冷介质循环装置提供第三冷介质及回收吸热后的第三冷介质，所述第三冷介质循环装置与储氢装置相连接，所述第三冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第一储液箱、第三储液箱、第三循环泵及第一循环泵组成的闭合回路，在储氢过程中所述储氢装置与所述第三储液箱中的第三冷介质发生热交换，在释氢过程中所述储氢装置与所述第一储液箱中的吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质发生热交换，所述制氢装置、所述储氢装置和所述氢发电装置顺次连接。

2.根据权利要求1所述的氢储能系统中的热控制方法，其特征在于，还包括，利用所述热量加热步骤S1中的电解质。

3.根据权利要求1所述的氢储能系统中的热控制方法，其特征在于，步骤S1中，当电解质的温度低于或高于所述额定工作温度时，利用吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质与所述电解质换热，以分别加热或冷却所述电解质。

4.根据权利要求1或3所述的氢储能系统中的热控制方法，其特征在于，还包括对所述吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质的热量进行调控的步骤，其包括将吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质升温或者利用吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质向外界供热；

还包括对吸热后的第二冷介质的热量进行调控的步骤。

5.根据权利要求1或3所述的氢储能系统中的热控制方法，其特征在于，所述第一冷介质、所述第二冷介质和所述第三冷介质均为水或换热油。

6.一种实现权利要求1-5中任一项所述的热控制方法的热控制系统，包括顺次连接的制氢装置(1)、储氢装置(2)和氢发电装置(3)，其特征在于，还包括，

第一冷介质循环装置，用于提供第一冷介质及回收吸热后的第一冷介质，所述第一冷介质循环装置与所述制氢装置(1)相连接，所述第一冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第一储液箱(4)、第一换热器(6)、第四循环泵(11)、及第一循环泵(8)组成的闭合回路，所述制氢装置(1)与所述第一换热器(6)连接，以使所述制氢装置(1)中的电解质通过第五循环泵(12)与所述第一储液箱(4)中的第一冷介质在所述第一换热器(6)内发生热交换；

第二冷介质循环装置，用于提供第二冷介质及回收吸热后的第二冷介质，所述第二冷介质循环装置与所述氢发电装置(3)相连接，所述第二冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第二储液箱(5)、所述氢发电装置(3)、第二循环泵(9)、及节温器(19)组成的闭合回路，所述氢发电装置(3)与所述第二储液箱(5)中的第二冷介质发生热交换；

第三冷介质循环装置，用于提供第三冷介质及回收吸热后的第三冷介质，所述第三冷介质循环装置与所述储氢装置(2)相连接，所述第三冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第一储液箱(4)、第三储液箱(26)、第三循环泵(10)及第一循环泵(8)组成的闭合回路，在储氢过程中所述储氢装置(2)与所述第三储液箱(26)中的第三冷介质发生热交换，在释氢过程中所述储氢装置(2)与所述第一储液箱(4)中的吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质发生热交换。

7.根据权利要求6所述的热控制系统，其特征在于，所述第二冷介质循环装置还包括第二换热器(7)和散热器(17)，所述第二换热器(7)分别与所述节温器和所述散热器(17)相连接。

8.根据权利要求7所述的热控制系统，其特征在于，还包括：

空压机(18)，与所述氢发电装置(3)相连接；

过滤器(28)，设置在所述储氢装置(2)与所述氢发电装置(3)之间，以过滤氢气中的杂质；

若干温度传感器，分别设置于所述第一储液箱(4)内、连接所述第二储液箱(5)和所述氢发电装置(3)之间的换热管道内、连接所述氢发电装置(3)和所述第二换热器(7)之间的换热管道内；

检测装置，与所述温度传感器连接，用于检测所述温度传感器所测量的温度。