基于氢能源的模块化家庭供电系统技术方案

本申请涉及氢能源利用技术领域，公开了一种基于氢能源的模块化家庭供电系统，能够满足以氢能为主的综合供电和零排放、无污染的家庭生活需求。该系统包括：总供氢模块，包括主燃料储存与供应装置和供氢装置，通过供氢装置分别与副燃料储存与供应装置和燃料储存与供应装置连接以为供电模块和可移动氢燃料电池模块持续供应氢气；供电模块，包括副燃料储存与供应装置和燃料电池与电力调节装置，通过燃料电池与电力调节装置连接第一类用电设备以为其持续供电；至少一个可移动氢燃料电池模块，具有不同的尺寸，每个可移动氢燃料电池模块包括燃料储存与供应装置和小型燃料电池与电力调节装置，根据需要电连接到第二类用电设备以为其供电。其供电。其供电。

【技术实现步骤摘要】
基于氢能源的模块化家庭供电系统


[0001]本申请涉及氢能源应用
，特别涉及基于氢能源的模块化家庭供电技术。

技术介绍

[0002]氢，作为一种极为重要的清洁能源，将会代替化石燃料，在生活中的各个领域占据越来越重大的地位。中国现在已经决定到2030年使二氧化碳排放量达到峰值，到2060年实现碳中和，氢能将会以它独特的优势成为清洁能源的主角。目前氢作为能源的最广泛的使用途径之一就是氢燃料电池，在运输和其他领域发挥着重要的作用。但是目前还未有将氢作为包括家庭供电等日常生活中的主要能源供应方式。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种基于氢能源的模块化家庭供电系统，能够满足以氢能为主的综合供电和零排放、无污染的家庭生活需求。
[0004]本申请公开了一种基于氢能源的模块化家庭供电系统，包括：
[0005]供电模块，包括依次连接的副燃料储存与供应装置和燃料电池与电力调节装置，通过该燃料电池与电力调节装置连接第一类用电设备以为其持续供电；
[0006]至少一个可移动氢燃料电池模块，每个可移动氢燃料电池模块包括燃料储存与供应装置和燃料电池与电力调节装置，该燃料储存与供应装置与该燃料电池与电力调节装置连接以为后者补充氢气，该燃料电池与电力调节装置可产生用于第二类用电设备所需电；
[0007]总供氢模块，包括依次连接的主燃料储存与供应装置和供氢装置，通过所述主燃料储存与供应装置接入氢气源以为自身补充氢气，通过所述供氢装置分别与所述副燃料储存与供应装置和所述燃料储存与供应装置连接以为所述供电模块和所述可移动氢燃料电池模块供应氢气。
[0008]在一个优选例中，所述第一类用电设备为交流用电设备；
[0009]所述第二类用电设备为直流用电设备。
[0010]在一个优选例中，所述总供氢模块设置为可移动，以方便移动和部署。
[0011]在一个优选例中，所述至少一个可移动氢燃料电池模块为多个可移动氢燃料电池模块，该多个可移动氢燃料电池模块包含多种不同尺寸规格，以匹配不同用电需求的用电设备。
[0012]在一个优选例中，所述总供氢模块具有密封壳，密封壳与内部各装置之间的空隙充惰性气体或抽真空处理。
[0013]在一个优选例中，所述密封壳与内部各装置之间还设有用于防爆检测的传感器。
[0014]在一个优选例中，所述传感器包括以下的一种或多种：
[0015]化学传感器、压力传感器、湿度传感器。
[0016]在一个优选例中，所述供电模块和所述可移动氢燃料电池模块还分别包括水管理装置，用于回收由所在模块中的燃料电池发电所生成的水；
[0017]所述总供氢模块还包括水集中回收与处理装置，分别与各所述水管理装置连接，用于集中回收和处理由燃料电池所生成的水。
[0018]在一个优选例中，所述供电模块和所述可移动氢燃料电池模块还分别包括空气供应装置，所述空气供应装置分别与所在模块中的燃料电池与电力调节装置和水管理装置连接，为燃料电池提供发电所需空气。
[0019]在一个优选例中，所述供电模块和所述可移动氢燃料电池模块还分别包括辅助储能装置，所述辅助储能装置分别与所在模块中的燃料电池与电力调节装置电连接以为自身充电；
[0020]其中，所述供电模块中的辅助储能装置用于为所在模块内的用电装置和所述总供氢模块中的用电装置供电，所述可移动氢燃料电池模块中的辅助储能装置用于为所在模块内的用电装置供电。
[0021]在一个优选例中，所述供电模块、所述可移动氢燃料电池模块和所述总供氢模块还分别包括监测与控制装置，用于监测、控制其所在模块中的其他装置的实时状态；
[0022]所述系统还包括控制模块，其与各所述监测与控制装置通信连接；
[0023]所述控制模块包括中央处理器、交互界面和网络装置；
[0024]所述网络装置用于连接用户终端以实现远程监控；
[0025]所述交互界面用于显示系统中各模块的实时状态和提供用户操作接口。
[0026]本申请实施方式中，至少包括以下优点和有益效果：
[0027]将系统中各组成部分进行模块化，为不同类型的用电设备分配不同的用电模块(即供电模块和不同尺寸的可移动氢燃料电池模块)，能够实现以氢能为主要能源的供电方式，只要按需为总供氢模块补充氢气，便能满足家庭生活场所大部分家电设备的电力供给，进而实现以氢能为主的综合供电和零排放、无污染的智能家居生活方式。
[0028]进一步地，系统中各模块可以作为独立单元进行移动或更换，例如，可方便拆卸和更换总供氢模块，以及在总供氢模块更换或者补充氢气时，由于供电模块中的副燃料储存与供应装置能够维持较长时间的氢气供应，可保证移动、更换总供氢模块时供电模块仍能稳定运行不受影响，提高系统的可靠性。
[0029]进一步地，系统中各模块内的辅助储能装置能够持续保证监测与控制装置、无线通信等各模块内的用电设施电力供应，在事故切断燃料电池电源后辅助储能装置仍能为内部的安全装置提供电力供应，提高系统的可靠性。
[0030]进一步地，系统中各模块内的水管理装置或燃料电池产生水集中回收与处理装置能够保证燃料电池产生的水得到合理的处置，不会影响系统的正常运行。
[0031]此外，本申请的实施方式不受外部电网的影响，尤其适用于远离电网供电的家庭(例如游牧民)，本申请可以为其提供了一种极为安全、有效且稳定的供电方式。
[0032]在氢能将会作为极为重要的清洁能源的今天，本申请实施方式也为氢能在实际生活的使用提供了一种有效途径。
[0033]本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述
技术实现思路
中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各
种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。
附图说明
[0034]图1是根据本申请第一实施方式的基于氢能源的模块化家庭供电系统结构示意图。
[0035]图2是根据本申请第一实施方式的总供氢模块结构示意图。
[0036]图3是根据本申请第一实施方式的供电模块结构示意图。
[0037]图4是根据本申请第一实施方式的可移动氢燃料电池模块结构示意图。
[0038]图5是根据本申请第一实施方式的控制模块结构示意图。
[0039]其中，
[0040]10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于氢能源的模块化家庭供电系统，其特征在于，包括：供电模块，包括依次连接的副燃料储存与供应装置和燃料电池与电力调节装置，通过该燃料电池与电力调节装置连接第一类用电设备以为其持续供电；至少一个可移动氢燃料电池模块，每个可移动氢燃料电池模块包括燃料储存与供应装置和燃料电池与电力调节装置，该燃料储存与供应装置与该燃料电池与电力调节装置连接以为后者补充氢气，该燃料电池与电力调节装置可产生用于第二类用电设备所需电；总供氢模块，包括依次连接的主燃料储存与供应装置和供氢装置，通过所述主燃料储存与供应装置接入氢气源以为自身补充氢气，通过所述供氢装置分别与所述副燃料储存与供应装置和所述燃料储存与供应装置连接以为所述供电模块和所述可移动氢燃料电池模块供应氢气。2.如权利要求1所述的基于氢能源的模块化家庭供电系统，其特征在于，所述第一类用电设备为交流用电设备；所述第二类用电设备为直流用电设备。3.如权利要求1所述的基于氢能源的模块化家庭供电系统，其特征在于，所述总供氢模块设置为可移动，以方便移动和部署。4.如权利要求1所述的基于氢能源的模块化家庭供电系统，其特征在于，所述至少一个可移动氢燃料电池模块为多个可移动氢燃料电池模块，该多个可移动氢燃料电池模块包含多种不同尺寸规格，以匹配不同用电需求的用电设备。5.如权利要求1所述的基于氢能源的模块化家庭供电系统，其特征在于，所述总供氢模块具有密封壳，所述密封壳与内部各装置之间还设有用于安全检测的传感器。6.如权利要求5所述的基于氢能源的模块化家庭供电系统，其特征在于，所述传感器包括以下的一种或多种：化学传感器、压力传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾广礼，熊东波，
申请(专利权)人：上海氢达居科技有限公司，
类型：新型
国别省市：