【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热电联产，尤其涉及一种多能互补的氢储能调峰热电联产机组及方法。
技术介绍
1、传统热电联产机组通常面临着供需不平衡、波动性强等问题，这导致了在某些情况下机组发电或供热过剩，而在其他情况下又缺乏足够的电力或热能，导致机组能效损失。因此，传统热电联产机组通常缺乏灵活性，难以适应能源系统的动态变化和不同负荷需求，在调峰和备用功率方面表现不佳。
2、专利技术人发现，现有技术中存在利用电网低价电制氢的技术方案，例如公开号为cn115276096 a、名称为一种基于火电厂改造的电热氢联合储能系统及方法的中国专利技术专利申请，其中具体公开了：
3、电储热装置，其第一连接通路与火电机组连接，用于为火电机组供热；其第二连接通路与市政热网连接，用于为所述市政热网供热；其输入端与电网连接，用于接收电能，并将电能转化为热能储存；所述火电机组由电储热装置供热，通过热电联产为电网供电、市政热网供热；制氢装置，与所述电网连接，用于接收所述电网的电能以进行电解制氢；mg基储氢装置，与制氢装置的氢气输出端连通，用于存储氢气；所述mg基储氢装置与市政热网连接，所述市政热网用于为mg基储氢装置释放氢气提供热能。通过电储热装置、mg基储氢装置与现有火电机组联合工作，从用户侧用能形式细分出发，依托电网和市政热网，解决风电、光伏等可再生能源大规模储存消纳问题。
4、上述技术方案虽然提到可以用电网低价电制氢、通过电储热装置将电能转化为热能储存、以及通过火电机组由电储热装置供热，为电网供电、市政热网供热，但是其制得的氢气最终提
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种多能互补的氢储能调峰热电联产机组及方法，在传统热电联产技术的基础上，利用多种能源形式，配合电解水制氢储能，在能源供需波动大的情况下进行能量的储存和调峰，使能源供应更加平稳可靠，利用氢气作为燃料，燃烧产生的主要排放物是水蒸气，相比传统燃烧方式更环保，减少了对环境的污染。
2、为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种多能互补的氢储能调峰热电联产机组。
4、一种多能互补的氢储能调峰热电联产机组，包括电解水制氢单元、供能单元和换热储能单元，所述供能单元与电负载端相连接，所述供能单元包括氢燃料电池；其中：
5、所述电解水制氢单元与所述氢燃料电池相连接，用于将电解水制得的氢气供应至氢燃料电池；
6、所述氢燃料电池用于基于电解水制氢单元供应的氢气发电，将电能供应至供能单元，并将发电过程中产生的热量供应至换热储能单元；
7、所述换热储能单元与氢燃料电池相连接，用于基于氢燃料电池供应的热量对传热介质进行加热，并将加热后的传热介质供应至用户端和/或储水箱中。
8、可选的，所述电解水制氢单元包括相互连接的电解槽和储氢罐，所述储氢罐与氢燃料电池相连接，所述电解槽与供能单元相连接。
9、可选的，所述供能单元还包括风力发电机和太阳能光伏板，所述风力发电机、太阳能光伏板和氢燃料电池均通过电池连接线连接至电负载端和电解槽。
10、可选的，所述换热储能单元包括太阳能集热器、热泵和换热器，所述太阳能集热器设置于太阳能光伏板上；所述太阳能集热器、热泵和氢燃料电池分别与换热器的第一入口相连接，所述换热器的第二入口与生活热水入口相连接，所述换热器的第一出口连接至冷却水单元，所述换热器的第二出口分别与用户端和储水箱相连接。
11、可选的，所述储水箱和用户端相连接。
12、可选的，所述冷却水单元包括冷却水水箱和水泵，所述冷却水水箱的入口分别连接冷却水入口和换热器的第一出口，所述冷却水水箱的出口连接水泵，所述水泵分别连接太阳能集热器、热泵、氢燃料电池和电解槽。
13、可选的，所述冷却水单元分别连接有第一水支路、第二水支路、第三水支路和第四水支路，所述第一水支路和第二水支路的第一端通过第五调节阀连接至水泵，所述第一水支路的第二端分别通过第一开关阀和第一调节阀连接至太阳能集热器和换热器，所述第二水支路的第二端分别通过第二开关阀和第二调节阀连接热泵和换热器；所述第三水支路和第四水支路的第一端通过过滤器连接至水泵，所述第三水支路的第二端分别通过第三开关阀和第三调节阀连接氢燃料电池和换热器，所述第四水支路的第二端分别通过第四调节阀连接至电解水制氢单元。
14、可选的，所述换热器的第二入口与生活热水入口相连接的管路上设置有第一电动阀，所述换热器的第二出口与用户端和储水箱相连接的管路上分别设置有第二电动阀和第一断流止回阀，所述储水箱和用户端相连接的管路上设置有第二断流止回阀。
15、本专利技术第二方面提供了一种多能互补的氢储能调峰热电联产机组的热电联产方法。
16、一种多能互补的氢储能调峰热电联产机组的热电联产方法，包括电能联产方法和热能联产方法，其中电能联产方法，具体包括：
17、当风力发电机产生的电能和太阳能光伏板产生的电能之和大于电负载端需求、产生富裕电能时，将富裕电能输送至电解槽的电源端口入口，采用纯水为反应物进行电解氢储能，将产生的氢气储存在储氢罐中；
18、当风力发电机产生的电能和太阳能光伏板产生的电能之和小于电负载端需求、产生电能缺口时，氢燃料电池利用氢储罐中的氢气和外界的空气，将化学能转化为电能，弥补电能缺口，同时释放热量。
19、可选的，所述热能联产方法，具体包括：
20、冷却水单元分别通过第一水支路、第二水支路和第三水支路，分别利用低温冷却水收集太阳能集热器、热泵和氢燃料电池产生的热量，使低温冷却水变为高温冷却水并输送至换热器中；
21、在换热器中，高温冷却水与生活热水入口输送来的低温传热介质进行换热，低温传热介质换热后变为高温传热介质并输送至用户端和/或储水箱中，换热后的高温冷却水再次变为低温冷却水流回至冷却水单元中，进行下次循环。
22、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
23、1、本专利技术提供了一种多能互补的氢储能调峰热电联产机组及方法，利用多种能源形式，包括风能、氢能、太阳能以及热能，弥补了单一燃料电池热电联产机组运行的劣势，实现了能源的多元化利用；配合电解水制氢储能，在能源供需波动大的情况下进行能量的储存和调峰，使能源供应更加平稳可靠，在能源供给方面具有更大的灵活性，可以根据实际情况调整能源的来源，提高能源利用效率。同时利用氢气作为燃料，燃烧产生的主要排放物是水蒸气，相比传统燃烧方式更环保，减少了对环境的污染。
24、2、本专利技术通过电解水制氢单元存储电能，可以在能源需求波动大的情况下进行能量的储存和调峰，机组可以在能源需求高峰期释放储本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，包括电解水制氢单元、供能单元和换热储能单元，所述供能单元与电负载端相连接，所述供能单元包括氢燃料电池；其中：
2.如权利要求1所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，所述电解水制氢单元包括相互连接的电解槽和储氢罐，所述储氢罐与氢燃料电池相连接，所述电解槽与供能单元相连接。
3.如权利要求2所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，所述供能单元还包括风力发电机和太阳能光伏板，所述风力发电机、太阳能光伏板和氢燃料电池均通过电池连接线连接至电负载端和电解槽。
4.如权利要求3所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，所述换热储能单元包括太阳能集热器、热泵和换热器，所述太阳能集热器设置于太阳能光伏板上；所述太阳能集热器、热泵和氢燃料电池分别与换热器的第一入口相连接，所述换热器的第二入口与生活热水入口相连接，所述换热器的第一出口连接至冷却水单元，所述换热器的第二出口分别与用户端和储水箱相连接。
5.如权利要求4所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在
6.如权利要求4所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，所述冷却水单元包括冷却水水箱和水泵，所述冷却水水箱的入口分别连接冷却水入口和换热器的第一出口，所述冷却水水箱的出口连接水泵，所述水泵分别连接太阳能集热器、热泵、氢燃料电池和电解槽。
7.如权利要求6所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，所述冷却水单元分别连接有第一水支路、第二水支路、第三水支路和第四水支路，所述第一水支路和第二水支路的第一端通过第五调节阀连接至水泵，所述第一水支路的第二端分别通过第一开关阀和第一调节阀连接至太阳能集热器和换热器，所述第二水支路的第二端分别通过第二开关阀和第二调节阀连接热泵和换热器；所述第三水支路和第四水支路的第一端通过过滤器连接至水泵，所述第三水支路的第二端分别通过第三开关阀和第三调节阀连接氢燃料电池和换热器，所述第四水支路的第二端分别通过第四调节阀连接至电解水制氢单元。
8.如权利要求6所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，所述换热器的第二入口与生活热水入口相连接的管路上设置有第一电动阀，所述换热器的第二出口与用户端和储水箱相连接的管路上分别设置有第二电动阀和第一断流止回阀，所述储水箱和用户端相连接的管路上设置有第二断流止回阀。
9.一种多能互补的氢储能调峰热电联产机组的热电联产方法，其特征在于，包括电能联产方法和热能联产方法，其中电能联产方法，具体包括：
10.如权利要求9所述的热电联产方法，其特征在于，所述热能联产方法，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，包括电解水制氢单元、供能单元和换热储能单元，所述供能单元与电负载端相连接，所述供能单元包括氢燃料电池；其中：
2.如权利要求1所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，所述电解水制氢单元包括相互连接的电解槽和储氢罐，所述储氢罐与氢燃料电池相连接，所述电解槽与供能单元相连接。
3.如权利要求2所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，所述供能单元还包括风力发电机和太阳能光伏板，所述风力发电机、太阳能光伏板和氢燃料电池均通过电池连接线连接至电负载端和电解槽。
4.如权利要求3所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，所述换热储能单元包括太阳能集热器、热泵和换热器，所述太阳能集热器设置于太阳能光伏板上；所述太阳能集热器、热泵和氢燃料电池分别与换热器的第一入口相连接，所述换热器的第二入口与生活热水入口相连接，所述换热器的第一出口连接至冷却水单元，所述换热器的第二出口分别与用户端和储水箱相连接。
5.如权利要求4所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，所述储水箱和用户端相连接。
6.如权利要求4所述的多能互补的氢储能调峰热电联产机组，其特征在于，所述冷却水单元包括冷却水水箱和水泵，所述冷却水水箱的入口分别连接冷却水入口和换...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙荣峰，张晓彤，黄继凯，耿文广，石常瑞，尚艳磊，侯绪凯，
申请(专利权)人：山东省科学院能源研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。