CN113930804A - 一种具有碱温保持的风电制氢装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有碱温保持的风电制氢装置，其包括：电解机构，所述电解机构包括电解槽与所述电解槽的气体输出端连通的制氢输送管及制氧输送管，碱温维持机构，所述碱温维持机构包括碱液升温换热器，光热储能机构，所述光热储能机构包括太阳能发电面板、光伏控制器及逆变器。本发明公开的具有碱温保持的风电制氢装置，上述方案中的太阳能发电面板发电获得的电能通过逆变器，输出电能供电到温控控制器，加热储能器内充满换热的液体介质，电加热器加热储能器内的液体介质，与该换热水管外部的电解液进行换热。

Description

一种具有碱温保持的风电制氢装置

技术领域

本发明涉及一种具有碱温保持的风电制氢装置，属于制氢设备领域。

背景技术

化石能源枯竭、生态环境恶化、极端气候频发等问题促使可再生能源被高度重视与大力开发。由于可再生能源自身具有间歇性、波动性等问题。解决该问题有效的办法是将可再生能源的电力与电解水技术结合，制取高纯度的氢气与氧气，产生的气体直接使用或是转换成电力，提高可再生能源的利用率和占比，而解决风电制氢的关键是做好碱温的保持。

碱性电解水技术较成熟，运行寿命可达20年。碱性电解槽以含液态碱液作为电解质和多孔隔板，具有阴阳电极及隔膜为结构特征，在额定温度工作条件下碱性电解水的电流操作范围从最小负荷0到最大设计容量110％。所以解决以风电具有较大波动性电源来制氢的关键是做好碱液温度的保持。与其他电解槽技术相比，碱性电解水具有单套规模生产能力大、技术成熟、设备成本低的特点，碱性电解水避免了因使用贵重材料而带来的成本负担。

但是，在现有的碱性水电解制氢条件下，碱液温度是一个非常重要的参数，当碱液温度达到额定工作温度后，只要小室电压超过热平衡电压，设备对电流变动的敏感性就降低很多，电流调节的范围就比较宽，电解水制氢设备就能及时的把电能转换为氢气和氧气。

现有碱性水电解制氢设备的开机特点是在刚开机的阶段是升温阶段，这个升温阶段所用的时间长短根据设备的大小，达到额定工作温度的时间通常会在30分钟到40分钟不等，开机阶段使得碱液温度先达到额定工作温度，然后正常工作。所以要使设备持续开机，就要首先把设备开到额定工作温度和压力条件下，设备才能正常持续开机，而以风电为代表的不稳定电源用来电解水的时候就基本实现不了设备的正常开机。

而当设备连续工作的时，电解槽又会发热，为了保证设备正常工况下开机，此时又需要为电解槽降温，电解槽的温度通过碱液循环带出来，在碱液冷却器中进行降温，使得碱液温度维持到设备的额定温度。

针对新能源电源不稳定的特点，如何高效的利用以风能为代表的不稳定的新能源来电解水制氢，就需要创造稳定的碱液工作温度工作环境来解决这个问题，本专利就针对现有技术的不足，提供新的技术方案。

发明内容

本发明提供一种具有碱温保持的风电制氢装置，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明的技术方案为一种具有碱温保持的风电制氢装置，其包括：电解机构，所述电解机构包括电解槽与所述电解槽的气体输出端连通的制氢输送管及制氧输送管，碱温维持机构，所述碱温维持机构包括碱液升温换热器，所述碱液升温换热器的内部安装有第一碱温换热水管，与所述制氢输送管的输出端互相连通的氢气处理机构，与所述制氧输送管的输出端互相连通的氧气处理机构，光热储能机构，所述光热储能机构包括太阳能发电面板、光伏控制器及逆变器，所述太阳能发电面板的输出端与所述光伏控制器的输入端电性连接，所述光伏控制器的输出端与所述逆变器的输入端电性连接，温控机构，所述温控机构包括用于存储换热液体的加热储能器及设置在所述加热储能器内部用于加热换热液体的电加热器，所述电加热器的供电输入端还电性连接有温控控制器，其中，所述氢气处理机构的输出端及氧气处理机构的输出端通过并联第一碱液管与所述碱液升温换热器的输入端连通，所述碱液升温换热器的输出端通过第二碱液管与所述电解槽的输入端连通，其中，所述加热储能器的输出端通过第一换热管与所述第一碱温换热水管的输入端连通，所述加热储能器的输入端通过第二换热管与所述第一碱温换热水管的输出端连通，并且其中，所述温控控制器的供电输入端与所述逆变器的供电输出端电性连接。

进一步，与所述逆变器的输出端电性连接的热泵换热机构，所述热泵换热机构包括压缩机，所述压缩机的冷媒高压侧及低压侧分别通过冷媒管道分别连通冷凝器的输入端及蒸发器的输出端，所述冷凝器的输出端及蒸发器的输出端之间连通有膨胀阀，所述碱温维持机构还包括与碱液升温换热器对应设置的碱液冷却器，所述碱液冷却器的输入端与所述第一碱液管的一侧连通，所述碱液冷却器的输出端通过第一碱液管的另一侧与所述碱液升温换热器的输入端连通，所述碱液冷却器的内部还设置有碱液冷却换热管，其中，所述碱液冷却换热管的输入端及输出端分别与所述蒸发器的换热输出端及换热输入端连通，所述碱液冷却换热管的输入端的管道上安装有第一循环泵。

进一步，所述碱液升温换热器的内部还设置有第二碱温换热水管，并且其中，所述第二碱温换热水管输入端及输出端分别通过冷媒管道与所述冷凝器两端的冷媒管道连通，所述第二碱温换热水管输入端的冷媒管道上安装有第二控制阀，所述冷凝器与所述碱液升温换热器相邻设置。

进一步，与所述逆变器的输出端还电性连接的制氢电控柜，所述制氢电控柜通过控制线路分别与氧气处理机构、氢气处理机构、碱液回收机构、电解机构、光热储能机构及温控机构电性连接。

进一步，所述温控机构还包括设置在所述加热储能器内部用于监测换热液体高度及温度的液位测量器及温度测量器，与所述电加热器、所述液位测量器及所述温度测量器的输入端还电性连接有温控控制器。

进一步，所述光热储能机构还包括储能电池组，所述光伏控制器的输出端还与所述储能电池组的输入端电性连接。

进一步，所述第一碱液管上安装有多个用于控制管内液体流动的多个阀门及用于加速管内液体流动的碱液循环泵，所述第二碱液管上安装有用于控制管内液体流动的阀门及用于测量管内流量的碱液流量计。

进一步，所述第一碱温换热水管弯折布设在碱液升温换热器的内部，所述电加热器呈U形布设在加热储能器的内部。

进一步，所述碱液冷却换热管弯折布设在所述碱液冷却器的内部。

进一步，所述电加热器的外围包覆安装有绝缘保护层。

本发明的有益效果为：

1、上述方案中的太阳能发电面板发电获得的电能通过逆变器，输出电能供电到温控控制器，加热储能器内充满换热的液体介质，电加热器加热储能器内的液体介质，换热的液体介质通过第一换热管及第二换热管循环，换热介质输送到碱液升温换热器内的第一碱温换热水管，与该换热水管外部的电解液进行换热。

2、装置采用碱性水电解制氢的工艺流程，电解槽内采用30％浓度的氢氧化钾或25％浓度的氢氧化钠水溶液为电解液，电解槽内通常在85度以上的条件下工作。电解槽内的氢气、氧气及电解液随制氢输送管及制氧输送冷媒管道氢气处理机构及氧气处理机构进行提纯、分离等工艺流程。然后电解液通过第一碱液管及第二碱液管输送到碱液升温换热器内与第一碱温换热水管内的热水进行换热，使换热后的电解液升温到85度左右的条件，再次通过第二碱液管输送回电解槽，使电解液能够在适当的温度下进行电解作业。

3、上述的方案在制氢系统中设置光热储能机构，在适当的地理环境下利用丰富的光能资源，转化成电能，电能用于给换热介质进行加热，给电解液升温，维持碱性电解液最适合的温度。

4、上述的装置还通过管热储能机构给热泵换热机构供电，热泵换热机构通过冷媒在冷媒管道到流通，冷媒在压缩机的高压侧为气化的冷媒，气化的冷媒在冷凝器放热，冷凝器通过换热的冷媒管道输送高温的换热介质到第二碱温换热水管内，与第一碱温换热水管一样，在碱液升温换热器内参与电解质换热，使电解质升温维持温度。另外，通过控制开启或关闭上述两个控制阀，使冷媒流向第二碱温换热水管或冷凝器内，使冷凝器在碱液升温换热器相邻位置进行加热，或直接通过高温的冷媒输送到第二碱温换热水管内直接给碱液升温换热器内部的碱液进行换热。

5、上述的冷媒在通过冷凝器后温度稍微降低，在通过膨胀阀后，高温高压的气化冷媒迅速降温、降压，成为液化的低温冷媒。冷媒在蒸发器上吸热，蒸发器通过换热的冷媒管道输送低温的换热介质到碱液冷却器内，电解槽刚电解完的电解液在碱液冷却器内换热可以迅速冷却。

6、上述的制氢装置中加入热泵机构对电解液进行对应的冷、热换热，使电解液能够迅速换热降温或者升温，另外热泵机构通过光热储能机构进行供电，同样是光能转化成电能驱动有效的换热机构，对碱性的电解液进行有效的换热。

7、上述碱温维持机构的设置的目的是当电解槽处于待机工作或者工作时发热不能满足维持碱液温度的时候，碱液升温换热器工作，对碱液温度进行升温维持；而当电解槽持续工作时，电解发热量增加，此时碱液冷却器开始工作，碱温升温换热器停止工作，使碱液保持在额定工作温度。碱液冷却器和碱液升温换热器的设置保证了碱液温度时时处于额定工作温度。为不稳定电源的发出来的电力随时电解提供了必要而充分的条件。

附图说明

图1是根据本发明实施例一的总体结构示意图。

图2是根据本发明实施例二的总体结构示意图。

图3是根据本发明的碱液升温换热器的结构示意图。

图4是根据本发明的温控机构的结构示意图。

图5是根据本发明的热泵换热机构的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右、顶、底等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。

参照图1至5所示，在一些实施例中，本发明公开了一种具有碱温保持的风电制氢装置，其包括：氧气处理机构10、氢气处理机构20、碱温维持机构30、电解机构40、光热储能机构50、温控机构60及热泵换热机构70。

参照图1的实施例一：电解机构40，电解机构40包括电解槽R与电解槽R的气体输出端连通的制氢输送管H及制氧输送管0。

参照图1的碱温维持机构30，碱温维持机构30包括碱液升温换热器E5，碱液升温换热器E5的内部安装有第一碱温换热水管E51。

参照图1，与制氢输送管H的输出端互相连通的氢气处理机构20；与制氧输送管0的输出端互相连通的氧气处理机构10。

参照图1的光热储能机构50，光热储能机构50包括太阳能发电面板51、光伏控制器52及逆变器54，太阳能发电面板51的输出端与光伏控制器52的输入端电性连接，光伏控制器52的输出端与逆变器54的输入端电性连接。

参照图1结合图4的温控机构60，温控机构60包括用于存储换热液体的加热储能器62及设置在加热储能器62内部用于加热换热液体的电加热器63，电加热器63的供电输入端还电性连接有温控控制器61。

参照图1，上述各个机构按照下列方式进行连通，氢气处理机构20的输出端及氧气处理机构10的输出端通过并联第一碱液管K11与碱液升温换热器E5的输入端连通，碱液升温换热器E5的输出端通过第二碱液管K12与电解槽R的输入端连通。加热储能器62的输出端通过第一换热管J11与第一碱温换热水管E51的输入端连通，加热储能器62的输入端通过第二换热管J12与第一碱温换热水管E51的输出端连通。温控控制器61的供电输入端与逆变器54的供电输出端电性连接。

上述方案中的太阳能发电面板发电获得的电能通过逆变器，输出电能供电到温控控制器，加热储能器内充满换热的液体介质，电加热器加热储能器内的液体介质，换热的液体介质通过第一换热管及第二换热管循环，换热介质输送到碱液升温换热器内的第一碱温换热水管，与该换热水管外部的电解液进行换热。

装置采用碱性水电解制氢的工艺流程，电解槽内采用30％浓度的氢氧化钾或25％浓度的氢氧化钠水溶液为电解液，电解槽内通常在85度以上的条件下工作。电解槽内的氢气、氧气及电解液随制氢输送管及制氧输送冷媒管道氢气处理机构及氧气处理机构进行提纯、分离等工艺流程。然后电解液通过第一碱液管及第二碱液管输送到碱液升温换热器内与第一碱温换热水管内的热水进行换热，使换热后的电解液升温到85度左右的条件，再次通过第二碱液管输送回电解槽，使电解液能够在适当的温度下进行电解作业。

上述的方案在制氢系统中设置光热储能机构，在适当的地理环境下利用丰富的光能资源，转化成电能，一方面给电解机构槽提供电能用于控制电解系统工作，另一方面电能用于给换热介质进行加热，给电解液升温，维持碱性电解液最适合的温度。

参照图1结合图5，与逆变器54的输出端电性连接的热泵换热机构70。热泵换热机构70包括压缩机71，压缩机71的冷媒高压侧及低压侧分别通过冷媒管道分别连通冷凝器72的输入端及蒸发器73的输出端，冷凝器72的输出端及蒸发器73的输出端之间连通有膨胀阀74，冷凝器72输入端的冷媒管道上安装有第一控制阀75。

参照图1，碱温维持机构30还包括与碱液升温换热器E5对应设置的碱液冷却器E4，碱液冷却器E4的输入端与第一碱液管K11的一侧连通，碱液冷却器E4的输出端通过第一碱液管K11的另一侧与碱液升温换热器E5的输入端连通，碱液冷却器E4的内部还设置有碱液冷却换热管E41。碱液冷却换热管E41的输入端及输出端分别与蒸发器73的换热输出端及换热输入端连通。碱液冷却换热管E41的输入端的管道上安装有第一循环泵77，使换热的介质能够通过上述循环泵输送，增加碱液冷却换热管E4及碱液冷却器E4内的换热效率。碱液升温换热器E5的内部还设置有第二碱温换热水管E52，第二碱温换热水管E52输入端及输出端分别通过冷媒管道与冷凝器72两端的冷媒管道连通，第二碱温换热水管E52输入端的冷媒管道上安装有第二控制阀76，冷凝器72与碱液升温换热器E5相邻设置。上述的装置还通过管热储能机构给热泵换热机构供电，热泵换热机构通过冷媒在冷媒管道到流通，冷媒在压缩机的高压侧为气化的冷媒，气化的冷媒在冷凝器放热，冷凝器通过换热的冷媒管道输送高温的换热介质到第二碱温换热水管内，与第一碱温换热水管一样，在碱液升温换热器内参与电解质换热，使电解质升温维持温度。另外，通过控制开启或关闭上述两个控制阀，使冷媒流向第二碱温换热水管或冷凝器内，使冷凝器在碱液升温换热器相邻位置进行加热，或直接通过高温的冷媒输送到第二碱温换热水管内直接给碱液升温换热器内部的碱液进行换热。

上述的冷媒在通过冷凝器后温度稍微降低，在通过膨胀阀后，高温高压的气化冷媒迅速降温、降压，成为液化的低温冷媒。冷媒在蒸发器上吸热，蒸发器通过换热的冷媒管道输送低温的换热介质到碱液冷却器内，电解槽刚电解完的电解液在碱液冷却器内换热可以迅速冷却。

上述的制氢装置中加入热泵机构对电解液进行对应的冷、热换热，使电解液能够迅速换热降温或者升温，另外热泵机构通过光热储能机构进行供电，同样是光能转化成电能驱动有效的换热机构，对碱性的电解液进行有效的换热。

与逆变器54的输出端还电性连接的制氢电控柜55，制氢电控柜55通过控制线路分别与氧气处理机构10、氢气处理机构20、碱液回收机构30、电解机构40、光热储能机构50及温控机构60电性连接。制氢电控柜对各个部分进行控制作业。

为了对加热储能器内的换热介质进行精准的温度监控及液位监控，温控机构60还包括设置在加热储能器62内部用于监测换热液体高度及温度的液位测量器64及温度测量器65。与电加热器63、液位测量器64及温度测量器65的输入端还电性连接有温控控制器61。温控控制器可以收集到加热储能器内部的换热介质的温度及液位信息，可以精准监控内部的换热介质情况，精准输送准确温度的换热介质到碱液升温换热器内。

此外，为了使不稳定的光能在在夜晚获取光能较弱的时间能有足够的电能去维持换热机构和电解机构的作业，光热储能机构50还包括储能电池组53，光伏控制器52的输出端还与储能电池组53的输入端电性连接。储能电池组能够在光弱的时候供电给上述的机构，使光弱的时候上述整个系统都能正常运作。

参照图2的实施例二：具体的制氢部分的结构如下：氧气处理机构10包括与制氧输送管0的输出端连通的氧分离器V1。氢气处理机构20包括与制氢输送管H的输出端连通的氢分离器V2。碱液循环及温度保持系统30还包括碱液循环泵P1及与碱液循环泵P1的输出端连通的碱液冷却器E4。电解槽中的电解液被电解生产的氢气、氧气及碱性电解液分别通过制氢输送管及制氧输送管输送到氧分离器及氢分离器中，氢气及碱性电解液在氢分离器正常分离液体及气体，氧气及碱性电解液在氧分离器正常分离液体及气体，碱性电解液再通过冷媒管道输送碱液循环泵控制流量送到碱液冷却器中，循环利用碱性电解液进行第二次电解产生氢气。

碱温加热维持换热器E5的内部还包括第一碱温换热水管E51及第二碱温换热水管E52。氧分离器V1的输出端及氢分离器V2的输出端通过冷媒管道互相连通并与碱液循环泵P1的输入端互相连通。碱液升温换热器内的碱液接收循环的碱性电解液并均匀接收第一碱温换热水管E51及第二碱温换热水管E52的热量，使电解液加热到适合的温度被输送到电解槽进行再次电解，碱液升温换热器的结构便于控制内部电解液的换热温度，主要控制碱液循环泵输送流量的大小，从而控制电解液换热的合适温度。

氧气处理机构10还包括氧洗涤器V3、氧气冷却器E1、氧侧气水分离器V5、氧排水器V8及氧出口调节阀Vg2，氧分离器V1的输出端与氧洗涤器V3的输入端连通，氧洗涤器V3的输出端与氧气冷却器E1的输入端连通，氧侧气水分离器V5的液体输出端与氧排水器V8的输入端连通，氧侧气水分离器V5的气体输出端与氧出口调节阀Vg2连通。氧分离器V1内的气体通过冷媒管道依次输送到氧洗涤器V3，氧洗涤器V3用于清洗氧气中微量的碱液及其他杂质，进一步提纯氧气，然后氧气被输送到氧气冷却器E1中进一步降低其本身温度，氧气降低温度后会有部分冷凝水在氧侧气水分离器V5中进行分离，冷凝水定时排入排水器V8，排水器V8定时排出冷凝水，氧出口调节阀控制系统压力后输出厂家进一步收集或作其他工序的处理。

氢气处理机构20还包括氢洗涤器V4、氢气冷却器E2及氢侧气水分离器V6，氢洗涤器V4的输入端与氢分离器V2的输出端连通，氢洗涤器V4的输出端与氢气冷却器E2的输入端连通，氢气冷却器E2的输出端与氢侧气水分离器V6的输入端连通。氢分离器V2内的气体通过冷媒管道依次输送到氢洗涤器V4，氢洗涤器V4用于清洗氢气中微量的碱液及其他杂质，进一步提纯氢气，然后氢气被输送到氢气冷却器E2中进一步降低其本身温度，氢气降低温度后会有部分冷凝水在氢侧气水分离器V6中进行分离，冷凝水定时排入排水器V9，排水器V9定时排出冷凝水。

氢气处理机构20还包括脱氧塔R1、脱氧后氢冷却器E3、脱氧气水分离器V7、氢排水器V9及氢出口调节阀Vg1。脱氧塔R1的输入端与氢侧气水分离器V6的气体输出端连通，脱氧塔R1的输出端与脱氧后氢冷却器E3的输入端连通，脱氧后氢冷却器E3的输出端与脱氧气水分离器V7的输入端连通，脱氧气水分离器V7的液体输出端与氢排水器V9的输入端连通，脱氧气水分离器V7的气体输出端与氢出口调节阀Vg1的输入端连通。上述的氢气被输送到脱氧塔R1中，去除氢气中的少量的杂质氧气，提纯氢气，脱氧后的氢气被送到脱氧后氢冷却器E3中，进一步冷却氢气的温度，氢气降低温度后会有部分冷凝水在氢侧气水分离器V7中进行分离，冷凝水定时排入排水器V9，排水器V9定时排出冷凝水，通过氢出口调节阀控制氢氧分离器两两侧液位平衡后输出厂家进一步收集或作其他工序的处理。

在图2的实施例中，第一碱液管K11上安装有多个用于控制管内液体流动的多个阀门及用于加速管内液体流动的碱液循环泵P1。第二碱液管K12上安装有用于控制管内液体流动的阀门及用于测量管内流量的碱液流量计F1。参照图2，氧分离器V1的输出端、氢分离器V2的输出端与碱液循环泵P1的输入端之间的冷媒管道连通有第一阀门A1及第二阀门A2，碱液循环泵P1的输出端及碱液冷却器E4的输入端之间的冷媒管道连通有第四阀门A4及第五阀门A5，碱液冷却器E4的输出端及碱液升温换热器E5的输入端之间的冷媒管道连通有第六阀门A6。碱液输送管中多段设置多个阀门精准控制内部碱性电解液的流量，从而可以使碱液电解液在通过碱液升温换热器能够进一步精确控制碱液电解液换热的精准温度。

此外，第一碱温换热水管E51的输出端及电解槽R的输入端之间的冷媒管道分别连通有第七阀门A7及碱液流量计F1，使换热后的碱液电解液能够被碱液流量计F1精准量化计算回流电解槽R的流量，以及通过第七阀门A7精准控制回流流量，进一步提高制氢的精确生产流程。

为了使换热管与电解液进一步提高换热接触的效果，第一碱温换热水管E51弯折布设在碱液升温换热器E5的内部，电加热器63呈U形布设在加热储能器62的内部。碱液冷却换热管E41弯折布设在碱液冷却器E4的内部。

在一些实施例中，电加热器的外围包覆安装有绝缘保温层，有效保护换热介质隔绝电加热，防止漏电事件发生。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种具有碱温保持的风电制氢装置，其特征在于，包括：

电解机构(40)，所述电解机构(40)包括电解槽(R)与所述电解槽(R)的气体输出端连通的制氢输送管(H)及制氧输送管(O)，

碱温维持机构(30)，所述碱温维持机构(30)包括碱液升温换热器(E5)，所述碱液升温换热器(E5)的内部安装有第一碱温换热水管(E51)，

与所述制氢输送管(H)的输出端互相连通的氢气处理机构(20)，

与所述制氧输送管(O)的输出端互相连通的氧气处理机构(10)，

光热储能机构(50)，所述光热储能机构(50)包括太阳能发电面板(51)、光伏控制器(52)及逆变器(54)，所述太阳能发电面板(51)的输出端与所述光伏控制器(52)的输入端电性连接，所述光伏控制器(52)的输出端与所述逆变器(54)的输入端电性连接，

温控机构(60)，所述温控机构(60)包括用于存储换热液体的加热储能器(62)及设置在所述加热储能器(62)内部用于加热换热液体的电加热器(63)，所述电加热器(63)的供电输入端还电性连接有温控控制器(61)，

其中，所述氢气处理机构(20)的输出端及氧气处理机构(10)的输出端通过并联第一碱液管(K11)与所述碱液升温换热器(E5)的输入端连通，所述碱液升温换热器(E5)的输出端通过第二碱液管(K12)与所述电解槽(R)的输入端连通，

其中，所述加热储能器(62)的输出端通过第一换热管(J11)与所述第一碱温换热水管(E51)的输入端连通，所述加热储能器(62)的输入端通过第二换热管(J12)与所述第一碱温换热水管(E51)的输出端连通，

并且其中，所述温控控制器(61)的供电输入端与所述逆变器(54)的供电输出端电性连接。

2.根据权利要求1所述的具有碱温保持的风电制氢装置，其特征在于，

与所述逆变器(54)的输出端电性连接的热泵换热机构(70)，所述热泵换热机构(70)包括压缩机(71)，所述压缩机(71)的冷媒高压侧及低压侧分别通过冷媒管道分别连通冷凝器(72)的输入端及蒸发器(73)的输出端，所述冷凝器(72)的输出端及蒸发器(73)的输出端之间连通有膨胀阀(74)，所述冷凝器(72)输入端的冷媒管道上安装有第一控制阀(75)，

所述碱温维持机构(30)还包括与碱液升温换热器(E5)对应设置的碱液冷却器(E4)，所述碱液冷却器(E4)的输入端与所述第一碱液管(K11)的一侧连通，所述碱液冷却器(E4)的输出端通过第一碱液管(K11)的另一侧与所述碱液升温换热器(E5)的输入端连通，所述碱液冷却器(E4)的内部还设置有碱液冷却换热管(E41)，

其中，所述碱液冷却换热管(E41)的输入端及输出端分别与所述蒸发器(73)的换热输出端及换热输入端连通，所述碱液冷却换热管(E41)的输入端的管道上安装有第一循环泵(77)。

3.根据权利要求2所述的具有碱温保持的风电制氢装置，其特征在于，还包括：

所述碱液升温换热器(E5)的内部还设置有第二碱温换热水管(E52)，

并且其中，所述第二碱温换热水管(E52)输入端及输出端分别通过冷媒管道与所述冷凝器(72)两端的冷媒管道连通，所述第二碱温换热水管(E52)输入端的冷媒管道上安装有第二控制阀(76)，所述冷凝器(72)与所述碱液升温换热器(E5)相邻设置。

4.根据权利要求1所述的具有碱温保持的风电制氢装置，其特征在于，

与所述逆变器(54)的输出端还电性连接的制氢电控柜(55)，所述制氢电控柜(55)通过控制线路分别与氧气处理机构(10)、氢气处理机构(20)、碱液回收机构(30)、电解机构(40)、光热储能机构(50)及温控机构(60)电性连接。

5.根据权利要求1所述的具有碱温保持的风电制氢装置，其特征在于，

所述温控机构(60)还包括设置在所述加热储能器(62)内部用于监测换热液体高度及温度的液位测量器(64)及温度测量器(65)，

与所述电加热器(63)、所述液位测量器(64)及所述温度测量器(65)的输入端还电性连接有温控控制器(61)。

6.根据权利要求1所述的具有碱温保持的风电制氢装置，其特征在于，

所述光热储能机构(50)还包括储能电池组(53)，所述光伏控制器(52)的输出端还与所述储能电池组(53)的输入端电性连接。

7.根据权利要求1所述的具有碱温保持的风电制氢装置，其特征在于，

所述第一碱液管(K11)上安装有多个用于控制管内液体流动的多个阀门及用于加速管内液体流动的碱液循环泵(P1)，

所述第二碱液管(K12)上安装有用于控制管内液体流动的阀门及用于测量管内流量的碱液流量计(F1)。

8.根据权利要求1所述的具有碱温保持的风电制氢装置，其特征在于，

所述第一碱温换热水管(E51)弯折布设在碱液升温换热器(E5)的内部，

所述电加热器(63)呈U形布设在加热储能器(62)的内部。

9.根据权利要求2所述的具有碱温保持的风电制氢装置，其特征在于，

所述碱液冷却换热管(E41)弯折布设在所述碱液冷却器(E4)的内部。

10.根据权利要求1所述的具有碱温保持的风电制氢装置，其特征在于，

所述电加热器的外围包覆安装有绝缘保温层。

Images