一种基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统，包括供电机构、整流器、电解制氢子系统、氢气缓冲罐、储氢压缩机、储氢罐组、加氢压缩机、控制盘、加氢罐组和加氢机，供电机构的供电出口分两路，一路与外电网连接，另一路通过整流器与电解制氢子系统电性连接，电解制氢子系统的氢气出口与所述氢气缓冲罐的进口连通，氢气缓冲罐的出口通过储氢压缩机后与储氢罐组的进口连通，储氢罐组的出口依次通过管路与所述加氢压缩机、控制盘、加氢罐组和加氢机串联。本实用新型专利技术利用多余的可再生能源电力电解水制氢，并对制得的氢气进行储存、外运、或直接用于氢能源汽车加气，当外电网电力不足时，可使用储存的氢气进行发电，为外电网补充电力。为外电网补充电力。为外电网补充电力。
【技术实现步骤摘要】
一种基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统
[0001]本技术涉及清洁能源转化与存储应用
，具体涉及一种基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统。
技术介绍
[0002]随着全球经济发展，人口增加，消费的能源也必将增加。而煤、石油等化石能源储量有限，产物造成污染等问题，迫使消费能源类型必须从化石能源转化为可再生能源。
[0003]目前，我国风能、太阳能、水能等可再生能源发电行业发展迅速，但这些可再生能源受季节和天气条件的影响而波动较大，与相对稳定的用电需求不完全匹配，为减小可再生能源波动对电网造成的负面影响，经常会产生“弃风”、“弃光”和“弃水”等“三弃”现象，导致可再生能源利用率较低。我国每年“三弃”电力规模高达1000亿千瓦时，相当于三峡电站的年发电量。因此，为难以并网使用的可再生电力能源开拓新的使用领域具有巨大的经济效益和社会效益。
技术实现思路
[0004]针对因风能、太阳能、水能等可再生能源的间歇性、波动性以及输电容量限制等因素导致的“三弃”现象，本技术提供了一种基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统，利用多余的可再生能源电力电解水制氢，并对制得的氢气进行储存、外运、或直接用于氢能源汽车加气，当外电网电力不足时，可使用储存的氢气进行发电，为外电网补充电力。
[0005]如上构思，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统，其特征在于，包括供电机构(1)、整流器(2)、电解制氢子系统(3)、氢气缓冲罐(4)、储氢压缩机(5)、储氢罐组(6)、加氢压缩机(7)、控制盘(8)、加氢罐组(9)和加氢机(10)，所述供电机构(1)的供电出口分两路，一路与外电网(70)连接，为外电网供电，另一路通过所述整流器(2)与所述电解制氢子系统(3)电性连接，为所述电解制氢子系统(3)电解水提供电能，所述电解制氢子系统(3)的氢气出口与所述氢气缓冲罐(4)的进口连通，所述氢气缓冲罐(4)的出口通过所述储氢压缩机(5)后与所述储氢罐组(6)的进口连通，用于将所述电解制氢子系统(3)生产的氢气加压后存入所述储氢罐组(6)中，所述储氢罐组(6)的出口依次通过管路与所述加氢压缩机(7)、控制盘(8)、加氢罐组(9)和加氢机(10)串联。
[0007]优选地，所述系统还包括燃料电池发电子系统(30)和逆变器(40)，所述燃料电池发电子系统(30)的燃料进气口与所述储氢罐组(6)的出口连通，所述燃料电池发电子系统(30)的出口通过所述逆变器(40)与外电网(70)连接，通过氢气发电为外电网供电。
[0008]优选地，所述系统还包括运输氢气的氢气拖车(20)，所述储氢罐组(6)的出口借助充装气柜(80)与所述氢气拖车(20)连通。
[0009]优选地，所述电解制氢子系统(3)包括电解水装置(31)、水泵(32)、除氧除水装置(33)，所述水泵(32)与所述电解水装置(31)的水进口连通，所述电解水装置(31)的氢气出
口与所述除氧除水装置(33)的进气口连通，所述除氧除水装置(33)的出气口与所述氢气缓冲罐(4)连通。
[0010]优选地，所述除氧除水装置(33)包括并联设置的两个吸附柱，分别为第一吸附柱(331)和第二吸附柱(332)，其中一个用于水的吸附，另一个用于水的脱附，每个所述吸附柱内沿气体流动方向分别设有氢气催化氧化催化剂(a)和水吸附剂(b)。
[0011]优选地，所述燃料电池发电子系统(30)为质子交换膜氢燃料电池PEMFC系统和固体氧化物氢燃料电池SOFC系统中的一种。
[0012]优选地，所述加氢罐组(9)包括高压加氢储气罐(91)、中压加氢储气罐(92)和低压加氢储气罐(93)；所述加氢压缩机(7)的出口与所述控制盘(8)的进气孔(81)连接，所述控制盘(8)上的高压出气孔(82)与高压加氢储气罐(91)通过气体管路连通，所述控制盘(8)上的中压出气孔(83)与中压加氢储气罐(92)通过气体管路连通，所述控制盘(8)上的低压出气孔(84)与低压加氢储气罐(93)通过气体管路连通，所述控制盘(8)上的出氢孔(85)与所述加氢机(10)通过气体管路连通。
[0013]优选地，所述控制盘(8)上还设有充装控制阀(c)和加氢控制阀(d)，所述加氢压缩机(7)的出口通过所述充装控制阀(c)与所述加氢罐组(9)连通；所述加氢机(10)的进气端通过所述加氢控制阀(d)与所述加氢罐组(9)连通。
[0014]优选地，所述充装控制阀(c)包括并联设置的高压充装控制阀(c1)、中压充装控制阀(c2)和低压充装控制阀(c3)，所述高压充装控制阀(c1)设置在所述控制盘(8)的进气孔(81)与所述高压出气孔(82)之间的管路上，所述中压充装控制阀(c2)设置在所述控制盘(8)的进气孔(81)与所述中压出气孔(83)之间的管路上，所述低压充装控制阀(c3)设置在所述控制盘(8)的进气孔(81)与所述低压出气孔(84)之间的管路上；
[0015]所述加氢控制阀(d)包括并联设置的高压加氢控制阀(d1)、中压加氢控制阀(d2)和低压加氢控制阀(d3)，所述高压加氢控制阀(d1)设置在所述控制盘(8)上的出氢孔(85)与高压出气孔(82)之间的管路上，所述中压加氢控制阀(d2)设置在所述控制盘(8)上的出氢孔(85)与中压出气孔(83)之间的管路上，所述低压加氢控制阀(d3)设置在所述控制盘(8)上的出氢孔(85)与低压出气孔(84)之间的管路上。
[0016]优选地，所述供电机构(1)为光伏发电机组、风电发电机组、水电发电机组、潮汐发电机组中的一种或几种。
[0017]优选地，所述储氢罐组(6)包括并联设置的n个地上或地下储氢罐，其中n≥2。
[0018]本技术技术方案，具有如下优点：
[0019]A、针对因风能、太阳能、水能等可再生能源的间歇性、波动性以及输电容量限制等因素导致的“三弃”现象，本技术提供了一种基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统，利用多余的可再生能源电力电解水制氢，并对制得的氢气进行储存、外运、或直接用于氢能源汽车加气，当外电网电力不足时，可使用储存的氢气进行发电，为外电网补充电力，根据环境条件和实际工况，实现系统在多种运行模式下的柔性可靠运行。
[0020]B、本技术中氢气的除氧除水净化在一套除氧除水装置中进行，采用变压吸附原理，在吸附柱中同时装填有氢气催化氧化催化剂和针对水的吸附剂，大大简化了氢气的净化工艺。
[0021]C、本技术中，可再生能源包括但不限于光伏、风电、水电、潮汐能发电等，可选
择并网和离网两个模式：并网模式下，可再生能源在电网允许的容量范围内并网，多余电力用于电解水制氢，在可再生能源电力不足时还可利用电网电力满足基本生产需求，尤其是利用波谷电价提高经济性，当氢气储存充足时可通过氢气发电为电网提供电力补充；离网模式下，可再生能源电力全部用于电解水制氢。
[0022]D、为氢能源汽车加气时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统，其特征在于，包括供电机构(1)、整流器(2)、电解制氢子系统(3)、氢气缓冲罐(4)、储氢压缩机(5)、储氢罐组(6)、加氢压缩机(7)、控制盘(8)、加氢罐组(9)和加氢机(10)，所述供电机构(1)的供电出口分两路，一路与外电网(70)连接，为外电网供电，另一路通过所述整流器(2)与所述电解制氢子系统(3)电性连接，为所述电解制氢子系统(3)电解水提供电能，所述电解制氢子系统(3)的氢气出口与所述氢气缓冲罐(4)的进口连通，所述氢气缓冲罐(4)的出口通过所述储氢压缩机(5)后与所述储氢罐组(6)的进口连通，用于将所述电解制氢子系统(3)生产的氢气加压后存入所述储氢罐组(6)中，所述储氢罐组(6)的出口依次通过管路与所述加氢压缩机(7)、控制盘(8)、加氢罐组(9)和加氢机(10)串联。2.根据权利要求1所述的基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统，其特征在于，所述系统还包括燃料电池发电子系统(30)和逆变器(40)，所述燃料电池发电子系统(30)的燃料进气口与所述储氢罐组(6)的出口连通，所述燃料电池发电子系统(30)的出口通过所述逆变器(40)与外电网(70)连接，通过氢气发电为外电网供电。3.根据权利要求1所述的基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统，其特征在于，所述系统还包括运输氢气的氢气拖车(20)，所述储氢罐组(6)的出口借助充装气柜(80)与所述氢气拖车(20)连通，用于将所述储氢罐组(6)内的氢气通过所述氢气拖车(20)外运。4.根据权利要求1所述的基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统，其特征在于，所述电解制氢子系统(3)包括电解水装置(31)、水泵(32)、除氧除水装置(33)，所述水泵(32)与所述电解水装置(31)的水进口连通，用于将外部的水泵入所述电解水装置(31)内，所述电解水装置(31)的氢气出口与所述除氧除水装置(33)的进气口连通，净化自所述电解水装置(31)的氢气出口排出气体中混合的残余氧气，所述除氧除水装置(33)的出气口与所述氢气缓冲罐(4)连通。5.根据权利要求4所述的基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统，其特征在于，所述除氧除水装置(33)包括并联设置的两个吸附柱，分别为第一吸附柱(331)和第二吸附柱(332)，其中一个用于水的吸附，另一个用于水的脱附，每个所述吸附柱内沿气体流动方向分别设有氢气催化氧化催化剂(a)和水吸附剂(b)。6.根据权利要求2所述的基于可再生能源的制氢储氢加氢一体化系统，其特征在于，所述燃料电池发电子系...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡建春，杜建梅，赵伟，李颜强，李澜，李磊祚，
申请(专利权)人：中国市政工程华北设计研究总院有限公司，
类型：新型
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