一种电源电压自适应制氢装置。目前，风力发电机，太阳能光伏电站，因为其能量来源的不稳定性，难以预测性，如何在电源电压处在不稳定状态时进行电解水制氢，有效利用低质量电能，降低氢能源产品生产成本，是目前有待解决的技术问题。一种电源电压自适应制氢装置，其组成包括：电解槽组，电解槽组由一组单电解槽组成，且电解槽组与整流桥的直流侧连接，整流桥的交流侧与不稳定电源连接，电解槽组的单电解槽的阳极和阴极分别与调节开关连接；电解槽组中使用的每一个单电解槽分别与一个调节开关并联后再多级串联连接，形成工作电压可调节的电解槽组。本实用新型专利技术应用于发电领域。本实用新型专利技术应用于发电领域。本实用新型专利技术应用于发电领域。
【技术实现步骤摘要】
电源电压自适应制氢装置
[0001]
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[0002]本技术涉及一种电源电压自适应制氢装置。
[0003]
技术介绍
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[0004]风力发电机，太阳能光伏电站，因为其能量来源的不稳定性，难以预测性，发出的电能通常被归类为低质量电能。常见的稀土永磁风力发电机结构可靠，维护简单，但其发出的电力，因为电压、频率均随转速变化，不能直接联网使用。在电网电能富余的地区、或时段，即使风力正常，风力发电机常常不得不退出运行，俗称弃风。光伏电站的类似情形称为弃光。因此，如何在电源电压处在不稳定状态时进行电解水制氢，有效利用低质量电能，降低氢能源产品生产成本，是目前有待解决的技术问题。
[0005]（1）电解水制氢设备是一类技术成熟稳定、广泛应用的工艺装置。其配套使用的电源，输入电压是基本固定的，只允许在较小的范围波动。
[0006]水（氢氧键）的理论电离电压为1.23eV。考虑到电解液的电阻压降损失，实际单个电解槽工作电压在2~3V之间。工业用电解水制氢设备一般由多达几十个电解槽串联构成，所以电解水制氢装置总的工作电压等于所有单个电解槽电压累计相加。
[0007]（2）风力发电机，太阳能光伏电站，因为其能量来源的不稳定性，及难以预测性，发出的电能通常被归类为低质量电能。调节上网技术非常复杂，配套设备成本高。
[0008]（3）常见的稀土永磁风力发电机结构可靠，维护简单。但其发出的电力，因为电压、频率均随转速变化，但不能直接联网使用。
[0009]
技术实现思路
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[0010]本技术的目的是提供一种电源电压自适应制氢装置。
[0011]上述的目的通过以下的技术方案实现：
[0012]一种电源电压自适应制氢装置，其组成包括：电解槽组，所述的电解槽组由一组单电解槽组成，且所述的电解槽组与整流桥的直流侧连接，所述的整流桥的交流侧与不稳定电源连接，所述的电解槽组的单电解槽的阳极和阴极分别与调节开关连接；
[0013]所述的电解槽组中使用的每一个单电解槽分别与一个调节开关并联后再多级串联连接，形成工作电压可调节的电解槽组。
[0014]所述的电源电压自适应制氢装置，所述的不稳定电源与所述的整流桥组成整流单元，整流单元将交流电压通过元器件转换成单向脉动性的直流电压。
[0015]所述的电源电压自适应制氢装置，所述的单电解槽左侧为阳极，排出氧气送入到氧气总管内，右侧为阴极，排出氢气送入到氢气总管内。
[0016]本技术的有益效果：
[0017]1.本技术通过自制的测控电路，动态匹配电解槽数量与电源电压，达到所述“电源电压自适应”的目的；测控电路控制策略的优化，以最少并联旁路开关动作次数，保持最大制氢产出。
[0018]本技术提升设备的自动化水平，达到1无人值守，长期免维护，有障碍自动报警等特点。
[0019]本技术能够在电源电压处在不稳定状态时进行电解水制氢，有效利用低质量电能，降低氢能源产品生产成本。得到的制氢产品可用于氢能汽车驱动，天然气加氢混合燃料，可大规模存储。其存储规模及稳定性均优于目前电池组、电容器组、熔融盐储热、压缩空气储能等技术路线。若与稀土永磁风力发电机配套使用进行制氢，可节省联网运行的风力发电机励磁控制、升压设备的投资。
[0020]附图说明：
[0021]附图1是本技术的结构示意图。
[0022]图中：1、电解槽组，2、不稳定电源，3、整流桥，4、调节开关，5、单电解槽，6、氢气总管，7、氧气总管。
[0023]具体实施方式：
[0024]实施例1：
[0025]如图1所示，一种电源电压自适应制氢电路，包括：电解槽组1，用于电解水制氢；整流单元，所述整流单元包括不稳定电源2与整流桥3，用于将交流电压通过元器件转换成单向脉动性的直流电压；调节开关4，用于根据电压的升降情况控制投入或退出与所述调节开关对应的单电解槽5的数量；所述不稳定电源与整流桥的交流侧相连接，所述整流桥直流侧与所述电解槽组相连接，所述调节开关的两端分别与所述电解槽组中的单电解槽的阳极、阴极相连。能够在电源电压处在不稳定状态时进行电解水制氢，有效利用低质量电能，降低氢能源产品生产成本。
[0026]不稳定电源与整流桥的交流侧相连接，用于将交流电压通过元器件转换成单向脉动性含有波动成分的直流电压。其等效电压与风机转速成正比。所述整流桥直流侧与所述电解槽组相连接，电解槽组由多个单电解槽构成，电解槽组用于电解水制氢。电解槽组中使用的每一个单电解槽都与一个调节开关并联，然后再多级串联起来。形成工作电压可调节的电解槽组。由于电解槽组设有调节抽头，可参与电压调节。可将整流桥整流后的直流电压加载到带有抽头的电解槽两端，通过控制与单电解槽3并联的调节开关分闸/合闸状态，达到调整随直流电压的上升（下降）逐渐增加（减少）投入的单电解槽的数量，具体的，当调节开关合闸（闭合）时，对应的单电解槽被短路，使该单电解槽退出运行。当调节开关分闸（断开）时，对应的单电解槽接入电路，投入运行。此过程中，仅需维持输出电流不超过发电机额定电流。由于电解槽等效于一个阻容串联电路，电源中所包含的波动成分能得到有效抑制。氢能产量将与电流、电压的乘积成正比。
[0027]如图1所示，本装置水（氢氧键）的理论电离电压为1.23eV。考虑到电解液的电阻压降损失，实际单个电解槽工作电压在2~3V之间。工业用电解水制氢设备一般由多达几十个电解槽串联构成，所以电解水制氢装置总的工作电压等于所有单个电解槽电压累计相加。电解槽组设有抽头，参与电压调节。单电解槽左侧为阳极，排出氧气；右侧为阴极，排出氢气。可根据电源电压情况控制投入电解槽组中单电解槽数量，进而能够适应较大的电源电压波动范围，可有效利用低质量电能，降低氢能源产品生产成本，助推清洁能源普及。为了能够在电源电压处在不稳定状态时进行电解水制氢，不稳定电源具体为普通风力发电机或稀土永磁风力发电机。其输出最大电流仅受发热/冷却条件限制，输出电压与风力发电机转速成正比。太阳能光伏器件输出电压则与光照情况有关。由于本申请的装置可适应电源电压处在大波动范围下进行制氢，与之配套的发电装置可以工作在更大功率输出范围，本申
请可以显著提高发电装置的等效利用小时。需要说明的是，太阳能光伏器件也可进行电解水制氢，光伏输出的是直流电压，因此不需要整流，太阳能光伏器件输出电压与光照情况有关。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电源电压自适应制氢装置，其组成包括：电解槽组，其特征是：所述的电解槽组由一组单电解槽组成，且所述的电解槽组与整流桥的直流侧连接，所述的整流桥的交流侧与不稳定电源连接，所述的电解槽组的单电解槽的阳极和阴极分别与调节开关连接；所述的电解槽组中使用的每一个单电解槽分别与一个调节开关并联后再多级串联连接，形成工作电压可调节的电...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂冰涛，
申请(专利权)人：华能荆门热电有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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