CN219779791U - 一种制氢储氢加氢备电一体化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种制氢储氢加氢备电一体化系统，属于可再生能源储能技术领域。所述一体化系统包括将可再生能源转换为电能的发电模块，利用电解水制氢的制氢模块，用于对制备的低压氢气进行增压的压缩模块，用于储存高压氢气的储氢模块，用于将储存的氢气提供给外部需要加氢的设备以及备电模块的加氢模块，利用氢气通过氢氧燃料电池进行发电的备电模块，所述一体化系统采用的储能备电模式具有储能能量密度高、储能时间长、发电稳定的特点，可实现分布式能源储能及备电，既解决了在远离电网情况下无法制取氢气的问题，又解决了可再生能源发电在不同环境应用长时间的储能需求问题以及采用常规蓄电池储能带来的环境污染等问题。

Description

一种制氢储氢加氢备电一体化系统

技术领域

本实用新型涉及一种制氢储氢加氢备电一体化系统，属于可再生能源储能技术领域。

背景技术

近年来，中小型风电、光电产业在城乡照明、输油管道、通信基站、气象环保、部队边防哨所、雷达通信和分布式发电等领域快速发展。然而，由于风电和光电存在间接性、随机性不能保障供电连续性，风电和光电储能问题一直受到国际上的高度关注。

为了满足用户电力需求，国内的中小型风电、光电主要采用电化学储能方式，这种储能方式存在时间短、容量规模等级小、易对环境造成污染等不足，严重阻碍了中小型风电、光电的有效开发和利用。因此，需要开发一种清洁无污染、储能能量密度高、储能时间长、发电稳定的用于可再生能源的储能方式。

实用新型内容

针对目前风电及光电存在的问题，本实用新型提供一种制氢储氢加氢备电一体化系统，将发电模块、制氢模块、压缩模块、储氢模块、加氢模块以及备电模块集成于一个系统内，整个系统采用可再生能源发电制氢，并将低压氢气增压储存，可向氢能源汽车等设备加注氢气，也可与备用电源模块组成备电储能设备，既解决了在远离电网情况下无法制取氢气的问题，又解决了可再生能源发电在不同环境应用长时间的储能需求问题以及采用常规蓄电池储能带来的环境污染等问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种制氢储氢加氢备电一体化系统，包括发电模块、制氢模块、压缩模块、储氢模块、加氢模块以及备电模块；

所述发电模块，用于将可再生能源(如太阳能或风能等)转化为电能；

所述制氢模块，利用发电模块产生的电能电解水制氢，实现电能与氢能的转化；

所述压缩模块，用于对制氢模块产生的低压氢气进行增压；

所述储氢模块，用于储存经压缩模块增压后的高压氢气；

所述加氢模块，用于将储氢模块储存的氢气提供给外部需要加氢的设备以及备电模块；

所述备电模块，利用加氢模块提供的氢气或外接氢气通过氢氧燃料电池进行发电，以供所述系统自身或外部设备使用。

进一步地，所述一体化系统还包括控制模块，所述控制模块用于控制各个模块的工作状态以实现所述一体化系统的自动化运行。

进一步地，所述发电模块设置为风能和太阳能互补型可再生能源发电模块，即发电模块即可以利用太阳能发电也可以利用风能发电。

进一步地，所述储氢模块包括固定式储氢容器和移动式储氢容器，移动式储氢容器以及备电模块均集成为可拆卸式，固定式储氢容器用于为外部需要加氢的设备提供氢气，移动式储氢容器用于为备电模块提供氢气。优选地，加氢模块的氢气入口分别与压缩模块及固定式储氢容器的氢气出口连接，备电模块的氢气入口分别与移动式储氢容器以及加氢模块的氢气出口连接。

进一步地，所述压缩模块采用气驱增压泵、液驱增压泵或隔膜压缩机等形式，可将低压氢气增压至高压氢气。

进一步地，上述各模块集成于一个箱体中，此时箱体上还设有防爆风机以及无动力风帽，避免氢气泄露造成爆炸危险。

进一步地，所述箱体上设有卷帘门，便于对各模块进行维护保养。

进一步地，控制模块包含具有显示以及操作功能的操作面板，操作面板安装在箱体外表面上，便于显示各模块的运行状态以及通过操作面板便于调控各模块的运行状态。

有益效果：

(1)本实用新型将发电模块、制氢模块、压缩模块、储氢模块、加氢模块以及备电模块集成于一个系统内，发电模块主要通过将可再生能源转化成电能为所述一体化提供动力源，实现低压氢气的制取、增压、储存与加注；当发电模块故障时，所述一体化系统的备电模块启动，将储氢模块中的氢能通过氢氧染料电池转化为电能，为所述一体化系统提供动力源，这种储能备电模式具有储能能量密度高、储能时间长、发电稳定的特点，可实现分布式能源储能及备电。

(2)本实用新型中的发电模块利用风能或太阳能灯可再生能源发电，减少了污染和能源浪费，同时不消耗燃料，而且制氢模块中采用的电解水制氢也非常环保，相比于传统的碱水电解制氢，简化了氢气后处理流程，同时提高了制氢效率，与发电模块配合生产真正意义上的“绿氢”。

(3)本实用新型中的备电模块采用氢氧燃料电池原理，可将储氢模块内的氢气转化为电能供系统使用，形成长效的备电。另外，将可拆卸式的移动式储氢容易与可拆卸式的备电模块配合使用，可组成可移动的备用电源，便于对其设备供电。

(4)本实用新型通过压缩模块将低压氢气增压至高压氢气进行储存，便于增加所述一体化系统的储氢容量。

(5)本实用新型采用模块化设计，集成度较高，便于安装；而且控制模块可以实现对其他各个模块的独立控制，因此可以实现所述一体化系统的自动化运行和智能操作。

附图说明

图1为实施例中所述制氢储氢加氢备电一体化系统的总体框图。

图2为实施例中所述制氢储氢加氢备电一体化系统的整体外观结构示意图。

其中，1-发电模块，101-光伏板，2-制氢模块，21-制氢装置，22-蓄水箱，23-缓冲罐，3-压缩模块，31-气驱增压泵，32-空气压缩机，4-储氢模块，41-固定式储氢容器，42-移动式储氢容器，5-加氢模块，51-加氢枪，6-备电模块，61-燃料电池，62-减压装置，7-控制模块，71-操作面板，8-箱体，81-卷帘门，9-氢燃料电池汽车，10-无动力风帽，11-防爆风机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步阐述。

实施例1

一种制氢储氢加氢备电一体化系统，包括发电模块1、制氢模块2、压缩模块3、储氢模块4、加氢模块5、备电模块6以及控制模块7，上述各个模块集成于一个箱体8中，如图1和图2所示；

所述发电模块1，用于将太阳能或风能等可再生能源转化为电能；可以采用风能和太阳能互补型可再生能源发电模块1，即在箱体8上同时安装利用风能发电的装置以及利用太阳能发电的装置(如图2的箱体8上安装的光伏板101，用于将太阳能装换成电能)；

所述制氢模块2，利用发电模块1产生的电能电解水制氢，实现电能与氢能的转化；制氢模块2包括蓄水箱22、制氢装置21以及缓冲罐23，蓄水箱22用于为制氢装置21提供电解所需的水，缓冲罐23用于缓冲制氢装置21产生的氢气，如图1所示；

所述压缩模块3，用于对制氢模块2产生的低压氢气进行增压；压缩模块3可以采用气驱增压泵31、液驱增压泵或隔膜压缩机等形式，将低压氢气增压至高压氢气；本实施例采用气驱增压泵31，同时还包含空气压缩机32，其中空气经空气压缩机32压缩后通过管路进入气驱增压泵31的驱动空气入口处，成为气驱增压泵31的动力源，如图1所示；

所述储氢模块4，用于储存经压缩模块3增压后的高压氢气；储氢模块4包括固定式储氢容器41和移动式储氢容器42，移动式储氢容器42集成为可拆卸式，固定式储氢容器41用于为外部需要加氢的设备提供氢气，移动式储氢容器42用于为备电模块6提供氢气，如图1所示；

所述加氢模块5，用于将储氢模块4储存的氢气提供给外部需要加氢的设备以及备电模块6；其中，加氢模块5的氢气入口分别与压缩模块3及固定式储氢容器41的氢气出口连接，正常情况下，氢气经储氢模块4后流入到加氢模块5后进行氢气的加注，但当储氢模块4中的压力不足时，氢气经压缩模块3压缩后可直接流入到加氢模块5中对外部的用氢设备进行充装，如图1所示；

所述备电模块6，利用加氢模块5提供的氢气或外接氢气通过氢氧燃料电池进行发电，以供所述系统自身或外部设备使用；备电模块6包括减压装置62和燃料电池61，本实施例中减压装置62的氢气入口分别与移动式储氢容器42以及加氢模块5的氢气出口连接，氢气经过减压装置62后进入燃料电池61中，如图1所示；

所述控制模块7，用于控制各个模块的工作状态，以实现所述一体化系统的自动化运行与智能控制；

如图2所示，所述箱体8为长方体结构，箱体8的上方还设有防爆风机11以及无动力风帽10，用于与外部空气流通，避免氢气泄露造成爆炸危害；箱体8的一个侧面安装有控制模块7的操作面板71以及加氢模块5的加氢枪51，操作面板71具有显示以及操作功能，通过操作面板71可以了解各模块运行状态以及实现对各模块的控制，加氢枪51用于对外部的氢燃料电池汽车9进行氢气加注；箱体8的另一个侧面上设置有卷帘门81，便于对箱体8内部的各模块进行维护保养。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种制氢储氢加氢备电一体化系统，其特征在于：包括发电模块、制氢模块、压缩模块、储氢模块、加氢模块以及备电模块；

所述发电模块，用于将可再生能源转化为电能；

所述制氢模块，利用发电模块产生的电能电解水制氢；

所述压缩模块，用于对制氢模块产生的低压氢气进行增压；

所述储氢模块，用于储存经压缩模块增压后的高压氢气；

所述加氢模块，用于将储氢模块储存的氢气提供给外部需要加氢的设备以及备电模块；

所述备电模块，利用加氢模块提供的氢气或外接氢气通过氢氧燃料电池进行发电。

2.根据权利要求1所述的一种制氢储氢加氢备电一体化系统，其特征在于：所述一体化系统还包括控制模块，所述控制模块用于控制发电模块、制氢模块、压缩模块、储氢模块、加氢模块以及备电模块的工作状态，实现所述一体化系统的自动化运行。

3.根据权利要求1或2所述的一种制氢储氢加氢备电一体化系统，其特征在于：所述发电模块设置为风能和太阳能互补型可再生能源发电模块。

4.根据权利要求1或2所述的一种制氢储氢加氢备电一体化系统，其特征在于：所述储氢模块包括固定式储氢容器和移动式储氢容器，移动式储氢容器以及备电模块均集成为可拆卸式，固定式储氢容器用于为外部需要加氢的设备提供氢气，移动式储氢容器用于为备电模块提供氢气。

5.根据权利要求4所述的一种制氢储氢加氢备电一体化系统，其特征在于：加氢模块的氢气入口分别与压缩模块及固定式储氢容器的氢气出口连接，备电模块的氢气入口分别与移动式储氢容器以及加氢模块的氢气出口连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种制氢储氢加氢备电一体化系统，其特征在于：压缩模块采用气驱增压泵、液驱增压泵或隔膜压缩机对低压氢气进行增压。

7.根据权利要求2所述的一种制氢储氢加氢备电一体化系统，其特征在于：发电模块、制氢模块、压缩模块、储氢模块、加氢模块、备电模块以及控制模块集成于一个箱体中，此时箱体上还设有防爆风机以及无动力风帽。

8.根据权利要求7所述的一种制氢储氢加氢备电一体化系统，其特征在于：所述箱体上设有卷帘门。

9.根据权利要求7所述的一种制氢储氢加氢备电一体化系统，其特征在于：控制模块包含具有显示以及操作功能的操作面板，操作面板安装在箱体外表面上。