一种模块化电-氢耦合能源系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种模块化电

【技术实现步骤摘要】
一种模块化电
‑
氢耦合能源系统及方法


[0001]本专利技术涉及能源
，尤其涉及一种模块化电
‑
氢耦合能源系统及方法。

技术介绍

[0002]随着煤炭的逐步减量，可再生能源与清洁能源在能源比例中迅速增加，以多能互补、电冷热联供为主要形式的分布式能源系统将在国家能源体系中发挥越来越重要的作用。
[0003]分布式能源系统作为一项先进的节能减排技术，直接面向用户，冷、热、电就地转化消纳，具有与可再生能源互补、实现能源高效梯级利用的巨大潜力，如何实现电
‑
冷
‑
氢之间的耦合成为当前亟待解决的问题，对建设清洁低碳、安全高效现代能源体系具有重要的现实意义和深远的战略意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种模块化电
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氢耦合能源系统及方法，用于实现电
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冷
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氢之间的耦合。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种模块化电
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氢耦合能源系统，包括：光伏发电设备、电解水制氢设备、氢燃料电池以及用于产生冷负荷的余热利用单元；
[0006]光伏发电设备的电源接口与电解水制氢设备的电源接口电连接，电解水制氢设备的出气口与氢燃料电池的进气口连通，氢燃料电池的热能出口与余热利用单元的热能入口连通。
[0007]与现有技术相比，本专利技术提供的模块化电
‑
氢耦合能源系统中，光伏发电设备的电源接口与电解水制氢设备的电源接口电连接，使得光伏发电设备向电解水制氢设备供电的情况下，电解水制氢设备可以制取氢气。而电解水制氢设备的出气口与氢燃料电池的进气口连通，使得电解水制氢设备制取的氢气可以作为氢燃料电池的燃料，保证氢燃料电池发电。同时，氢燃料电池的热能出口与余热利用单元的热能入口连通，使得氢燃料电池运行过程中产生的热能资源供向余热利用单元，从而保证余热利用单元产生冷负荷。可见，本专利技术提供的电
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氢耦合能源系统可以实现电
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冷
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氢耦合。
[0008]第二方面，本专利技术提供了一种模块化电
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氢耦合方法，电
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氢耦合方法包括：
[0009]在光伏发电设备向电解水制氢设备供电的情况下，电解水制氢设备向燃料电池提供燃料；
[0010]氢燃料电池向余热利用单元提供余热资源；
[0011]余热利用单元利用余热资源提供冷负荷。
[0012]与现有技术相比，本专利技术提供的电
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氢耦合方法的有益效果与上述技术方案所述模块化电
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氢耦合能源系统的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
[0013]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0014]图1为本专利技术实施例中模块化电
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氢耦合能源系统的系统图；
[0015]图2为本专利技术实施例中模块化电
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氢耦合能源系统的余热利用单元并联图；
[0016]图3为本专利技术实施例中模块化电
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氢耦合方法的流程图。
[0017]附图标记：
[0018]101
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光伏发电设备，102
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电解水制氢设备，103
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氢燃料电池，104
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余热利用单元，1041
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吸收式制冷机，1042
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吸收式除湿机，105
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储氢设备，106
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排烟设备，107
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冷却设备。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0020]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0021]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0022]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0024]随着煤炭的逐步减量，可再生能源与清洁能源在能源比例中迅速增加，以多能互补、电冷热联供为主要形式的分布式能源系统将在国家能源体系中发挥越来越重要的作用。
[0025]分布式能源系统作为一项先进的节能减排技术，直接面向用户，冷、电就地转化消纳，具有与可再生能源互补、实现能源高效梯级利用的巨大潜力，如何实现电
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冷
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氢之间的耦合成为当前亟待解决的问题，对建设清洁低碳、安全高效现代能源体系具有重要的现实意义和深远的战略意义。
[0026]基于上述问题，本专利技术实施例提供一种电
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氢耦合能源系统及方法，可以解决分布式能源系统电
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冷
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氢之间的耦合的问题。
[0027]图1示出了本专利技术示例性实施例的电
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氢耦合能源系统的系统图。如图1所示，本专利技术示例性实施例提供的模块化电
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氢耦合能源系统包括：光伏发电设备101、电解水制氢设备102、氢燃料电池103以及用于产生冷负荷的余热利用单元104，光伏发电设备101的电源接口与电解水制氢设备102的电源接口电连接，电解水制氢设备102的出气口与氢燃料电池103的进气口连通，氢燃料电池103的热能出口与余热利用单元104的热能入口连通。
[0028]具体实施时，当光伏发电设备101向电解水制氢设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化电
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氢耦合能源系统，其特征在于，包括：光伏发电设备、电解水制氢设备、氢燃料电池以及用于产生冷负荷的余热利用单元；所述光伏发电设备的电源接口与所述电解水制氢设备的电源接口电连接，所述电解水制氢设备的出气口与所述氢燃料电池的进气口连通，所述氢燃料电池的热能出口与所述余热利用单元的热能入口连通。2.根据权利要求1所述的模块化电
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氢耦合能源系统，其特征在于，所述模块化电
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氢耦合能源系统还包括冷却设备，所述冷却设备的冷却入口分别与电解水制氢设备的冷却出口、所述氢燃料电池的冷却出口以及所述余热利用单元的冷却出口管道连接。3.根据权利要求1所述的模块化电
‑
氢耦合能源系统，其特征在于，所述模块化电
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氢耦合能源系统还包括排烟设备，所述排烟设备的排烟入口与余热利用单元的排烟出口管路连通。4.根据权利要求1所述的电
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氢耦合能源系统，其特征在于，所述模块化电
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氢耦合能源系统还包括储氢设备，所述电解水制氢设备与所述储氢设备管道连接，所述储氢设备的出气口还与所述氢燃料电池的进气口连通。5.根据权利要求1所述的模块化电
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氢耦合能源系统，其特征在于，所述余热利用单元包括吸收式制冷机和吸收式除湿机；所述燃料电池的热能出口与所述吸收式制冷机的热能入口连通，所述吸收式制冷机的热能出口与所述吸收式除湿机的热能入口连通。6.根据权利要求5所述的模块化电
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氢耦合能源系统，其特征在于，所述燃料电池的热能出口分别与所述吸收式制冷机的热能入口连通和所述吸收式除湿机的热能入口...

【专利技术属性】
技术研发人员：白宏，黄平，石文辉，闫玉超，张嫚，屈姬贤，张占奎，
申请(专利权)人：清华海峡研究院厦门，
类型：发明
国别省市：