使用铝水制氢发电的应急电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种使用铝水制氢发电的应急电源装置，包括常压铝水制氢模块、燃料电池模块、转换模块、输出切换开关、监控控制模块和辅助电源模块，常压铝水制氢模块进行铝水反应产生氢气，燃料电池模块接收所述氢气并将其转化为电能输出；转换模块将电能转换为输出电压，输出切换开关分别控制所述市电和输出电压对所述负载切换供电；监控控制模块检测与负载连接的市电状态并在市电断电或异常时生成启动信号，所述监控控制模块依据启动信号控制应急电源装置的各模块启动，并控制输出切换开关切换连通所述输出电压和负载，辅助电源模块存储电能并在启动时为各模块供电。本发明专利技术体积小、重量轻、后备时间长、适用性强，无排放无污染无噪声，使用安全。

Emergency Power Supply Device for Hydrogen Generation from Aluminum Water

【技术实现步骤摘要】
使用铝水制氢发电的应急电源装置
本专利技术涉及新型能源应用，特别是涉及一种铝水制氢发电的应急电源。
技术介绍
目前EPS的主要应用领域是为各种建筑物和重要公共设施的消防应急照明和消防动力提供应急备用电源。同时在化工、冶金、污水处理、自动化生产线等工业领域、医院手术室和监护病房、大型场馆和超市等的正常照明等方面也有很多应用。随着生活质量的提高以及新能源技术的兴起，人们对应急电源的后备时间以及使用环境有更高的需求，现有的应急电源在无电网的户外或者电网长时间断电的情况下无法长时间使用，因此需要一种长后备时间的应急电源。现有的应急电源主要有以下几种：EPS应急电源、UPS不间断电源、应急柴油发电机组、应急燃气轮发电机组。EPS应急电源由充电器、逆变器、蓄电池、隔离变压器、切换开关等装置组成的一种把直流电能逆变成交流电能的应急电源。UPS不间断电源主要以电力变流器储能装置和开关构成的保证供电连续性的静止型交流不间断电源装置；自备应急柴油发电机组是以柴油机为动力，拖动工频交流同步发电机组成的发电设备；应急燃气轮发电机组是以燃气轮机为动力，拖动工频交流同步发电机组成的发电设备。上述现有技术：EPS、UPS需要从电网摄取电能储存到蓄电池组中，蓄电池储存的能量有限，在无电网或者电网停电时间过长的工作条件下，在蓄电池组耗尽能量后无法继续使用，由于单位体积的蓄电池储存能量限制，当需要长后备时间时，需要配置大量的蓄电池，导致应急电源体积大且很重；柴油、燃气发电机组等应急装置，发出的电能质量太差，甚至会烧毁精密用电设备，最主要一点发电机组的燃料燃烧会产生废气以及噪声污染，且其本身就体积大且重；最相似方案使用现有的EPS应急电源和柴油机发电组进行组合，同时拥有以上缺点，即体积庞大设备笨重、运行时燃料燃烧会产生废气以及噪声污染。针对以上会产生废气噪声污染、体积大重量重、依赖电网运行的应急电源，需要设计一种新型能源的应急电源。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使用铝水制氢发电的应急电源装置，安全无污染、体积小重量轻、无需依赖电网运行的后备时间长且适用性强。为了实现上有目的，本专利技术公开了一种使用铝水制氢发电的应急电源装置，包括常压铝水制氢模块、燃料电池模块、转换模块、输出切换开关、监控控制模块和辅助电源模块，常压铝水制氢模块包括铝水反应箱、水箱、压力计、氢气泵、氢气储存罐，所述铝水反应箱的进水口接所述水箱的出水口以进水，从而发生铝水反应产生氢气，所述压力计检测所述铝水反应箱的压强，所述氢气泵接所述铝水反应箱的氢气出口以抽取输送氢气，并将氢气输送至氢气储存罐内存储；燃料电池模块接收所述常压铝水制氢模块中氢气储存罐的氢气并将氢能转化为电能输出；转换模块将所述电能转换为对应的输出电压；输出切换开关控制市电和输出电压对负载切换供电；监控控制模块检测与负载连接的市电状态并在市电断电或异常时生成启动信号，所述监控控制模块依据启动信号控制所述常压铝水制氢模块、燃料电池模块和转换模块启动，并控制所述输出切换开关切换连通所述输出电压和负载；所述监控控制模块还与所述压力计相连并在所述铝水反应箱的压强大于常压时控制所述氢气泵打开以抽取所述铝水反应箱的氢气，在所述压强小于等于常压时关闭所述氢气泵；辅助电源模块存储电能并在启动时为所述监控控制模块和燃料电池模块供电。与现有技术相比，本专利技术去除了蓄电池组，辅助电源模块仅在启动时供电，耗电小，只需很小的储能元件即可实现，无需蓄电池维护的繁琐步骤，减小了应急电源的体积和重量，后备时间长、适用性强，在无电网的户外或电网长时间断电的情况下，本专利技术可以持续为用电设备提供可靠的电能。再者本专利技术利用铝水制氢发电产生电能，无排放无污染无噪声，而且本专利技术通过铝水反应箱的压强控制氢气泵的开闭，以使铝水反应箱的反应保持在常压附近，使得铝水反应安全可靠。较佳地，所述应急电源装置还包括模式选择开关，所述模式选择开关可操作以切换输出户外模式信号和市电模式信号，所述监控控制模块所述市电模式信号控制所述输出切换开关切换导通市电和负载，依据所述户外模式信号生成启动信号，从而实现手动模式切换，且输出切换开关由监控控制模块进行判断后控制切换，可保证系统的安全性。具体地，所述应急电源装置还包括启动开关，操作所述启动开关以输出开机信号，所述监控控制模块在收到所述户外模式信号时依据开机信号生成启动信号，所述监控控制模块在收到所述市电模式信号时控制所述输出切换开关对应切换连通所述市电和负载。较佳地，所述监控控制模块检测所述燃料电池模块的输出功率和所述常压铝水制氢模块输出的氢气流量速率，依据所述输出功率获得所需的氢气流量速率，比较所需的氢气流量速率和检测到的氢气流量速率以调节所述铝水反应箱的进水速度。该方案使得本专利技术依据负载的总用电量控制制氢效率，以对电子设备提供足够的电能，本专利技术还使得制氢效率受到需求直接变化，得以按需出氢即产即用。更佳地，所述常压铝水制氢模块还包括水泵，所述水泵接于所述水箱和铝水反应箱之间的水管中并控制所述铝水反应箱的进水，所述监控控制模块通过控制所述水泵控制所述铝水反应箱的进水速度。较佳地，所述监控控制模块依据启动信号控制所述常压铝水制氢模块、燃料电池模块和转换模块启动，并控制所述输出切换开关对应切换连通所述输出电压和负载的具体步骤包括：所述监控控制模块依据启动信号控制所述辅助电源模块对所述常压铝水制氢模块供电并控制所述常压铝水制氢模块开始工作，检测所述常压铝水制氢模块输出的氢气流量速率，并在所述氢气流量速率到达预设范围时控制所述燃料电池模块工作，检测所述燃料电池模块的输出电压，在所述燃料电池模块的输出电压到达预设范围时控制所述转换模块工作，检测所述转换模块的输出电压，在所述转换模块的输出电压达到预设范围时控制所述输出切换开关切换导通所述输出电压和负载。使用监控控制模块按照顺序逐级开启各个模块，安全可靠。较佳地，所述监控控制模块还在市电正常输入时控制所述输出切换开关切换导通所述市电和负载。较佳地，所述常压铝水制氢模块还包括干燥装置，所述干燥装置设于铝水反应箱和氢气泵之间，以对铝水反应箱输出的氢气进行干燥并输出至氢气储存罐。较佳地，所述辅助电源模块存储所述燃料电池模块输出的电能。辅助电源模块直接存储燃料电池模块输出的电能，无需另行充电或者替换，后备时间长。附图说明图1是本专利技术所述使用铝水制氢发电的应急电源装置的结构框图。图2是本专利技术所述使用铝水制氢发电的应急电源装置的部分结构示意图。图3是本专利技术所述常压铝水制氢模块的结构示意图。图4是本专利技术所述燃料电池模块的结构示意图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。参考图1和图2，本专利技术公开了一种使用铝水制氢发电的应急电源装置100，包括常压铝水制氢模块20、燃料电池模块30、转换模块40、输出切换开关50、监控控制模块10和辅助电源模块60。参考图3，常压铝水制氢模块20包括铝水反应箱21、水箱23、压力计211、氢气泵25、氢气储存罐26，所述铝水反应箱21的进水口接所述水箱23的出水口以进水，从而发生铝水反应产生氢气，所述压力计211检测所述铝水反应箱21的压强，所述氢气泵25接所述铝水反应箱21的氢气出口以抽取输送氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用铝水制氢发电的应急电源装置，其特征在于：包括：常压铝水制氢模块，包括铝水反应箱、水箱、压力计、氢气泵、氢气储存罐，所述铝水反应箱的进水口接所述水箱的出水口以进水，从而发生铝水反应产生氢气，所述压力计检测所述铝水反应箱的压强，所述氢气泵接所述铝水反应箱的氢气出口以抽取输送氢气，并将氢气输送至氢气储存罐内存储；燃料电池模块，接收所述常压铝水制氢模块中氢气储存罐的氢气并将氢能转化为电能输出；转换模块，将所述电能转换为对应的输出电压；输出切换开关，控制市电和输出电压对负载切换供电；监控控制模块，检测与负载连接的市电状态并在市电断电或异常时生成启动信号，所述监控控制模块依据启动信号控制所述常压铝水制氢模块、燃料电池模块和转换模块启动，并控制所述输出切换开关切换连通所述输出电压和负载；所述监控控制模块还与所述压力计相连并在所述铝水反应箱的压强大于常压时控制所述氢气泵打开以抽取所述铝水反应箱的氢气，在所述压强小于等于常压时关闭所述氢气泵；辅助电源模块，存储电能并在启动时为所述监控控制模块和常压铝水制氢模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种使用铝水制氢发电的应急电源装置，其特征在于：包括：常压铝水制氢模块，包括铝水反应箱、水箱、压力计、氢气泵、氢气储存罐，所述铝水反应箱的进水口接所述水箱的出水口以进水，从而发生铝水反应产生氢气，所述压力计检测所述铝水反应箱的压强，所述氢气泵接所述铝水反应箱的氢气出口以抽取输送氢气，并将氢气输送至氢气储存罐内存储；燃料电池模块，接收所述常压铝水制氢模块中氢气储存罐的氢气并将氢能转化为电能输出；转换模块，将所述电能转换为对应的输出电压；输出切换开关，控制市电和输出电压对负载切换供电；监控控制模块，检测与负载连接的市电状态并在市电断电或异常时生成启动信号，所述监控控制模块依据启动信号控制所述常压铝水制氢模块、燃料电池模块和转换模块启动，并控制所述输出切换开关切换连通所述输出电压和负载；所述监控控制模块还与所述压力计相连并在所述铝水反应箱的压强大于常压时控制所述氢气泵打开以抽取所述铝水反应箱的氢气，在所述压强小于等于常压时关闭所述氢气泵；辅助电源模块，存储电能并在启动时为所述监控控制模块和常压铝水制氢模块供电。2.如权利要求1所述的使用铝水制氢发电的应急电源装置，其特征在于：还包括模式选择开关，所述模式选择开关可操作以切换输出户外模式信号和市电模式信号，所述监控控制模块依据所述市电模式信号控制所述输出切换开关切换导通市电和负载，依据所述户外模式信号生成启动信号。3.如权利要求2所述的使用铝水制氢发电的应急电源装置，其特征在于：还包括启动开关，操作所述启动开关以输出开机信号，所述监控控制模块在收到所述户外模式信号时依据开机信号生成启动信号，所述监控控制模块在收到所述市电模式信号时控制所述输出切换开关对应切换连通所述市电和负载。4.如权利要求1所述的使用铝水制氢发电的应急电源装置，其特征在于：所述监控控...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄湘集，武强，赵言章，宋桂平，
申请(专利权)人：广东宏远氢能动力装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44