CN219268502U - 一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，包括能源模块，所述能源模块与转换模块连接，所述转换模块分别与终端模块连接，所述转换模块内置于可移动的集装箱内，所述能源模块为外置的发电系统，所述发电系统包括风力发电和/或是光伏发电，所述能源模块中的风力发电和/或是光伏发电装置通过连接线电性连接着所述转换模块内置的储能电池，所述储能电池通过连接线电性连接着所述转换模块内置的电解装置，所述电解装置上的氢端口与所述转换模块内置的储氢罐连接，所述电解装置上的氧端口与所述终端模块内设置的氧气接收端连接。所述储氢罐的输出端与所述转换模块内置的燃料电池连接，所述燃料电池的输出端与供热设备连接。

Description

一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统

技术领域

本实用新型涉及热电氧三联供技术领域，具体涉及一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统。

背景技术

传统的火力发电利用可燃物在燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式，火力发电按其作用分单纯供电的和既发电又供热的。按原动机分汽轮机发电、燃气轮机发电、柴油机发电。按所用燃料分，主要有燃煤发电、燃油发电、燃气发电。为提高综合经济效益，火力发电应尽量靠近燃料基地进行。在大城市和工业区则通过火力发电实现热电联供，而采用上述传统的火力发电方式实现热电联供，对环境不仅有污染，同时在传统的火力发电中排废水或是排烟方面，需要投入相当一部分人力物力进行整改；同时采用传统的火力发电在出现突发性断电，会造成电力补给不及时的状况发生；

鉴于上述传统因素的限制，特别设计一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，采用热电氧三联供形式，通过燃料电池系统转换为电力，燃料电池系统发电过程中产生的余热可为用热场所提供采暖或热水的热源补充，与传统的火力发电相比，总效率显著提高，是燃料电池在非交通领域的又一新应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，本实用新型的热电氧三联供利用光伏、风力等绿色能源发出的电，除供应家庭日用外，“剩余”的电通过电解水制氢、储存氢气，在夜间风力发电不足时通过燃料电池系统转换为电力，系统产生的余热空调为家庭提供暖气。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现：一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，包括能源模块，所述能源模块与转换模块连接，所述转换模块分别与终端模块连接，所述转换模块内置于可移动的集装箱内；

所述能源模块为外置的发电系统，所述发电系统包括风力发电和/或是光伏发电，所述能源模块中的风力发电和/或是光伏发电装置通过连接线电性连接着所述转换模块内置的储能电池；

所述储能电池通过连接线电性连接着所述转换模块内置的电解装置；

所述电解装置上的氢端口与所述转换模块内置的储氢罐连接；

所述电解装置上的氧端口与所述终端模块内设置的氧气接收端连接。

进一步地，所述储氢罐的输出端与所述转换模块内置的燃料电池连接，所述燃料电池的输出端与供热设备连接。

进一步地，所述燃料电池的输出端与供热设备之间设置有DC/AC，所述DC/AC为逆变器。

进一步地，所述电解装置采用PEM电解槽制取氢气和氧气，所述电解装置连接着补水管和补液管。

进一步地，所述终端模块包括供热设备、氧气接收端、供电端，所述终端模块为用户终端，且所述储能电池与所述供电端之间设置有DC/AC，所述DC/AC为逆变器。

进一步地，所述燃料电池通过连接线与所述储能电池连通。

进一步地，所述转换模块内设置有热转换系统，所述热转换系统包括恒温水箱和换热器，所述恒温水箱出口端通过连接管与所述换热器的进口端连接，所述换热器的出口端与所述恒温水箱进口端连接。

进一步地，所述换热器上通过连接管与所述燃料电池连接形成冷却循环管路。

进一步地，所述燃料电池与所述DC/AC的连接上并联有备用辅助电池。

进一步地，所述可移动的集装箱分为分设两个隔间，所述储氢罐独立放置在一个封闭的隔间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中热电氧三联供利用光伏、风力等绿色能源发出的电，除供应家庭日用外，“剩余”的电通过电解水制氢、储存氢气，在夜间风力发电不足时通过燃料电池系统转换为电力，系统产生的余热空调为家庭提供暖气；

同时本实用新型中增加了热转换系统，为了便于在使用状态下通过所述热转换系统产生供热水提供给终端模块的水暖气或是居家使用，转换模块内设置有热转换系统，热转换系统包括恒温水箱和换热器，恒温水箱出口端通过连接管与换热器的进口端连接，换热器的出口端与恒温水箱进口端连接；

本实用新型中设置有储氢罐，通过氢气压缩机把氢气增压至35MPa储存在储氢罐中，在出现突发性断电或需要利用氢储能系统进行调峰时，通过燃料电池系统转换为电力，燃料电池系统发电过程中产生的余热可为用热场所提供采暖或热水的热源补充；

本实用新型的系统具有较高的能源利用效率、供电安全性和可靠性，同时对环境影响较小等优势。

附图说明

图1是本实用新型整体示意图；

图2是本实用新型另一状态示意图；

图3是本实用新型转换模块示意图；

图4是本实用新型热转换系统示意图；

图5是本实用新型燃料电池与备用辅助电池并联示意图；

图6是本实用新型热转换系统的整体示意图。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-6所示，一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，包括能源模块1，所述能源模块1与转换模块2连接，所述转换模块2分别与终端模块3连接，所述转换模块2内置于可移动的集装箱内；

所述能源模块1为外置的发电系统，所述发电系统包括风力发电和/或是光伏发电，所述能源模块1中的风力发电和/或是光伏发电装置通过连接线电性连接着所述转换模块2内置的储能电池2-3；

所述储能电池2-3通过连接线电性连接着所述转换模块2内置的电解装置2-2；

所述电解装置2-2上的氢端口与所述转换模块2内置的储氢罐2-4连接；

本实用新型的储氢罐，通过氢气压缩机把氢气增压至35MPa储存在储氢罐中，用于存储备用；

所述电解装置2-2上的氧端口与所述终端模块3内设置的氧气接收端3-2连接。

所述储氢罐2-4的输出端与所述转换模块2内置的燃料电池2-1连接，所述燃料电池2-1的输出端与供热设备3-1连接。

为了便于在使用状态下通过所述燃料电池2-1进行转换输出，本实用新型进一步优选的实施例是，所述燃料电池2-1的输出端与供热设备3-1之间设置有DC/AC2-5，所述DC/AC2-5为逆变器。

为了便于在使用状态下通过电解装置2-2产生氢气及氧气，本实用新型进一步优选的实施例是，所述电解装置2-2采用PEM电解槽制取氢气和氧气，所述电解装置2-2连接着补水管和补液管(补水管和补液管与设置在所述终端模块3内的补水箱和补液箱连接)。

为了便于在使用状态下通过DC/AC逆变器将电能进行转化提供给所述终端模块3的用户终端用电，本实用新型进一步优选的实施例是，所述终端模块3包括供热设备3-1、氧气接收端3-2、供电端3-3，所述终端模块3为用户终端，且所述储能电池2-3与所述供电端3-3(所述供电端3-3包括用户用电设备)之间设置有DC/AC2-5，所述DC/AC2-5为逆变器。

所述氧气接收端3-2直接注入室内或是所述氧气接收端3-2采用氧气罐进行存储备用。

为了便于在使用状态下实现补能，本实用新型进一步优选的实施例是，所述燃料电池2-1通过连接线与所述储能电池2-3连通。

本实用新型中设置的燃料电池在出现突发性断电或需要利用氢储能系统进行调峰时，通过燃料电池系统转换为电力，燃料电池系统发电过程中产生的余热可为用热场所提供采暖或热水的热源补充。

为了便于在使用状态下通过所述热转换系统4产生供热水提供给终端模块3的水暖气或是居家使用，本实用新型进一步优选的实施例是，所述转换模块2内设置有热转换系统4，所述热转换系统4包括恒温水箱4-1和换热器4-2，所述恒温水箱4-1(所述恒温水箱的进水口连接着所述终端模块3内自来水管(图中为显示))出口端通过连接管与所述换热器4-2的进口端连接，所述换热器4-2的出口端与所述恒温水箱4-1进口端连接。

为了便于在使用状态下对换热器实现冷却循环，本实用新型进一步优选的实施例是，所述换热器4-2上通过连接管与所述燃料电池2-1连接形成循环管路。

为了便于在使用状态下进行辅助储能利用，本实用新型进一步优选的实施例是，所述燃料电池2-1与所述DC/AC2-5的连接上并联有备用辅助电池4-3。

所述可移动的集装箱分为分设两个隔间，所述储氢罐2-4独立放置在一个封闭的隔间。

同时利用风电或是光伏发电发出的电能，一部分用于设备电力使用，另部分电力通过电解水制氢进行制氢、制氧作业，将所制得的氧气用于供氧，不但将氧气直接排放至室内，以提高室内的氧含量，将所制得的氢气进行储存，晚上，无光伏时用作氢燃料电池的燃料，产生的电力和热量，电力供设备使用。

本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，包括能源模块(1)，其特征在于：所述能源模块(1)与转换模块(2)连接，所述转换模块(2)分别与终端模块(3)连接，所述转换模块(2)内置于可移动的集装箱内；

所述能源模块(1)为外置的发电系统，所述发电系统包括风力发电和/或是光伏发电，所述能源模块(1)中的风力发电和/或是光伏发电装置通过连接线电性连接着所述转换模块(2)内置的储能电池(2-3)；

所述储能电池(2-3)通过连接线电性连接着所述转换模块(2)内置的电解装置(2-2)；

所述电解装置(2-2)上的氢端口与所述转换模块(2)内置的储氢罐(2-4)连接；

所述电解装置(2-2)上的氧端口与所述终端模块(3)内设置的氧气接收端(3-2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，其特征在于：所述储氢罐(2-4)的输出端与所述转换模块(2)内置的燃料电池(2-1)连接，所述燃料电池(2-1)的输出端与供热设备(3-1)连接。

3.根据权利要求2所述的一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，其特征在于：所述燃料电池(2-1)的输出端与供热设备(3-1)之间设置有DC/AC(2-5)，所述DC/AC(2-5)为逆变器。

4.根据权利要求2所述的一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，其特征在于：所述电解装置(2-2)采用PEM电解槽制取氢气和氧气，所述电解装置(2-2)连接着补水管和补液管。

5.根据权利要求1所述的一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，其特征在于：所述终端模块(3)包括供热设备(3-1)、氧气接收端(3-2)、供电端(3-3)，所述终端模块(3)为用户终端，且所述储能电池(2-3)与所述供电端(3-3)之间设置有DC/AC(2-5)，所述DC/AC(2-5)为逆变器。

6.根据权利要求2所述的一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，其特征在于：所述燃料电池(2-1)通过连接线与所述储能电池(2-3)连通。

7.根据权利要求1所述的一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，其特征在于：所述转换模块(2)内设置有热转换系统(4)，所述热转换系统(4)包括恒温水箱(4-1)和换热器(4-2)，所述恒温水箱(4-1)出口端通过连接管与所述换热器(4-2)的进口端连接，所述换热器(4-2)的出口端与所述恒温水箱(4-1)进口端连接。

8.根据权利要求7所述的一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，其特征在于：所述换热器(4-2)上通过连接管与燃料电池(2-1)连接形成冷却循环管路。

9.根据权利要求3所述的一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，其特征在于：所述燃料电池(2-1)与所述DC/AC(2-5)的连接上并联有备用辅助电池(4-3)。

10.根据权利要求1所述的一种风光电制氢储能热电氧三联供的系统，其特征在于：所述可移动的集装箱分为分设两个隔间，所述储氢罐(2-4)独立放置在一个封闭的隔间。

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