CN206471423U - 一种具有远程监控功能的水氢发电基站 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种具有远程监控功能的水氢发电基站，包括水氢发电机、基站本体、监测控制终端,监测控制终端包括终端控制器、无线通讯模块、输入输出模块，监测控制终端与水氢发电机、基站本体通讯，对水氢发电机、基站本体进行远程监测或/和控制；基站本体包括基站塔、基站天线、基站收发台、基站控制器、备用电池；水氢发电机包括甲醇水重整制氢设备、氢气发电设备。本实用新型提出的具有远程监控功能的水氢发电基站，可利用甲醇水重整制氢发出的电能工作，可以在没有电网的地方为通讯基站供电，提高基站布置的便利性，减少对环境的污染。同时可以有效地利用自然能源发电，并能将多余电能以甲醇的方式存储，在供电高峰可以通过甲醇发电。

Description

一种具有远程监控功能的水氢发电基站

技术领域

本实用新型属于发电机技术领域，涉及一种发电机，尤其涉及一种具有远程监控功能的水氢发电基站。

背景技术

现有基站的供电引入方式多采用三相或单相交流市电供电引入。然而一些区域(如很多偏远路段)，因高压供电覆盖困难，无引电资源，且风光资源也十分有限，导致基站引电问题一直得不到解决，该问题直接影响基站建设交付率，严重影响客户服务指标。因引电问题，导致搁置等问题。

此外，现有的水氢发电机(如中国专利CN201410311217.4、甲醇水制氢设备的重整器及其制造工艺；中国专利CN201410622203.4、一种基于甲醇水制氢系统的发电机及其发电方法) 存在如下问题，重整室设有加热气化管路，用于加热气化甲醇水原料，加热气化管路通常设置在重整室外部，加热气化管路容易出现起皮脱离的情况，影响管路的使用寿命。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的基站供电方式，以便克服现有基站供电方式的上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种具有远程监控功能的水氢发电基站，可利用甲醇水重整制氢发出的电能工作，可以在没有电网的地方为通讯基站供电，提高基站布置的便利性，减少对环境的污染；同时可以对发电机及基站进行远程控制，确保设备稳定运行。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有远程监控功能的水氢发电基站，包括水氢发电机、基站本体、监测控制终端；

所述监测控制终端包括终端控制器、第一无线通讯模块、输入输出模块，终端控制器分别连接无线通讯模块、输入输出模块；

所述水氢发电机包括第二无线通讯模块，基站本体包括第三无线通讯模块；监测控制终端通过无线通讯方式与水氢发电机、基站本体通讯，对水氢发电机、基站本体进行远程监测或/和控制；

所述基站本体包括基站塔、基站天线、基站收发台、基站控制器；基站塔上设置基站天线，基站收发台分别连接基站天线、基站控制器；所述水氢发电机通过线缆分别连接基站收发台、基站控制器、基站天线。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的具有远程监控功能的水氢发电基站，可利用甲醇水重整制氢发出的电能工作，可以在没有电网的地方为通讯基站供电，提高基站布置的便利性，减少对环境的污染；同时可以对发电机及基站进行远程控制，确保设备稳定运行。本发明还可以有效地利用自然能源发电，并能将多余电能以甲醇的方式存储，在供电高峰可以通过甲醇发电。本实用新型更有利于充分地利用能源，节能环保。

附图说明

图1为本实用新型具有远程监控功能的水氢发电基站的组成示意图。

图2为本实用新型水氢发电机的组成示意图。

图3为甲醇水重整制氢设备的结构示意图。

图4为甲醇水重整制氢设备的组成示意图

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本实用新型揭示了一种具有远程监控功能的水氢发电基站，包括水氢发电机、基站本体、监测控制终端10；所述监测控制终端包括终端控制器、第一无线通讯模块、输入输出模块，终端控制器分别连接无线通讯模块、输入输出模块。所述水氢发电机包括第二无线通讯模块，基站本体包括第三无线通讯模块；监测控制终端通过无线通讯方式与水氢发电机、基站本体通讯，对水氢发电机、基站本体进行远程监测或/和控制。

所述基站本体包括第二壳体306、第三壳体307、基站塔301、基站天线302、基站收发台303、基站控制器304、备用电池305；基站塔301上设置基站天线302，基站收发台303 分别连接基站天线302、基站控制器304。

所述水氢发电机通过线缆分别连接基站收发台303、基站控制器304、基站天线302、备用电池305；备用电池305分别连接基站收发台303、基站控制器304；所述基站收发台303、基站控制器304设置于第二壳体306内，备用电池305设置于第三壳体307内。

所述水氢发电机包括甲醇水重整制氢设备1、氢气发电设备2、储存容器130；储存容器130、甲醇水重整制氢设备1、氢气发电设备2依次设置，储存容器130的上部设有溶液添加口及盖体。

水氢发电机的基本组成是本领域技术人员可以根据本申请人的相关专利能基本实现的 (如三件授权的实用新型专利：中国专利CN201210339912.2，一种利用甲醇水制备氢气的系统及方法；中国专利CN201310578035.9，即时制氢发电系统及方法；中国专利CN201310520538.0,一种即时制氢发电系统及方法)，但这里为了能体现本实用新型公开充分，这里也略做介绍，并同时对其进行部分改进。

请参阅图2，所述甲醇水重整制氢设备包括储存容器130、原料输送装置101、甲醇水输送管路102、重整装置103、分离装置104、氢气输送管路105、余气排放管路107、启动装置 108、控制电路板109。所述控制电路板109分别连接原料输送装置101、重整装置103、分离装置104，控制各个装置工作。

所述原料输送装置101通过甲醇水输送管路102分别连接储存容器130及重整装置103，所述原料输送装置101将储存容器130中的甲醇水原料输送至重整装置103。所述重整装置 103连接分离装置104，分离装置104分别连接氢气输送管路105、余气排放管路107；所述分离装置包括膜分离装置。

所述重整装置包括换热器、气化室、重整室、分离室，所述膜分离装置设置于分离室内，分离室设置于重整室内的上部。甲醇水原料在换热器中换热后进入气化室汽化；汽化后的甲醇蒸汽及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为300℃～420℃，所述重整室上部的温度为400℃～570℃；重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近；所述分离室内的温度设定为350℃～570℃，从分离室内的膜分离装置的产气端得到氢气。

本实施例中，所述储存容器130可以设有第一温度传感器、液位传感器，换热器内设有第二温度传感器、第一流量传感器，重整室内设有第三温度传感器，氢燃料电池的气流入口、气流出口分别设置压力传感器及电磁阀。所述控制电路板分别连接输送泵(原料输送装置 101)，换热器内的第二温度传感器、第一流量传感器，重整器内的第三温度传感器，氢燃料电池的压力传感器及电磁阀，并控制各个部件的工作。

所述甲醇水储存容器内储存有液态的甲醇水原料；所述输送泵用于将甲醇水储存容器中的甲醇水原料通过输送管道泵送至重整器的重整室；所述换热器安装于甲醇水原料的输送管道上，甲醇水原料在换热器中，与重整器输出的高温氢气进行换热，甲醇水原料温度升高，氢气温度降低；甲醇水原料在重整室内进行重整制氢反应制得含氢气体，通过膜分离器得到氢气；空气泵连接氢燃料电池，将空气泵入氢燃料电池中；氢气与空气中的氧气通过氢燃料电池发生氧化还原反应产生电能。

本申请的进一步改进之处在于：

请参阅图3、图4，所述重整装置103包括换热器、加热气化管路1038、重整室1037，所述膜分离装置设置于重整室1037内的上部。所述换热器包括甲醇水预热管路，所述换热器安装于甲醇水原料的输送管道(这段输送管道可以作为甲醇水预热管路)上，甲醇水原料在换热器中与重整器输出的高温氢气进行换热，甲醇水原料温度升高，氢气温度降低。甲醇水原料在换热器中换热后进入加热气化管路1038气化；气化后的甲醇蒸汽及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂。

重整装置103的整体大致为一中空柱体1031,中空柱体1031的上部设有气体出口1032。所述重整装置103一端安装有启动装置108，该启动装置108包括杯座1033，杯座1033上安装有甲醇水预热管路、加热气化管路、点火装置及温度探测装置；所述原料输入管道输入甲醇和水原料，原料输入管道与加热气化管路相连通，甲醇和水原料经原料输入管道进入加热气化管路后，从加热气化管路的末端输出；所述点火装置的位置与加热气化管路的末端相对应，用于对加热气化管路中输出的甲醇和水原料进行点火，甲醇和水原料经点火装置点火后燃烧，对加热气化管路进行加热，使加热气化管路中的甲醇和水原料气化而迅速加大燃烧强度，进而为重整装置加热；所述温度探测装置用于探测加热气化管路旁的温度；所述重整装置启动制氢后，重整装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持重整装置运行。

所述杯座1033的底侧安装有进风盖板，该进风盖板设有风道，外界空气可经该风道进入至重整装置内；所述原料输入管道上设有电磁阀，以便控制原料输入管道打开或关闭，同时控制原料输入管道的流量。

所述制氢设备启动后，制氢设备通过制氢装置制得的氢气提供运行所需的能源；此时，可以关闭启动装置。由于制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢设备运行，从而可以减少对外部能源的依靠，自适应能力强。

如图4所示，所述重整室1037包括中空圆柱壳体，中空圆柱壳体内设有催化剂1039；加热气化管路1038的部分或全部设置于中空圆柱壳体内、被催化剂1039包裹，有效保护加热气化管路。通过该改进，本实用新型可以更好地为甲醇水液体预热，且避免加热气化管路出现起皮脱离的情况，有效延长管路的使用寿命。

此外，为了有效利用余气的热量，甲醇水预加热管路可以与余气排放管路换热。所述甲醇水预加热管路的一部分为螺纹状管路，螺纹状管路内用于输送甲醇水原料；螺纹状管路包裹住重整装置的余气排放管路；余气排放管路经过螺纹状管路后温度降低，螺纹状管路经过余气排放管路后温度升高；螺纹状管路的一端设有输入端口，另一端设有两个输出端口，各输出端口设有阀门；一个输出端口连接甲醇水输送管路的其他部分，另外一个输出端口通过循环管路连接至输入端口；在靠近螺纹状管路的输出端口处设置温度传感器，温度传感器连接预加热控制器；预加热控制器根据温度传感器的温度数据及重整设备的原料需求调节两个阀门的开关及阀门的开度。

水氢发电机的氢气发电设备2可以是现有普通的氢燃料电池(如包括氢燃料电池系统、缓冲电源)，电池组可以为现有的锂电池；如可以使用两件件授权的发明专利中的方案：中国专利CN201310578035.9，即时制氢发电系统及方法；中国专利CN 201310520538.0,一种即时制氢发电系统及方法。具体实现方式本领域技术人员能够根据现有技术基本实现，这里不多做赘述。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述水氢发电机还包括：风能发电设备、太阳能发电设备，风能发电设备、太阳能发电设备分别连接基站本体，将发出的电能供基站本体工作。

监测控制终端10还可以对风能发电设备、太阳能发电设备的工作状态进行检测控制，确保上述设备稳定运行。相应地，风能发电设备、太阳能发电设备也包括对应的无线通讯模块。各个无线通讯模块可以为WiFi通讯模块、ZigBee通讯模块，也可以为手机3G、4G通讯模块等其他无线通讯模块。

综上所述，本实用新型提出的具有远程监控功能的水氢发电基站，可利用甲醇水重整制氢发出的电能工作，可以在没有电网的地方为通讯基站供电，提高基站布置的便利性，减少对环境的污染；同时可以对发电机及基站进行远程控制，确保设备稳定运行。本发明还可以有效地利用自然能源发电，并能将多余电能以甲醇的方式存储，在供电高峰可以通过甲醇发电。本实用新型更有利于充分地利用能源，节能环保。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (4)

1.一种具有远程监控功能的水氢发电基站，其特征在于，包括水氢发电机、基站本体、监测控制终端；

所述监测控制终端包括终端控制器、第一无线通讯模块、输入输出模块，终端控制器分别连接无线通讯模块、输入输出模块；

所述水氢发电机包括第二无线通讯模块，基站本体包括第三无线通讯模块；监测控制终端通过无线通讯方式与水氢发电机、基站本体通讯，对水氢发电机、基站本体进行远程监测或/和控制；

所述基站本体包括基站塔、基站天线、基站收发台、基站控制器；基站塔上设置基站天线，基站收发台分别连接基站天线、基站控制器；所述水氢发电机通过线缆分别连接基站收发台、基站控制器、基站天线。

2.根据权利要求1所述的具有远程监控功能的水氢发电基站，其特征在于：

所述水氢发电机包括甲醇水制氢装置、氢燃料电池、空气泵、控制电路板；甲醇水制氢装置包括输送泵、换热器、重整器、膜分离器；

所述甲醇水储存容器设有第一温度传感器、液位传感器，换热器内设有第二温度传感器、第一流量传感器，重整器内设有第三温度传感器，氢燃料电池的气流入口、气流出口分别设置压力传感器及电磁阀；

所述控制电路板分别连接输送泵，换热器内的第二温度传感器、第一流量传感器，重整器内的第三温度传感器，氢燃料电池的压力传感器及电磁阀，并控制各个部件的工作；

所述甲醇水储存容器内储存有液态的甲醇水原料；所述输送泵用于将甲醇水储存容器中的甲醇水原料通过输送管道泵送至重整器的重整室；所述换热器安装于甲醇水原料的输送管道上，甲醇水原料在换热器中，与重整器输出的高温氢气进行换热，甲醇水原料温度升高，氢气温度降低；甲醇水原料在重整室内进行重整制氢反应制得含氢气体，通过膜分离器得到氢气；空气泵连接氢燃料电池，将空气泵入氢燃料电池中；氢气与空气中的氧气通过氢燃料电池发生氧化还原反应产生电能。

3.根据权利要求1所述的具有远程监控功能的水氢发电基站，其特征在于：

所述基站收发台、基站控制器分别设有温度传感器、水冷散热装置，水冷散热装置包括设置于基站收发台、基站控制器内的散热管路；散热管路连接储存容器，散热管路设有阀门，阀门连接阀门控制器；阀门控制器连接基站收发台、基站控制器设置的温度传感器，根据对应温度传感器感应的温度信息控制对应阀门的开关。

4.根据权利要求2所述的具有远程监控功能的水氢发电基站，其特征在于：

所述重整器包括加热气化管路、重整室；所述重整室包括中空壳体，中空壳体内设有催化剂；加热气化管路的部分或全部设置于中空壳体内、被催化剂包裹。