CN114752944A - 一种新型电解水制氢系统 - Google Patents
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Abstract
一种新型电解水制氢系统，包括光伏发电模块、网电模块、控制模块、第一电解槽、第二电解槽、储罐、整流电源柜；所述控制模块的输入端分别和所述光伏发电模块以及所述网电模块的输出端连接；所述控制模块的输出端和所述整流电源柜的输入端连接，所述整流电源柜的输出端分别和所述第一电解槽和所述第二电解槽的输入端连接；所述第一电解槽和所述第二电解槽的输出端分别和所述储罐连接，所述第一电解槽的功率大于所述第二电解槽的功率。本发明提高对太阳能的利用率，同时提高了制氢效率。
Description
技术领域
本发明涉及制氢设备技术领域，特别是一种新型电解水制氢系统。
背景技术
氢气作为能源，有两个显著的特点。高能量密度，单位质量的热值约是汽油的3倍。绿色低碳，燃烧的产物是水，零污染，是世界上最干净的能源。适合作为大规模储能，实现能源储备。但空气中只有少量的氢气，其他氢主要以化合物的形式存储在水中，现有的制氢系统如专利号CN213425792U公布的一种离网型微电网电解水制氢系统，通过设置光伏发电模块、风力发电模块、储能模块及备用电源，可根据天气情况及设备运行状态，在绿色能源制氢模式、风光储联合制氢模式、最大制氢模式、最小制氢模式、单独储能制氢模式及备用制氢模式之间智能切换，解决了光伏、风电单独工作时受天气影响不能长期、稳定工作的问题，大幅提高了制氢设备的年有效利用率、降低了制氢成本；还通过控制模块实时采集交流母线的电压与频率信号，当风电或光伏出现功率波动时，对交流母线进行补偿，使其电压与频率波动范围始终处于国家标准要求范围内，解决了单独风电或光伏制氢引起制氢设备频繁启动与关停，损坏制氢设备的问题，提高了电解槽的使用寿命，但是该制氢系统对太阳能的利用率低，无法满足实际需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型电解水制氢系统，以解决背景技术中提出的问题。
本发明的技术解决方案是：一种新型电解水制氢系统，包括光伏发电模块、网电模块、控制模块、第一电解槽、第二电解槽、储罐、整流电源柜；
所述控制模块的输入端分别和所述光伏发电模块以及所述网电模块的输出端连接，所述控制模块根据所述光伏发电模块的输出电压控制所述光伏发电模块以及所述网电模块与所述控制模块的连接状态；
所述控制模块的输出端和所述整流电源柜的输入端连接，所述整流电源柜的输出端分别和所述第一电解槽和所述第二电解槽的输入端连接，所述控制模块根据所述光伏发电模块的输出电压控制所述第一电解槽以及所述第二电解槽的启停状态；
所述第一电解槽和所述第二电解槽的输出端分别和所述储罐连接，所述第一电解槽的功率大于所述第二电解槽的功率。
作为优选，所述连接状态包括所述光伏发电模块与所述所述控制模块连接、所述网电模块与所述所述控制模块连接。
作为优选，当所述光伏发电模块的输出电压在100-380V之间时，所述连接状态为所述光伏发电模块与所述所述控制模块连接；当所述光伏发电模块的输出电压在0-99V之间时，所述连接状态为所述网电模块与所述所述控制模块连接。
作为优选，所述启停状态包括所述第一电解槽开启、所述第二电解槽关闭或者所述第一电解槽关闭、所述第二电解槽开启。
作为优选，当所述光伏发电模块的输出电压在200-380V之间时，所述启停状态为所述第一电解槽开启、所述第二电解槽关闭；当所述光伏发电模块的输出电压在100-199V之间时，所述启停状态为所述第一电解槽关闭、所述第二电解槽开启；当所述光伏发电模块的输出电压在0-99V之间时，所述启停状态为所述第一电解槽开启、所述第二电解槽关闭。
作为优选，所述光伏发电模块包括逆变器及光伏发电单元，所述光伏发电单元的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端与所述控制模块的输入端连接。
作为优选，所述整流电源柜的输出端与所述第一电解槽的电源接口连接，所述第一电解槽的氢气出口与所述储罐的入口管道连接。
作为优选，所述整流电源柜的输出端与所述第二电解槽的电源接口连接，所述第二电解槽的氢气出口与所述储罐的入口管道连接。
作为优选，所述控制模块包括信号控制器、分别和所述信号控制器电连接的第一接触器和第二接触器，所述第一接触器和所述光伏发电模块电连接，所述第二接触器和所述网电模块电连接。
作为优选，所述光伏发电模块的输出电压在200-380V之间时，所述信号控制器控制所述第一接触器吸合，同时控制所述第二接触器断开；所述光伏发电模块的输出电压在0-99V之间时，所述信号控制器控制所述第一接触器断开，同时控制所述第二接触器吸合。
本发明有益效果是：
与现有技术相比，本发明通过设置控制模块、整流电源柜、第一电解槽以及第二电解槽，控制模块可根据光伏发电模块的输出电压来选择第一电解槽或第二电解槽进行制氢，使光伏发电模块的输出电压与第一电解槽或第二电解槽的功率进行实时匹配，极大地提高对太阳能的利用率，同时提高了制氢效率。
附图说明
图1为本发明工作流程图；
具体实施方式
下面结合附图以实施例对本发明作进一步说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例，如图1所示，一种新型电解水制氢系统，包括光伏发电模块1、网电模块2、控制模块3、第一电解槽4、第二电解槽5、储罐6、整流电源柜7；所述控制模块3的输入端分别和所述光伏发电模块1以及所述网电模块2的输出端连接，所述控制模块3根据所述光伏发电模块1的输出电压控制所述光伏发电模块1以及所述网电模块2与所述控制模块3的连接状态；所述控制模块3的输出端和所述整流电源柜7的输入端连接，所述整流电源柜7的输出端分别和所述第一电解槽4和所述第二电解槽5的输入端连接，所述控制模块3根据所述光伏发电模块1的输出电压控制所述第一电解槽4以及所述第二电解槽5的启停状态；所述第一电解槽4和所述第二电解槽5的输出端分别和所述储罐6连接，所述第一电解槽4的功率大于所述第二电解槽5的功率，本发明通过设置控制模块3、整流电源柜7、第一电解槽4以及第二电解槽5，控制模块3可根据光伏发电模块1的输出电压来选择第一电解槽4或第二电解槽5进行制氢，使光伏发电模块3的输出电压与第一电解槽4或第二电解槽5的功率进行实时匹配，极大地提高对太阳能的利用率，同时提高了制氢效率。
进一步的，所述连接状态包括所述光伏发电模块1与所述所述控制模块3连接、所述网电模块2与所述所述控制模块3连接。
进一步的，当所述光伏发电模块1的输出电压在100-380V之间时，所述连接状态为所述光伏发电模块1与所述所述控制模块3连接；当所述光伏发电模块1的输出电压在0-99V之间时，所述连接状态为所述网电模块2与所述所述控制模块3连接。
进一步的，所述启停状态包括所述第一电解槽4开启、所述第二电解槽5关闭或者所述第一电解槽4关闭、所述第二电解槽5开启，优选的，本实施例中的第一电解槽4和第二电解槽5可分别连接接触器，控制模块3通过分别控制接触器的通断来实现第一电解槽4和第二电解槽5的开启或关闭。
进一步的，当所述光伏发电模块1的输出电压在200-380V之间时，所述启停状态为所述第一电解槽4开启、所述第二电解槽5关闭；当所述光伏发电模块1的输出电压在100-199V之间时，所述启停状态为所述第一电解槽4关闭、所述第二电解槽5开启；当所述光伏发电模块1的输出电压在0-99V之间时，所述启停状态为所述第一电解槽4开启、所述第二电解槽5关闭。
进一步的，所述光伏发电模块1包括逆变器101及光伏发电单元102，所述光伏发电单元102的输出端与所述逆变器101的输入端连接，所述逆变器101的输出端与所述控制模块3的输入端连接。
进一步的，所述整流电源柜7的输出端与所述第一电解槽4的电源接口连接，所述第一电解槽4的氢气出口与所述储罐6的入口管道连接。
进一步的，所述整流电源柜7的输出端与所述第二电解槽5的电源接口连接，所述第二电解槽5的氢气出口与所述储罐6的入口管道连接。
进一步的，所述控制模块3包括信号控制器301、分别和所述信号控制器301电连接的第一接触器302和第二接触器303，所述第一接触器302和所述光伏发电模块1电连接，所述第二接触器303和所述网电模块2电连接，优选的，本实施例中的信号控制器301可采用PLC实施，通过PLC控制第一接触器302和第二接触器303的通断。
进一步的，所述光伏发电模块1的输出电压在200-380V之间时，所述信号控制器301控制所述第一接触器302吸合，同时控制所述第二接触器303断开，此时，通过光伏发电模块1供电，同时切断网电；所述光伏发电模块1的输出电压在0-99V之间时，所述信号控制器301控制所述第一接触器302断开，同时控制所述第二接触器303吸合，此时，通过网电进行供电。
Claims (10)
1.一种新型电解水制氢系统，其特征在于：包括光伏发电模块(1)、网电模块(2)、控制模块(3)、第一电解槽(4)、第二电解槽(5)、储罐(6)、整流电源柜(7)；
所述控制模块(3)的输入端分别和所述光伏发电模块(1)以及所述网电模块(2)的输出端连接，所述控制模块(3)根据所述光伏发电模块(1)的输出电压控制所述光伏发电模块(1)以及所述网电模块(2)与所述控制模块(3)的连接状态；
所述控制模块(3)的输出端和所述整流电源柜(7)的输入端连接，所述整流电源柜(7)的输出端分别和所述第一电解槽(4)和所述第二电解槽(5)的输入端连接，所述控制模块(3)根据所述光伏发电模块(1)的输出电压控制所述第一电解槽(4)以及所述第二电解槽(5)的启停状态；
所述第一电解槽(4)和所述第二电解槽(5)的输出端分别和所述储罐(6)连接，所述第一电解槽(4)的功率大于所述第二电解槽(5)的功率。
2.根据权利要求1所述的一种新型电解水制氢系统，其特征在于：所述连接状态包括所述光伏发电模块(1)与所述所述控制模块(3)连接、所述网电模块(2)与所述所述控制模块(3)连接。
3.根据权利要求2所述的一种新型电解水制氢系统，其特征在于：当所述光伏发电模块(1)的输出电压在100-380V之间时，所述连接状态为所述光伏发电模块(1)与所述所述控制模块(3)连接；当所述光伏发电模块(1)的输出电压在0-99V之间时，所述连接状态为所述网电模块(2)与所述所述控制模块(3)连接。
4.根据权利要求3所述的一种新型电解水制氢系统，其特征在于：所述启停状态包括所述第一电解槽(4)开启、所述第二电解槽(5)关闭或者所述第一电解槽(4)关闭、所述第二电解槽(5)开启。
5.根据权利要求4所述的一种新型电解水制氢系统，其特征在于：当所述光伏发电模块(1)的输出电压在200-380V之间时，所述启停状态为所述第一电解槽(4)开启、所述第二电解槽(5)关闭；当所述光伏发电模块(1)的输出电压在100-199V之间时，所述启停状态为所述第一电解槽(4)关闭、所述第二电解槽(5)开启；当所述光伏发电模块(1)的输出电压在0-99V之间时，所述启停状态为所述第一电解槽(4)开启、所述第二电解槽(5)关闭。
6.根据权利要求1所述的一种新型电解水制氢系统，其特征在于：所述光伏发电模块(1)包括逆变器(101)及光伏发电单元(102)，所述光伏发电单元(102)的输出端与所述逆变器(101)的输入端连接，所述逆变器(101)的输出端与所述控制模块(3)的输入端连接。
7.根据权利要求1所述的一种新型电解水制氢系统，其特征在于：所述整流电源柜(7)的输出端与所述第一电解槽(4)的电源接口连接，所述第一电解槽(4)的氢气出口与所述储罐(6)的入口管道连接。
8.根据权利要求1所述的一种新型电解水制氢系统，其特征在于：所述整流电源柜(7)的输出端与所述第二电解槽(5)的电源接口连接，所述第二电解槽(5)的氢气出口与所述储罐(6)的入口管道连接。
9.根据权利要求1所述的一种新型电解水制氢系统，其特征在于：所述控制模块(3)包括信号控制器(301)、分别和所述信号控制器(301)电连接的第一接触器(302)和第二接触器(303)，所述第一接触器(302)和所述光伏发电模块(1)电连接，所述第二接触器(303)和所述网电模块(2)电连接。
10.根据权利要求1所述的一种新型电解水制氢系统，其特征在于：所述光伏发电模块(1)的输出电压在200-380V之间时，所述信号控制器(301)控制所述第一接触器(302)吸合，同时控制所述第二接触器(303)断开；所述光伏发电模块(1)的输出电压在0-99V之间时，所述信号控制器(301)控制所述第一接触器(302)断开，同时控制所述第二接触器(303)吸合。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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