【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑行业清洁能源开发，尤其涉及面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置及方法。
技术介绍
1、建筑是全球能源消耗和碳排放的重要领域之一，建筑具有大量闲置表面（如屋顶、外墙），适合安装光伏等清洁、可再生、低维护的能源系统，利用太阳能通过光伏效应转换为电能，具有模块化、灵活性强等优点，但也面临着弃光严重、间歇性发电、质量不稳定、储能成本高等问题。光伏发电受天气和日照影响，存在间歇性和不稳定性，且夜间无法发电，严重依赖抽水蓄能、锂离子电池储能技术。在建筑领域大量应用锂电池储能，不仅成本高、效率低、寿命有限，且电池的废弃处理和回收技术尚不完善，还可能对环境造成影响。
2、氢能作为二次能源，氢能来源丰富、能量密度高、清洁无污染，在能量维度、时间维度和空间维度上都具有突出优势，不仅能够减少对化石能源的依赖，还可以降低工程领域施工过程中的碳排放，助力建筑业可持续发展。随着我国光伏发电装机规模不断突破，其消纳需求也大幅增加，光氢储作为一种利用光伏发电，将电解水制氢和氢能利用相结合的能源使用方式，可很好的适配集中式及分布式光伏。但是现有的光伏发电、制氢设备和储氢设备通常设计为大规模模块，占用空间较多，不适合建筑领域的有限空间和能耗需求。
3、综上所述，一种可适配建筑的分布式能源系统，能够作为可移动电源或应急电源为不同类型的建筑场景提供稳定的绿色电力，同时具有设备小型化、模块化特点的太阳能驱动的小型化移动式光伏离网制氢装置无疑具有重要的科研和实用意义。
技术实现思路>
1、本专利技术旨在解决现有技术的不足，提供一种面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置及方法，该装置及方法拓展了氢能源的应用范围和使用方式，同时提高了光伏电的稳定性和利用率，可使能源供应更加低碳环保、稳定可靠。
2、本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，包括：
3、壳体，包括前盖板、上盖板、u形底板和后盖板，前盖板一侧设有第一散热排气孔，另一侧设有带显示屏的控制器和控制器支架，控制器通过控制器支架固定在前盖板上；u形底板的一个侧板上分别设有第二散热排气孔、进水孔、排水孔，另一个侧板上分别设有氢气导出孔和氢气泄压孔；后盖板上设有光伏板接口模组；
4、电压变换模块，包括降压或升压的dc/dc变换器和变换器固定支架，dc/dc变换器通过变换器固定支架安装在后盖板上；
5、水电解模块，包括pem电解槽、水流量计、第一氢气导出路、供水管路、回水管路和电解槽固定支架，pem电解槽通过电解槽固定支架安装在后盖板上；
6、水循环模块，包括水箱、水循环泵、排气孔、水循环管路、进水管路、排水管路、水箱固定支架，水箱通过水箱固定支架安装在后盖板上，水循环泵连接在水箱顶部并通过供水管路和回水管路与pem电解槽连接，水流量计安装在供水管路上，排气孔设置在水循环泵顶部，进水管路和排水管路连接在水箱一侧并分别穿过进水孔和排水孔与外界水源连接；
7、氢气分离模块，包括氢水分离器、第二氢气导出路、氢水分离器固定支架，氢水分离器通过氢水分离器固定支架安装在后盖板上，第一氢气导出路连接在pem电解槽和氢水分离器顶部之间，水循环管路连接在氢水分离器和水箱底部之间；
8、氢气净化模块，包括干燥装置、第三氢气导出路、质量流量控制器、纯化装置、第四氢气导出路、测压表、泄压阀、氢气阀、氢气净化模块固定支架，干燥装置和纯化装置通过氢气净化模块固定支架安装在后盖板上，第二氢气导出路连接在氢水分离器和干燥装置顶部之间，第三氢气导出路连接在干燥装置和纯化装置底部之间，质量流量控制器安装在第三氢气导出路上，第四氢气导出路连接在纯化装置顶部，第四氢气导出路一端穿过氢气导出孔后安装有氢气阀，另一端连接有测压表，第四氢气导出路上连接有氢气泄压管路，氢气泄压管路穿过氢气泄压孔后安装有泄压阀；
9、dc/dc变换器和控制器、光伏板接口模组、pem电解槽之间通过电路连接；控制器和电解槽、水流量计、水循环泵、氢水分离器、干燥装置、质量流量控制器、纯化装置、测压表连接。
10、特别的，光伏板接口模组上设有若干不同种类的接口，用于适配不同光伏板的电源接口形式。
11、特别的，控制器支架为一对安装在前盖板内侧的直角板，控制器固定在两个直角板相对面上。
12、特别的，变换器固定支架包括安装在后盖板前侧的第一垫板，第一垫板前侧设四角处垂直设有第一支撑杆，第一支撑杆端部设有第一固定板，dc/dc变换器固定在第一固定板上。
13、特别的，电解槽固定支架包括安装在后盖板前侧的第二垫板，第二垫板前侧四角处垂直设有第二支撑杆，第二支撑杆端部设有第二固定板，pem电解槽固定在第二固定板上。
14、特别的，水箱固定支架包括安装在后盖板前侧的第三垫板，第三垫板前侧垂直设有u形的第三固定板，水箱固定在第三固定板内。
15、特别的，氢水分离器固定支架包括安装在后盖板前侧的第四垫板，第四垫板前侧顶部和底部垂直设有第三支撑杆，第三支撑杆端部设有半圆环形的第一固定环板，氢水分离器固定在第一固定环板内。
16、特别的，氢气净化模块固定支架包括安装在后盖板前侧的第五垫板，第五垫板前侧两端分别垂直设有一对第四支撑杆，第四支撑杆端部设有半圆环形的第二固定环板，干燥装置和纯化装置分别安装在对应的第二固定环板内。
17、面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢方法，使用面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，包括以下步骤：
18、s1、在太阳光照射条件下，通过光伏板接口模组连接光伏板与制氢装置；
19、s2、控制器开机，确认工作环境符合相关安全要求，满足设备运行条件；
20、s3、确认泄压阀处于关闭状态，打开氢气阀连接储氢瓶；
21、s4、通过进水管路向水箱内注入工作水位需要的纯水，打开水循环泵，让纯水进入pem电解槽内，待回水管路无气泡冒出后，操作控制器接通pem电解槽电源；
22、s5、pem电解槽通电后，操作控制器逐渐增加电流负荷直至达到额定电流，电解水过程中在阳极产生的氧气通过回水管路进入水箱，再经由排气孔、第一散热排气孔和第二散热排气孔排出到空气中，电解水过程中在阴极产生的氢气依次经氢水分离器、干燥装置、纯化装置后进入氢瓶存储；
23、s6、制氢装置工作结束，通过控制器关闭pem电解槽电源、储氢瓶及氢气阀，通过排水管路排出水箱中的水；
24、s7、关闭控制器，拔出光伏板连接线。
25、本专利技术的有益效果是：本专利技术
26、1、本专利技术将太阳能离网间接耦合制氢技术集成于便携式一体机，形成了一种光照条件下建筑表面有分布式光伏即可制氢的小型化移动式制氢终端。
27、2、本专利技术通过电力电子设备连接光伏与电解槽，优化系统效率，在不同光照条件下动态调节电力输入，保证制氢时电解槽的最优功率，有效提高氢气生本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，光伏板接口模组（141）上设有若干不同种类的接口，用于适配不同光伏板的电源接口形式。
3.根据权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，控制器支架（113）为一对安装在前盖板（11）内侧的直角板，控制器（112）固定在两个直角板相对面上。
4.根据权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，变换器固定支架（22）包括安装在后盖板（14）前侧的第一垫板（221），第一垫板（221）前侧设四角处垂直设有第一支撑杆（222），第一支撑杆（222）端部设有第一固定板（223），DC/DC变换器（21）固定在第一固定板（223）上。
5.根据权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，电解槽固定支架（36）包括安装在后盖板（14）前侧的第二垫板（361），第二垫板（361）前侧四角处垂直设有第二支撑杆（362），
6.根据权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，水箱固定支架（47）包括安装在后盖板（14）前侧的第三垫板（471），第三垫板（471）前侧垂直设有U形的第三固定板（472），水箱（41）固定在第三固定板（472）内。
7.根据权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，氢水分离器固定支架（53）包括安装在后盖板（14）前侧的第四垫板（531），第四垫板（531）前侧顶部和底部垂直设有第三支撑杆（532），第三支撑杆（532）端部设有半圆环形的第一固定环板（533），氢水分离器（51）固定在第一固定环板（533）内。
8.根据权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，氢气净化模块固定支架（69）包括安装在后盖板（14）前侧的第五垫板（691），第五垫板（691）前侧两端分别垂直设有一对第四支撑杆（692），第四支撑杆（692）端部设有半圆环形的第二固定环板（693），干燥装置（61）和纯化装置（64）分别安装在对应的第二固定环板（693）内。
9.面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢方法，使用权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，光伏板接口模组（141）上设有若干不同种类的接口，用于适配不同光伏板的电源接口形式。
3.根据权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，控制器支架（113）为一对安装在前盖板（11）内侧的直角板，控制器（112）固定在两个直角板相对面上。
4.根据权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，变换器固定支架（22）包括安装在后盖板（14）前侧的第一垫板（221），第一垫板（221）前侧设四角处垂直设有第一支撑杆（222），第一支撑杆（222）端部设有第一固定板（223），dc/dc变换器（21）固定在第一固定板（223）上。
5.根据权利要求1所述的面向建筑场景的小型化移动式光伏离网制氢装置，其特征在于，电解槽固定支架（36）包括安装在后盖板（14）前侧的第二垫板（361），第二垫板（361）前侧四角处垂直设有第二支撑杆（362），第二支撑杆（362）端部设有第二固定板（363），pem电解槽（31）固定在第二固定板（363）上。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：白雨濛，周俊龙，刘晓敏，李一康，李桦，田卫国，黄麟，黄森锐，张华勇，胡澍东，姚德涵，
申请(专利权)人：中国建筑第六工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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