【技术实现步骤摘要】
本技术属于氢能领域，尤其涉及一种海上多功能氢气补给系统。
技术介绍
1、氢气是一种洁净无污染的能源，依托燃料电池可实现高效的化学能到电能的转化，被广泛地视为一种理想的储能介质。相较于传统储能，电解水制氢强调电能向氢能的单向转换，基于燃气的应用终端进行后续消纳，几乎不受能量上限的约束。因此，电解水制氢是大规模、高效率整合利用新能源富余电力的有效方案。
2、随着氢能的大力推广以及燃料电池技术的不断突破，氢燃料电池载具迎来了快速发展。氢能汽车已经在乘用车到重卡等多个领域实现了推广，氢能船舶也有多个项目进行了试点。在节能减排的大趋势下，传统的化石能源船舶将逐渐被淘汰，而氢能船舶相较于电动船舶，拥有更远的续航里程，以及更快的能源补充速率，其使用场景更加丰富，在海洋环境中其优势将更加明显。
3、当前国内海上的可再生能源以风电为主，但是由于风电波动的问题，弃风的情况仍现实存在。同时远在深海的海上风电机组所发电力使用地为内陆地区，输电将面临高额的电缆投资以及大量的输电损耗。
4、近些年，电解水制氢技术逐渐成熟，利用电解水制氢技术和电化学储能技术有效的吸纳风电的波动，在海上直接利用风电就地制氢已经成为可能。同时，对制取所得氢气，从海上至陆地的运输成本问题有待突破，无论是采用管道运输或者是船运，都将带来高额的储运成本，不利于氢能的使用及推广。
技术实现思路
1、本技术的目的在于：为了克服现有技术问题，公开了一种海上多功能氢气补给系统，本使用新型系统可以在海上为氢能船
2、本技术目的通过下述技术方案来实现：
3、一种海上多功能氢气补给系统，所述海上多功能氢气补给系统包括：海上风电系统、供配电系统、海水淡化系统、制氢系统、储氢系统、加注系统，
4、其中，所述海上风电系统经供配电系统与各用电系统相连，完成给用电系统供电；
5、所述海水淡化系统与制氢系统相连，所述海水淡化系统被配置为完成海水淡化并将淡化海水作为原料水输送至制氢系统；
6、所述制氢系统与所述储氢系统相连，所述制氢系统被配置为基于原料水完成氢气制备，并将制得的氢气输入至储氢系统内储存；
7、所述储氢系统与加注系统相连，用于实现氢气的对外加注。
8、根据一个优选的实施方式，所述储氢系统与加注系统之间还设有增压系统，通过所述增压系统完成输出氢气的加压处理。
9、根据一个优选的实施方式，所述海上多功能氢气补给系统还包括：热管理系统，所述热管理系统一端与海水淡化系统相连，接受海水淡化系统产生的淡化水；
10、所述热管理系统另一端分别经循环管路与制氢系统、储氢系统和增压系统相连，为所述制氢系统、储氢系统和增压系统提供所需冷却水或加热水。
11、根据一个优选的实施方式，所述热管理系统内设有制冷设备和制热设备，以完成对相应循环水的制冷或制热，并经循环水泵输送循环水至相应目的系统。
12、根据一个优选的实施方式，所述海上多功能氢气补给系统还包括：公辅系统，所述公辅系统包括设置于各功能系统旁消防设备、除盐雾新风设备和监控设备。
13、根据一个优选的实施方式，所述海上多功能氢气补给系统还包括：控制系统，所述控制系统被配置为完成海上多功能氢气补给系统中各子系统的运行监控及控制。
14、根据一个优选的实施方式，所述海上风电系统由若干台海上风力发电机组组成。
15、根据一个优选的实施方式，所述供配电系统包括有变压器、整流器和蓄电设备。
16、根据一个优选的实施方式，所述海水淡化系统包括有过滤装置、淡化装置、纯水箱设备。
17、根据一个优选的实施方式，所述制氢系统包括有电解槽、冷却器、纯化装置设备。
18、前述本技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本技术可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。
19、本技术系统的工作流程如下，海上风电系统将风能转化为电能，并通过供配电系2为整个系统提供电力，控制系统为整个系统提供控制信号，海水经过海水淡化系统纯化后作为原料进入电解水制氢系统分解为氢气和氧气。氧气排空，氢气则进入储氢系统储存起来。再有加氢需求时，储氢系统内的氢气进入增压系统，增压至适当压力后，再由加注系统为氢能船舶进行氢气加注。
20、本技术系统的海上风电系统、供配电系统、公辅系统、控制系统均为实时运行，海水淡化系统将海水纯化后储存在纯水箱内，并对水箱内液位信号进行监控，控制海水淡化系统的启停以保证纯水箱内纯水液位始终处于合理区间。
21、制氢系统、储氢系统、增压系统、加注系统、热管理系统的运行情况主要分为以下四种：有风-无船加注、有风-有船加注、无风-有船加注、无风-无船加注。
22、在有风-无船加注时，系统电力由风电机组提供。主要运行的子系统为制氢系统、储氢系统以及热管理系统，纯水箱内纯水作为原料进入制氢系统，生成氢气进入储氢系统进行储存。系统运行产生的热量由循环冷却水带走并通过闭式冷却塔冷却。在此工况下如果储氢系统内的氢气已经储满，则根据储氢效率，逐渐调整制氢系统功率，直至储满后关闭系统内制氢及相关辅助系统。此时电化学储能为满电，系统内主要设备均处于关闭状态。
23、在有风-有船加注时，制氢系统、储氢系统、增压系统、加注系统以及热管理系统均处于运行状态。在制氢的同时为氢能船舶提供氢气加注。
24、在无风-有船加注时，系统电力由电化学储能装置提供。此时系统内的制氢系统不启动，加注氢气完全来自于储氢系统内已储氢气。通过增压系统及加注系统为氢能船舶加氢，直至氢能船舶完成氢气加注或储氢系统内氢气完全释放。
25、在无风-无船加注时，系统保持最低功耗，电力由电化学储能装置提供。主要设备均处于关闭状态，仅保留控制系统、安全监控等辅助系统中的少量设备运行，以待有加注需求或来风后系统能够快速响应运转。
26、本技术的有益效果：
27、本技术海上多功能氢气补给系统，可以解决海上风电弃风问题并缓解远距离输电的电力损耗问题，同时作为加氢、补水的基础设施建设，也有利于氢能船舶的推广与应用。相较于传统的氢燃料补给系统，具备以下优势：
28、1.可以实现在海上就地对氢能船舶进行燃料加注及淡水补给。本专利通过对制得氢气进行高密度储存，在有船舶需要进行燃料加注时，即可就地为氢能船舶供给高压氢气。同时系统制取的纯水也可为过往船舶提供应急补水。
29、2.解决海上风电弃风以及缓解电力远距离输送损耗问题。本专利通过电解水制氢技术及电化学储能技术相结合有效的消纳风电波动，减少电力远距离传输损耗，将风能就地高效的转化为氢能，可有效的降低氢气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述海上多功能氢气补给系统包括：海上风电系统(1)、供配电系统(2)、海水淡化系统(3)、制氢系统(4)、储氢系统(5)、加注系统(7)，
2.如权利要求1所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述储氢系统(5)与加注系统(7)之间还设有增压系统(6)，通过所述增压系统(6)完成输出氢气的加压处理。
3.如权利要求2所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述海上多功能氢气补给系统还包括：热管理系统(8)，
4.如权利要求3所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述热管理系统(8)内设有制冷设备和制热设备，以完成对相应循环水的制冷或制热，并经循环水泵输送循环水至相应目的系统。
5.如权利要求1所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述海上多功能氢气补给系统还包括：公辅系统(9)，所述公辅系统(9)包括设置于各功能系统旁消防设备、除盐雾新风设备和监控设备。
6.如权利要求1所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述海上多功能氢气补给系统还包括：控制系统(10)，
7.如权利要求1所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述海上风电系统(1)由若干台海上风力发电机组组成。
8.如权利要求1所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述供配电系统(2)包括有变压器、整流器和蓄电设备。
9.如权利要求1所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述海水淡化系统(3)包括有过滤装置、淡化装置、纯水箱设备。
10.如权利要求1所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述制氢系统(4)包括有电解槽、冷却器、纯化装置设备。
...【技术特征摘要】
1.一种海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述海上多功能氢气补给系统包括：海上风电系统(1)、供配电系统(2)、海水淡化系统(3)、制氢系统(4)、储氢系统(5)、加注系统(7)，
2.如权利要求1所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述储氢系统(5)与加注系统(7)之间还设有增压系统(6)，通过所述增压系统(6)完成输出氢气的加压处理。
3.如权利要求2所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述海上多功能氢气补给系统还包括：热管理系统(8)，
4.如权利要求3所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述热管理系统(8)内设有制冷设备和制热设备，以完成对相应循环水的制冷或制热，并经循环水泵输送循环水至相应目的系统。
5.如权利要求1所述的海上多功能氢气补给系统，其特征在于，所述海上多功能氢气补给系统还包括：公辅系统(9)...
【专利技术属性】
技术研发人员：何元凯，欧阳彦超，杨锦，廖绍松，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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