CN216749982U - 一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，包括氢气产生单元，包括固块氢存储单元和反应溶液存储箱，固块氢存储单元的入口通过注反应溶液路连接反应溶液存储箱的出口；过滤单元，包括氢气水汽过滤单元和氢气颗粒杂质过滤单元，所述氢气水汽过滤单元的气体入口与所述固块氢存储单元气体出口连接，氢气水汽过滤单元的气体出口与所述氢气颗粒杂质过滤单元的入口连接。该固块氢连续发电设备能量管理控制系统，通过电控单元实现对生氢速率、发电功率、用户负载、储电单元等之间能量平衡，使得系统连续、安全运行。

Description

一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统

技术领域

本实用新型涉及发电设备领域，具体为一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统。

背景技术

考虑到现有石油等传统能源对全球环境温度恶劣影响和其不可再生性，对清洁、安全、可持续再生的新能源的需求日益迫切；其中氢能源作为一种原料丰富、产物无污染的新能源，且它的热值是石油的3倍，是一种理想的替代新能源。

氢能源的关键技术问题主要是存储运输问题；相对与高压液氢等方式存储运输，其中固块存储一般可做到安全、高效且高密度；其中固块氢化镁的氢气储存可高达7.6wt.％,是最理想的储氢材料之一。且固块氢化镁在常温、干燥的环境中化学性能稳定。目前户外大功率用电设备使用或受灾等导致的断电情况时有发生，此时需要解决应急供电问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，解决了背景技术中的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，包括：

氢气产生单元，包括固块氢存储单元和反应溶液存储箱，固块氢存储单元的入口通过注反应溶液路连接反应溶液存储箱的出口；

过滤单元，包括氢气水汽过滤单元和氢气颗粒杂质过滤单元，所述氢气水汽过滤单元的气体入口与所述固块氢存储单元气体出口连接，氢气水汽过滤单元的气体出口与所述氢气颗粒杂质过滤单元的入口连接；

燃料电池单元，所述燃料电池单元的氢气入口与所述氢气颗粒杂质过滤单元的气体出口连接；

储电单元，通过DC/DC变换器与所述燃料电池单元电连接；

电控单元，包括主控电路板、传感单元和开关按钮组，所述主控电路板与所述传感单元、开关按钮组、DC/DC变换器以及储电单元电连接。

进一步限定，上述的一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，其中，所述氢气水汽过滤单元包括氢气冷却装置和冷却水箱，氢气冷却装置通过气路连接于固块氢存储单元和所述氢气颗粒杂质过滤单元之间，氢气过滤装置的出口通过水路连接冷却水箱，冷却水箱的出水口通过注冷却水路与固块氢存储单元的入口连接。

进一步限定，上述的一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，其中，所述固块氢存储单元包括四个并列的固块氢储舱，四个固块氢存储舱的入口共用所述注反应溶液路和所述注冷却水路。

进一步限定，上述的一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，其中，所述传感单元包括温度传感器组和氢压传感器组，所述温度传感器组包括设于所述固块氢储舱内的温度传感器，所述氢压传感器组设置于所述氢气冷却装置和所述氢气颗粒杂质过滤单元之间的气路上。

进一步限定，上述的一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，其中，还包括与所述主控电路板电连接的风冷单元，所述风冷单元包括四组出风口朝向氢气产生单元的吹风单元和两组进风口朝向氢气产生单元的抽风单元。

进一步限定，上述的一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，其中，所述开关按钮组包括ON开关和OFF开关。

本实用新型具备以下有益效果：该固块氢连续发电设备能量管理控制系统，通过电控单元实现对生氢速率、发电功率、用户负载、储电单元等之间能量平衡，使得系统连续、安全运行。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1、注冷却水路；2、冷却水箱；3、氢气冷却装置；4、氢压传感器组；5、过滤单元；6、燃料电池单元；7、DC/DC变换器；8、储电单元；9、开关按钮组；10、主控电路板；11、反应溶液存储箱；12、温度传感器组； 13、注反应溶液路；14、风冷单元；15、固块氢存储单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，包括：

氢气产生单元，包括固块氢存储单元15和反应溶液存储箱11，固块氢存储单元15的入口通过注反应溶液路13连接反应溶液存储箱11的出口，固块氢存储单元15包括四个并列的固块氢储舱，四个固块氢存储舱的入口共用注反应溶液路13和注冷却水路1，注反应溶液路13和注冷却水路1上均设有与主控电路板10连接的电磁阀；

过滤单元5，包括氢气水汽过滤单元5和氢气颗粒杂质过滤单元5，氢气水汽过滤单元5的气体入口与固块氢存储单元15气体出口连接，氢气水汽过滤单元5的气体出口与氢气颗粒杂质过滤单元5的入口连接；

燃料电池单元6，燃料电池单元6的氢气入口与氢气颗粒杂质过滤单元5 的气体出口连接；

储电单元8，包括1组蓄电池，通过DC/DC变换器7与燃料电池单元6电连接，储电单元8与燃料电池单元6的输出端连接后用于对外供电；

电控单元，包括主控电路板10、传感单元和开关按钮组9，主控电路板 10与传感单元、开关按钮组9、DC/DC变换器7、显示器以及储电单元8电连接，开关按钮组9包括ON开关和OFF开关，ON开关集成整机上电和整机运行开启功能，OFF开关是整机停止功能，整机电控部分连接到各个部分电器设备，同时与储电单元8、DCDC变换器通过CAN进行通讯。

与主控电路板10电连接的风冷单元14，风冷单元14包括四组出风口朝向氢气产生单元的吹风单元和两组进风口朝向氢气产生单元的抽风单元，其中四组吹风单元的风向是向氢气产生部分区域内吹风，两组抽风单元风向是将氢气产生部分区域内的空气向外抽风，形成空气流道。

氢气水汽过滤单元5包括氢气冷却装置3和冷却水箱2，氢气冷却装置3 通过气路连接于固块氢存储单元15和氢气颗粒杂质过滤单元5之间，氢气过滤装置的出口通过水路连接冷却水箱2，水汽冷却后的水溶液流到冷却水箱2 内，冷却水箱2的出水口通过注冷却水路1与固块氢存储单元15的入口连接。

传感单元包括温度传感器组12和氢压传感器组4，温度传感器组12包括设于固块氢储舱内的温度传感器，氢压传感器组4设置于氢气冷却装置3和氢气颗粒杂质过滤单元5之间的气路上。

当按下ON开关后，整机上电，显示器上会出现温度、氢压、系统电压、剩余电量、等数值信息；再次按下ON开关后：若主控电路板10监测到整机剩余电量不足，则会在显示器上报警提醒系统需关机，同时关闭对外供电功能；若主控电路板10检测到整机剩余电量较大，整机正常对外供电，但生氢发电系统不会工作；若数值显示正常，则整机可正常对外供电且生氢发电系统正常工作；

当生氢发电正常工作时：主控电路板10通过氢压大小调节反应溶液注入四组固块氢储存单元的注入量及频次，确保氢气生成速率维持在所需值；主控电路板10通过四组温度传感器分别监测四个固块氢储舱的实时温度，当某个温度值超出上限值时，相应的一组吹风单元和一组抽风单元组工作，确保温度维持在所需值；当主控电路板10监测到OFF开关有信号或固块氢储存单元内的固块氢剩余量不足时，会关闭注反应溶液路13，打开注冷却水路1，将冷却水箱2内的常温水溶液注入到四个固块氢储舱中，同时将风冷单元14打开，可以起到快速降温的作用；

当主控电路板10监测固块氢储舱的固块氢剩余量不足且未监测到OFF开关有信号，则会提醒更换固块氢储氢单元；并会根据更换时长，提醒整机连续运行剩余时间；当固块氢储存单元更换完毕后，再次按下ON开关，主控制电路板通过监测数据判断下一次整机运行状态；

当主控电路板10监测固块氢储舱的固块氢剩余量不足且监测到OFF开关有信号，会在监测到的温度值均到达所需值后，自动对整机断电处理；

主控电路板10通过监测到的氢压和燃料电池电压获取生氢情况和发电情况，通过控制DC/DC变换器7的输出功率大小，微调燃料电池单元6发电功率；当主控板监测到OFF开关有信号或固块氢储存单元内的固块氢剩余量不足时，执行燃料电池单元6的吹扫关机工作；

主控电路板10实时监测负载功率；选用一定容量的储电单元8，当负载功率较小时，燃料电池发电单元多余的电量被储电单元8储存；当负载功率较大时，储电单元8也为负载供电；当负载超出系统额定输出功率的10％时，显示器会出现报警提示；当负载超出系统额定输出功率的30％时，主控电路板 10会自动关闭对外电力输出。

该固块氢连续发电设备能量管理控制系统，通过电控单元实现对生氢速率、发电功率、用户负载、储电单元8等之间能量平衡，使得系统连续、安全运行。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，其特征在于，包括：

氢气产生单元，包括固块氢存储单元和反应溶液存储箱，固块氢存储单元的入口通过注反应溶液路连接反应溶液存储箱的出口；

过滤单元，包括氢气水汽过滤单元和氢气颗粒杂质过滤单元，所述氢气水汽过滤单元的气体入口与所述固块氢存储单元气体出口连接，氢气水汽过滤单元的气体出口与所述氢气颗粒杂质过滤单元的入口连接；

燃料电池单元，所述燃料电池单元的氢气入口与所述氢气颗粒杂质过滤单元的气体出口连接；

储电单元，通过DC/DC变换器与所述燃料电池单元电连接；

电控单元，包括主控电路板、传感单元和开关按钮组，所述主控电路板与所述传感单元、开关按钮组、DC/DC变换器以及储电单元电连接。

2.根据权利要求1所述的一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，其特征在于：所述氢气水汽过滤单元包括氢气冷却装置和冷却水箱，氢气冷却装置通过气路连接于固块氢存储单元和所述氢气颗粒杂质过滤单元之间，氢气过滤装置的出口通过水路连接冷却水箱，冷却水箱的出水口通过注冷却水路与固块氢存储单元的入口连接。

3.根据权利要求2所述的一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，其特征在于：所述固块氢存储单元包括四个并列的固块氢储舱，四个固块氢存储舱的入口共用所述注反应溶液路和所述注冷却水路。

4.根据权利要求3所述的一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，其特征在于：所述传感单元包括温度传感器组和氢压传感器组，所述温度传感器组包括设于所述固块氢储舱内的温度传感器，所述氢压传感器组设置于所述氢气冷却装置和所述氢气颗粒杂质过滤单元之间的气路上。

5.根据权利要求4所述的一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，其特征在于：还包括与所述主控电路板电连接的风冷单元，所述风冷单元包括四组出风口朝向氢气产生单元的吹风单元和两组进风口朝向氢气产生单元的抽风单元。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种固块氢连续发电设备能量管理控制系统，其特征在于：所述开关按钮组包括ON开关和OFF开关。

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