一种蓄热式储氢储能系统技术方案

本发明专利技术提供了一种蓄热式储氢储能系统，其特征在于，包括：固体氧化物槽，所述固体氧化物槽的阴极设置有水蒸汽口和氢气口，所述固体氧化物槽的阳极设置有第一空气口和第二空气口，所述氢气口通过切换阀与储氢罐连接；所述切换阀两端分别通过第一管线与第二管线与储氢罐连接，所述第一管线中设置有氢水分离器；所述蓄热式储氢储能系统制氢系统和发电系统。该蓄热式储氢储能系统通过切换阀，可以将系统切换成发电和制氢两种模式，固体氧化物槽采用蓄热材料构筑，充分吸收高温固体氧化物电池产生的高温，并维持整个系统的温度，从而使固体氧化物燃料电池可以达到非常高的制氢或者发电效率（>98%）。率（>98%）。率（>98%）。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄热式储氢储能系统


[0001]本申请涉及能源
，尤其涉及一种蓄热式储氢储能系统。

技术介绍

[0002]能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础，在众多储能技术中，热储能是最具应用前景的规模储能技术之一。热储能技术是以储热材料为媒介，将太阳能光热、地热、工业余热、低品位废热等或者将电能转换为热能储存起来，在需要的时候释放，以解决由于时间、空间或强度上的热能供给与需求间不匹配所带来的问题，最大限度地提高整个系统的能源利用率。
[0003]氢气作为一种价值丰富的商品气体和化学原料，可以成为可再生能源转换的能量储存载体。但当下氢气主要来自化石能源，当下氢气主要来自化石能源，全球只有不到4%的氢气是基于电解过程产生的。与传统的发电技术相比，使用可再生能源发电的主要问题是其有很强的波动性和随机性，与之伴随的转动惯量、电压支撑、电力电子化等问题日益凸显，给电网安全稳定运行带来了重大挑战，也对电力系统运行灵活性提出了更高要求。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种蓄热式储氢储能系统，以解决现有可再生能源发电存在的灵活性差的技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种蓄热式储氢储能系统，包括：固体氧化物槽，所述固体氧化物槽的阴极设置有水蒸汽口和氢气口，所述固体氧化物槽的阳极设置有第一空气口和第二空气口，所述氢气口通过切换阀与储氢罐连接；所述切换阀两端分别通过第一管线与第二管线与储氢罐连接，所述第一管线中设置有氢水分离器；所述蓄热式储氢储能系统制氢系统和发电系统；所述制氢系统工作时，所述固体氧化物槽与电源正负极连接形成电解槽，所述切换阀切换至所述第一管线；水蒸汽由所述水蒸汽口进入所述固体氧化物槽，空气由所述第二空气口进入所述固体氧化物槽并由所述第一空气口排出，电解产生的氢气由所述氢气口排出，并经过所述氢水分离器处理后储存至所述储氢罐；所述发电系统工作时，所述固体氧化物槽上设置有输出电极，所述切换阀切换至所述第二管线；所述储氢罐中的氢气经所述第二管线由所述氢气口进入所述固体氧化物槽，空气由所述第一空气口进入所述固体氧化物槽并由所述第二空气口排出，发电产生的水由所述水蒸汽口排出。
[0006]进一步地，所述固体氧化物槽的槽身由蓄热材料制成。
[0007]进一步地，所述第一空气口和所述第二空气口分别通过设置于所述固体氧化物槽外的第一间壁式换热器内的第一换热通道与第二换热通道与所述第一间壁式换热器连接。
[0008]进一步地，所述第一换热通道远离所述第一空气口的一端与所述水蒸汽口分别通过设置于所述固体氧化物槽外的第二间壁式换热器内的第三换热通道与第四换热通道与
所述与第二间壁式换热器连接。
[0009]进一步地，所述第四换热通道靠近所述水蒸汽口的一端与所述氢气口分别通过设置于所述固体氧化物槽外的第三间壁式换热器内的第五换热通道与第六换热通道与所述第三间壁式换热器连接，所述第六换热通道远离氢气口的一端与所述切换阀连接。
[0010]进一步地，所述第四换热通道与所述第五换热通道间设置有储热装置。
[0011]进一步地，所述切换阀与所述氢水分离器间的所述第一管线通过所述储热装置。
[0012]进一步地，所述蓄热层内设置有发热电阻丝。
[0013]进一步地，所述蓄热层外侧设置有隔热层。
[0014]进一步地，所述固体氧化物槽温度为400
‑
900℃。
[0015]进一步地，所述蓄热层为氧化镁蓄热砖。
[0016]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请实施例提供的蓄热式储氢储能系统，通过切换阀，可以将系统切换成发电和制氢两种模式，固体氧化物槽采用蓄热材料构筑，充分吸收高温固体氧化物电池产生的高温，并维持整个系统的温度，从而使固体氧化物燃料电池可以达到非常高的制氢或者发电效率（>98%）。
附图说明
[0017]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本申请一种实施例的结构示意图；图2为本申请一种实施例的制氢系统结构示意图；图3为本申请一种实施例的发电系统结构示意图；其中，1、固体氧化物槽，2、水蒸汽口，3、氢气口，4、第一空气口，5、第二空气口，6、切换阀，7、储氢罐，8、第一管线，9、第二管线，10、氢水分离器，11、槽身，12、第一间壁式换热器，13、第二间壁式换热器，14、第三间壁式换热器，15、储热装置，16、隔热层，17、压缩机。
具体实施方式
[0020]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0021]针对现有可再生能源发电存在的灵活性差的技术问题，本专利技术实施例提供的技术方案总体思路如下：第一方面，本申请实施例提供了一种蓄热式储氢储能系统，包括：固体氧化物槽1，所述固体氧化物槽1的阴极设置有水蒸汽口2和氢气口3，所述固体氧化物槽1的阳极设置有第一空气口4和第二空气口5，所述氢气口3通过切换阀6与储氢罐7连接；所述切换阀6两端
分别通过第一管线8与第二管线9与储氢罐7连接，所述第一管线8中设置有氢水分离器10；所述蓄热式储氢储能系统制氢系统和发电系统；所述制氢系统工作时，所述固体氧化物槽1与电源正负极连接形成电解槽，所述切换阀6切换至所述第一管线8；水蒸汽由所述水蒸汽口2进入所述固体氧化物槽1，空气由所述第二空气口5进入所述固体氧化物槽1并由所述第一空气口4排出，电解产生的氢气由所述氢气口3排出，并经过所述氢水分离器10处理后储存至所述储氢罐7；所述发电系统工作时，所述固体氧化物槽1上设置有输出电极，所述切换阀6切换至所述第二管线9；所述储氢罐7中的氢气经所述第二管线9由所述氢气口3进入所述固体氧化物槽1，空气由所述第一空气口4进入所述固体氧化物槽1并由所述第二空气口5排出，发电产生的水由所述水蒸汽口2排出。
[0022]本申请实施例提供的蓄热式储氢储能系统，通过切换阀6，可以将系统切换成发电和制氢两种模式，固体氧化物槽1采用蓄热材料构筑，充分吸收高温固体氧化物电池产生的高温，并维持整个系统的温度，从而使固体氧化物燃料电池可以达到非常高的制氢或者发电效率（>98%）。
[0023]具体地，当用电量不足时，将蓄热式储氢储能系统切换至制氢系统，将电能储存起来。制氢时，将固体氧化物槽1与电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓄热式储氢储能系统，其特征在于，包括：固体氧化物槽，所述固体氧化物槽的阴极设置有水蒸汽口和氢气口，所述固体氧化物槽的阳极设置有第一空气口和第二空气口，所述氢气口通过切换阀与储氢罐连接；所述切换阀两端分别通过第一管线与第二管线与储氢罐连接，所述第一管线中设置有氢水分离器；所述蓄热式储氢储能系统制氢系统和发电系统；所述制氢系统工作时，所述固体氧化物槽与电源正负极连接形成电解槽，所述切换阀切换至所述第一管线；水蒸汽由所述水蒸汽口进入所述固体氧化物槽，空气由所述第二空气口进入所述固体氧化物槽并由所述第一空气口排出，电解产生的氢气由所述氢气口排出，并经过所述氢水分离器处理后储存至所述储氢罐；所述发电系统工作时，所述固体氧化物槽上设置有输出电极，所述切换阀切换至所述第二管线；所述储氢罐中的氢气经所述第二管线由所述氢气口进入所述固体氧化物槽，空气由所述第一空气口进入所述固体氧化物槽并由所述第二空气口排出，发电产生的水由所述水蒸汽口排出。2.根据权利要求1所述的蓄热式储氢储能系统，其特征在于，所述固体氧化物槽的槽身由蓄热材料制成。3.根据权利要求1所述的蓄热式储氢储能系统，其特征在于，所述第一空气口和所述第二空气口分别通过设置于所述固体氧化物槽外的第一间壁式换热器内...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雷，
申请(专利权)人：苏州汉霄等离子体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：