CN108206291A - 一种静默移动发电站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种静默移动发电站，包含可移动平台、甲醇水箱、甲醇重整氢燃料电池、电控箱、备用电源、逆变器、蓄能电池七部分组成；所述的甲醇水箱、甲醇重整氢燃料电池、电控箱、备用电源、逆变器、蓄能电池等均安装在所述可移动平台上，整个系统共分为三个段；本发明的优点在于：能量转换效率高、噪音低、燃料不断则发电不停，污染物和温室气体排放量少，结构模块化设计，扩容和增容容易，可随意组合，建厂时间短，占地面积小。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电装置，具体地说是一种静默移动发电站，属于发电装置领域。
背景技术
我国对燃料电池发电系统的研究较发达国家起步较晚，曾在70年代前后因航天工业的需要掀起了第一次研发热潮，后因国家战略调整而基本停止研究。从“九五”期间到“十一五”期间，国家出台了一系列措施支持燃料电池技术的研发。
截至目前，我国在燃料电池发电系统关键材料、关键技术方面已经取得了许多突破性进展，使中国的质子交换膜燃料电池技术跨入世界先进国家行列。近二十年来，我国燃料电池发电系统领域的探索基本涵盖了所有技术类型，这些研究探索及其成果构成了燃料电池发电系统国内开发应用的重要基础和可靠保障。
虽然落后于国际，但我国的氢燃料电池企业和供应链体系也有了跟随式的快速发展。我国的氢燃料电池企业主要还是集中于制造流程或者零部件供应阶段。至于电池核心设计，燃料组成等关键技术整体落后国外5年。中国目前是国外上一代技术，相差半代。近年来，民营高科技企业积极参与到燃料电池相关技术的研发工作和商业化工作过程中来，于此同时，国内众多国有龙头企业也纷纷投入到燃料电池相关技术的前期调研或者研发准备阶段。
氢是一种清洁能源，但是过去氢能的发展面临着压缩、存储、运输的难题。国内首台静默移动发电站的发布填补了国内此类产品的空白，为甲醇多元化清洁应用和解决新能源动力电源的重大需求提供了良好的示范作用。
国内移动清洁能源装备制造开辟出新的道路，在能源行业、汽车行业、国防工业中都是里程碑式的重大事件。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种静默移动发电站，能量转换效率高、噪音低、燃料不断则发电不停，污染物和温室气体排放量少，结构模块化设计，扩容和增容容易，可随意组合，建厂时间短，占地面积小。
本发明的技术方案为：
一种静默移动发电站，包含可移动平台、甲醇水箱、甲醇重整氢燃料电池、电控箱、备用电源、逆变器、蓄能电池七部分组成。
所述的甲醇水箱、甲醇重整氢燃料电池、电控箱、备用电源、逆变器、蓄能电池等均安装在所述可移动平台上，整个系统共分为三个段。
所述甲醇水箱与所述甲醇重整燃料电池通过管道及甲醇泵相连，甲醇泵将甲醇水由甲醇水箱搬运到甲醇燃料电池。
所述甲醇燃料电池设有蒸发器、重整室、高温燃料电堆、氧化室、所述蒸发器与重整室相连，所述重整室通过管道与高温燃料电池电堆相连，所述高温燃料电池电堆设有阳极和阴极，所述的阳极和阴极之间设有质子膜，所述阳极处设有催化剂。
液体甲醇和水经蒸发器蒸发后形成甲醇及水混合蒸汽，并在重整室经铜锌催化剂催化反应后，混合气体进入高温燃料电池电堆进行反应，多余的尾气体包括未反应完的气体H2和CO2通过旁路控制进入氧化室氧化，提供重整室热量补充。
所述甲醇重整氢燃料电池设有电堆支架，所述电堆支架分三层，通过方型管及直角折弯部件进行加强支撑，每层均放置两个甲醇重整氢燃料电池系统，所述甲醇重整氢燃料电池的前部为管道排气口，反应完全的水蒸气及CO2，换热器换热后，气体从上端排出，液体水从底部排水口排出。
所述可移动平台设有固定及减震支架，所述电控箱和甲醇水箱安装在所述支架上。
本发明整个系统采用多套甲醇重整氢燃料电池系统组合而成，可根据功率要求进行随意组合，功率由5kW-100kw任意组合，配备的甲醇水箱为容量可调整的1000L-2000L。每加满一次甲醇水至少能够发电1000kW·h-2000 kW·h。
本发明静默移动发电站是发电装置，也是能量转换装置，通过添加燃料以维持其电力，所需的燃料是一定比率的“甲醇水”，燃料不断则发电不止。利用氢气与氧气发生电化学反应转化为水并放出能量，在发电时可将甲醇水所含化学能转化电能，将甲醇水转化为水和二氧化碳，从而释放能量转换为电能。
本发明的优点在于：
能量转换效率高、噪音低、燃料不断则发电不停，单机发电功率和效率更适用于区域性、分布式供电以及微型电网；发电效率高，发展潜力大，燃料电池本体的发电效率可达到50%～60％，组成的联合循环发电系统，在10～50MW规模时，其发电效率可以超过70％；污染物和温室气体排放量少，与传统的火电机组相比，CO2排出量可减少40％～60％，NOx排放量低于2ppm和SOx排放量低于1ppm；体型小、效率高、供电可靠、发电效率受负荷和容量的影响小；具有低噪音、电力质量高等特点，电流谐波和电压谐波均满足IEEE519标准；变负荷率高，变负荷率可达到8％/min～10％/min，负荷变化的范围大20%～120%；燃料来源广泛，有氢气、甲醇、煤气、沼气、天然气等均可应用；结构模块化设计，扩容和增容容易，可随意组合，建厂时间短；占地面积小，占地面积小于lm2/kW；自动化程度高，可实现无人操作；是我国燃料电池发电领域的一项重大阶段性成果，填补了我国在此领域的空白。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例的系统原理图；
图2为本发明实施例的系统结构示意图。
图3为本发明实施例的甲醇重整燃料电池系统图；
图4为本发明实施例燃料电池结构图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-2所示，一种静默移动发电站，包含可移动平台（可以是任意一种交通运输工具，可以自行、也可牵引）、甲醇水箱、甲醇重整氢燃料电池、电控箱、备用电源、逆变器、蓄能电池七部分组成。
所述的甲醇水箱（燃料箱）1、甲醇重整氢燃料电池（燃料电池模块）2、电控箱3、备用电源、逆变器4、蓄能电池（锂电池箱）5等均安装在所述可移动平台上，整个系统共分为三个段。
所述甲醇水箱与所述甲醇重整燃料电池通过管道及甲醇泵相连，甲醇泵将甲醇水由甲醇水箱搬运到甲醇燃料电池。
如图4所示，所述甲醇燃料电池设有蒸发器、重整室、高温燃料电堆、氧化室、所述蒸发器与重整室相连，所述重整室通过管道与高温燃料电池电堆相连，所述高温燃料电池电堆设有阳极和阴极，所述的阳极和阴极之间设有质子膜，所述阳极处设有催化剂。
如图3所示，液体甲醇和水经蒸发器蒸发后形成甲醇及水混合蒸汽，并在重整室经铜锌催化剂催化反应后，混合气体进入高温燃料电池电堆进行反应，多余的尾气体包括未反应完的气体H2和CO2通过旁路控制进入氧化室氧化，提供重整室热量补充。
所述甲醇重整氢燃料电池设有电堆支架，所述电堆支架分三层，通过方型管及直角折弯部件进行加强支撑，每层均放置两个甲醇重整氢燃料电池系统，所述甲醇重整氢燃料电池的前部为管道排气口，反应完全的水蒸气及CO2，换热器换热后，气体从上端排出，液体水从底部排水口排出。
所述可移动平台设有固定及减震支架，所述电控箱和甲醇水箱安装在所述支架上；
本发明整个系统采用多套甲醇重整氢燃料电池系统组合而成，可根据功率要求进行随意组合，功率由5kW-100kw任意组合，配备的甲醇水箱为容量可调整的1000L-2000L。每加满一次甲醇水至少能够发电1000kW·h-2000 kW·h。
Claims (6)
1.一种静默移动发电站，其特征在于：包含可移动平台、甲醇水箱、甲醇重整氢燃料电池、电控箱、备用电源、逆变器、蓄能电池七部分组成；所述的甲醇水箱、甲醇重整氢燃料电池、电控箱、备用电源、逆变器、蓄能电池等均安装在所述可移动平台上，整个系统共分为三个段。
2.根据权利要求1所述的一种静默移动发电站，其特征在于：所述甲醇水箱与所述甲醇重整燃料电池通过管道及甲醇泵相连，甲醇泵将甲醇水由甲醇水箱搬运到甲醇燃料电池。
3.根据权利要求1或2所述的一种静默移动发电站，其特征在于：所述甲醇燃料电池设有蒸发器、重整室、高温燃料电堆、氧化室、所述蒸发器与重整室相连，所述重整室通过管道与高温燃料电池电堆相连，所述高温燃料电池电堆设有阳极和阴极，所述的阳极和阴极之间设有质子膜，所述阳极处设有催化剂。
4.根据权利要求1或2所述的一种静默移动发电站，其特征在于：所述甲醇重整氢燃料电池设有电堆支架，所述电堆支架分三层，通过方型管及直角折弯部件进行加强支撑，每层均放置两个甲醇重整氢燃料电池系统，所述甲醇重整氢燃料电池的前部为管道排气口，反应完全的水蒸气及CO2，换热器换热后，气体从上端排出，液体水从底部排水口排出。
5.根据权利要求3所述的一种静默移动发电站，其特征在于：所述甲醇重整氢燃料电池设有电堆支架，所述电堆支架分三层，通过方型管及直角折弯部件进行加强支撑，每层均放置两个甲醇重整氢燃料电池系统，所述甲醇重整氢燃料电池的前部为管道排气口，反应完全的水蒸气及CO2，换热器换热后，气体从上端排出，液体水从底部排水口排出。
6.根据权利要求1所述的一种静默移动发电站，其特征在于：所述可移动平台设有固定及减震支架，所述电控箱和甲醇水箱安装在所述支架上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180626 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |