CN212695771U - 一种利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，包括风力发电设备、太阳能光伏发电设备、储能设备、电解水制氢设备、氢气储存装置、氢燃料电池、氢气外送管道；所述风力发电设备太阳能光伏发电设备储能设备电解水制氢设备、燃料电池之间采用内部电力网络连接，不与外部电网连接，采取孤网方式运行；所述电解水制氢设备通过氢气连接管道与所述氢气储存装置连接，所述氢气储存装置通过氢气储存装置出口管道分别与所述燃料电池及氢气外送管道连接。本实用新型通过厂用氢系统建设，提高了具备孤网运行能力的风光氢储一体化制氢供氢系统安全稳定性，降低了系统储能建设投资成本，有利于提高绿色能源开发水平。

Description

一种利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统
技术领域
本实用新型属于可再生能源技术领域，尤其涉及一种利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统。
背景技术
加大风电、光伏发电等可再生能源开发，是解决我国能源需求的客观要求，也是减少我国化石能源消费，降低化石能源消费依赖和二氧化碳排放强度的现实要求。但是由于电能具有不可大规模长时间储存的缺点，提高可再生能源消纳水平，促进可再生能源开发一直是我国电网建设和能源发展的面临的重要难题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，针对风电、光伏等可再生能源开发过程中，所产生的电量无法实现有效消纳和向外部输送的难题，发挥氢燃料电池高密度储能优势，通过厂用氢系统建设，提高具备孤网运行能力的风光氢储一体化制氢供氢系统安全稳定性，降低系统储能建设投资成本，有利于提高绿色能源开发水平。
本实用新型提供了一种利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，包括风力发电设备、太阳能光伏发电设备、储能设备、电解水制氢设备、氢气储存装置、氢燃料电池、氢气外送管道；
所述风力发电设备太阳能光伏发电设备储能设备电解水制氢设备、燃料电池之间采用内部电力网络连接，不与外部电网连接，采取孤网方式运行；
所述电解水制氢设备通过氢气连接管道与所述氢气储存装置连接，所述氢气储存装置通过氢气储存装置出口管道分别与所述燃料电池及氢气外送管道连接。
进一步地，所述储能设备与所述风力发电设备、太阳能光伏发电设备连接，用于接收所述风力发电设备、太阳能光伏发电设备所发出的电能，所述燃料电池用于接收所述电解水制氢设备所制备的氢气作为燃料。
进一步地，所述储能设备、燃料电池用于在孤网运行期间启动阶段向所述风力发电设备、太阳能光伏发电设备、电解水制氢设备提供启动电源。
进一步地，所述储能设备、燃料电池用于在所述风力发电设备、太阳能光伏发电设备停止工作时向系统内的设备提供控制电源。
进一步地，所述风力发电设备、太阳能光伏发电设备、储能设备、电解水制氢设备、燃料电池的规模容量和数量根据实际情况进行适应性调整。
进一步地，所述氢气连接管道的运行压力为1MPa-20MPa。
进一步地，所述氢气外送管道的运行压力为1MPa-5MPa。
借由上述方案，通过利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，具有如下技术效果：
1)通过厂用氢方式，在系统中设置氢燃料电池，降低孤网运行系统储能投资成本，建立具备孤网运行能力的风光氢储一体化制氢供氢系统，将清洁的绿色电力更好地转化为具有广泛用途的高品质氢气，提高绿色能源开发水平。
2)风力发电设备，太阳能光伏发电设备所生产的电能不需要升压至高等级电压，可以有效降低可再生能源开发成本，氢燃料电池采用系统自身制备的低成本氢气，具有稳定的电能供应能力和较低的运行成本。
3)具有可再生能源开发利用率高，无二氧化碳排放，氢气产品成本低，系统运行稳定的优点。
4)本实用新型的风力发电设备，太阳能光伏发电设备，储能设备，电解水制氢设备，氢气储存装置、自备氢燃料电池的配置和控制调节，可以根据实用新型使用地点的风力资源、太阳能资源和氢气消费需求进行调整，可以满足不同地区可再生资源开发和绿色能源消费需求变化，提高了本实用新型的适用性。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统的结构示意图。
图中标号：
1-风力发电设备；2-太阳能光伏发电设备；3-储能设备；4-内部电力网络；5-电解水制氢设备；6-氢气连接管道；7-氢气储存装置；8-氢气储存装置出口管道；9-氢燃料电池入口氢气管道；10-氢燃料电池；11-氢气外送管道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
与电能相比，氢能具有长时间大规模储存的优点，是除了电能之外，我国二次能源消费的有益补充。此外，氢能具有更为灵活的利用途径，通过提高我国氢能消费水平，还可以进一步降低我国二氧化碳排放水平。将受到电网输送制约导致的弃风弃水弃光电量，转化为氢能，不但可以我国能源供给提供充足的绿色氢能，更可以提高发电设备利用水平，在制氢系统中，发挥燃料电池高密度储能的优势，减少系统建设投资，可以提高投资收益。在电网建设条件受限，无法开展大规模电网建设的区域，通过发挥自备氢燃料电池作用，建立氢能开发系统，可以将依赖于电力输出的可再生能源转化为氢能，从而实现可再生能源的大规模开发。
参图1所示，本实施例提供了一种利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，包括风力发电设备1、太阳能光伏发电设备2、储能设备3、电解水制氢设备5、氢气储存装置7、氢燃料电池10、氢气外送管道11；
风力发电设备1太阳能光伏发电设备2储能设备3电解水制氢设备5、燃料电池10之间采用内部电力网络4连接，不与外部电网连接，采取孤网方式运行；
电解水制氢设备5通过氢气连接管道6与氢气储存装置7连接，氢气储存装置7通过氢气储存装置出口管道8分别与燃料电池10及氢气外送管道11连接。
在本实施例中，储能设备3与风力发电设备1、太阳能光伏发电设备2连接，用于接收风力发电设备1、太阳能光伏发电设备2所发出的电能，燃料电池10用于接收电解水制氢设备5所制备的氢气作为燃料。
在本实施例中，储能设备3、燃料电池10用于在孤网运行期间启动阶段向所述风力发电设备1、太阳能光伏发电设备2、电解水制氢设备5提供启动电源。
在本实施例中，储能设备3、燃料电池10用于在风力发电设备1、太阳能光伏发电设备2停止工作时向系统内的设备提供控制电源。
在本实施例中，风力发电设备1、太阳能光伏发电设备2、储能设备3、电解水制氢设备5、燃料电池10的规模容量和数量根据实际情况进行适应性调整。
在本实施例中，氢气连接管道6的运行压力为1MPa-20MPa。
在本实施例中，氢气外送管道11的运行压力为1MPa-5MPa。
该利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，具有如下技术效果：
1)通过厂用氢方式，在系统中设置氢燃料电池，降低孤网运行系统储能投资成本，建立具备孤网运行能力的风光氢储一体化制氢供氢系统，将清洁的绿色电力更好地转化为具有广泛用途的高品质氢气，提高绿色能源开发水平。
2)风力发电设备，太阳能光伏发电设备所生产的电能不需要升压至高等级电压，可以有效降低可再生能源开发成本，氢燃料电池采用系统自身制备的低成本氢气，具有稳定的电能供应能力和较低的运行成本。
3)具有可再生能源开发利用率高，无二氧化碳排放，氢气产品成本低，系统运行稳定的优点。
4)本实用新型的风力发电设备，太阳能光伏发电设备，储能设备，电解水制氢设备，氢气储存装置、自备氢燃料电池的配置和控制调节，可以根据实用新型使用地点的风力资源、太阳能资源和氢气消费需求进行调整，可以满足不同地区可再生资源开发和绿色能源消费需求变化，提高了本实用新型的适用性。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，其特征在于，包括风力发电设备(1)、太阳能光伏发电设备(2)、储能设备(3)、电解水制氢设备(5)、氢气储存装置(7)、氢燃料电池(10)、氢气外送管道(11)；
所述风力发电设备(1)太阳能光伏发电设备(2)储能设备(3)电解水制氢设备(5)、燃料电池(10)之间采用内部电力网络(4)连接，不与外部电网连接，采取孤网方式运行；
所述电解水制氢设备(5)通过氢气连接管道(6)与所述氢气储存装置(7)连接，所述氢气储存装置(7)通过氢气储存装置出口管道(8)分别与所述燃料电池(10)及氢气外送管道(11)连接。
2.根据权利要求1所述的利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，其特征在于，所述储能设备(3)与所述风力发电设备(1)、太阳能光伏发电设备(2)连接，用于接收所述风力发电设备(1)、太阳能光伏发电设备(2)所发出的电能，所述燃料电池(10)用于接收所述电解水制氢设备(5)所制备的氢气作为燃料。
3.根据权利要求1所述的利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，其特征在于，所述储能设备(3)、燃料电池(10)用于在孤网运行期间启动阶段向所述风力发电设备(1)、太阳能光伏发电设备(2)、电解水制氢设备(5)提供启动电源。
4.根据权利要求3所述的利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，其特征在于，所述储能设备(3)、燃料电池(10)用于在所述风力发电设备(1)、太阳能光伏发电设备(2)停止工作时向系统内的设备提供控制电源。
5.根据权利要求1所述的利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，其特征在于，所述风力发电设备(1)、太阳能光伏发电设备(2)、储能设备(3)、电解水制氢设备(5)、燃料电池(10)的规模容量和数量根据实际情况进行适应性调整。
6.根据权利要求1所述的利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，其特征在于，所述氢气连接管道(6)的运行压力为1MPa-20MPa。
7.根据权利要求1所述的利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统，其特征在于，所述氢气外送管道(11)的运行压力为1MPa-5MPa。
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