【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解槽，涉及质子交换膜电解槽，具体涉及一种变功率质子交换膜电解槽。
技术介绍
1、可再生能源发电在使用中存在供应上的间歇性和不稳定性，无法满足不同地区用户不同时间段的负荷需求。为了克服可再生能源利用的间歇性，一个解决思路是开发独立的能量转化系统，有效地转换和储存可再生能源产生的电能。在储能介质的选择中，氢气具有很高的质量能量密度，可以长时间储存而且较为稳定。在传统化石燃料昂贵或者运输不便的地方，例如偏远的岛屿和分散的电力供应系统，利用可再生能源制氢可以有效缓解局部地区能源短缺的现状。氢电耦合是指氢能和电能互相转化、高效协同的能源网络，在用电低谷时将风、光电能等清洁能源制氢存储，在用电高峰时再通过氢燃料电池发电，可以实现电网削峰填谷。在实际的耦合系统中，大型可再生能源制氢以直接耦合方式为主，虽然其能源利用率较低，但前期投入成本低会为长期的投产使用带来较高的经济效益。另一种是间接耦合的方式，其常用在移动场所或者小型即产即用的场所，其方便调控，能够更加便捷灵活的使用。
2、直接耦合就是将可再生能源系统的输出与pem电解水装置直接连接，省去了太阳能最大功率控制器、蓄电池、变换器以及配套的能量管理系统，这种耦合方式大大减少了能量的损耗和维护的成本。因此直接耦合方法越来越受到人们的关注，但直接耦合下光伏组件输出的电压、电流无法调节，输出功率会随着太阳辐射强度等户外条件发生变化；系统末端电解槽的串并联尺寸也是固定的，其特性曲线无法变动，造成转化效率低、制氢效率低、能量损耗严重等问题。
技术
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种变功率质子交换膜电解槽，通过改变接入电解电路的电解小室数量调节电解功率，进而实现电网功率的调节，降低氢电耦合过程中的能量损耗，提高能量利用率，且结构简单、便于维护、通用性好。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种变功率质子交换膜电解槽，包括沿纵向相互平行设置的矩形的正极集流端板和负极集流端板，所述的正极集流端板和负极集流端板之间串联设置有多个电解小室，所述的电解小室的极板顶部设置有集流块；
4、所述的相邻两个集流块交错设置，多个集流块沿横向排列呈两列；
5、所述的正极集流端板和负极集流端板顶部沿纵向设置有纵向移动机构，所述的纵向移动机构顶部设置有横跨电解小室顶部的横向移动机构，所述的横向移动机构上设置有通过导线与正极集流端板或负极集流端板连接的移动接触块。
6、本专利技术还具有以下技术特征：
7、优选的，所述的纵向移动机构包括分别设置在正极集流端板和负极集流端板顶部的纵向齿条；
8、所述的纵向齿条的齿面向上，两侧均设置有纵向滑轨，所述的纵向滑轨上均滑动支撑有开口朝下的第一u型框架，所述的第一u型框架8内侧壁靠近开口设置有与纵向滑轨契合的第一滑槽；
9、所述的第一u型框架的两侧侧壁上转动连接有第一齿轮轴，所述的第一齿轮轴上设置有位于第一u型框架内腔的第一齿轮；所述的第一齿轮与纵向齿条啮合；
10、所述的第一u型框架外侧侧壁上设置有第一电机，所述的第一电机的输出轴上设置有第一主动锥齿轮，所述的第一齿轮轴上贯穿至第一u型框架外侧的一端设置有与第一主动锥齿轮啮合的第一从动锥齿轮。
11、进一步的，所述的横向移动机构包括两端连接在两个第一u型框架顶部的横向齿条；
12、所述的横向齿条的齿面向上，两侧均设置有横向滑轨，所述的横向滑轨上滑动支撑有开口朝上的第二u型框架，所述的第二u型框架内侧壁靠近底部设置有与横向滑轨契合的第二滑槽；
13、所述的第二u型框架的两侧侧壁上部转动连接有第二齿轮轴，所述的第二齿轮轴上设置有位于第二u型框架内腔的第二齿轮；所述的第二齿轮与横向齿条啮合；
14、所述的第二u型框架外侧侧壁上设置有第二电机，所述的第二电机的输出轴上设置有第二主动锥齿轮，所述的第二齿轮轴上贯穿至第二u型框架外侧的一端设置有与第二主动锥齿轮啮合的第二从动锥齿轮；
15、所述的第二u型框架底部设置有通过导线与正极集流端板或负极集流端板连接的移动接触块。
16、进一步的，所述的第二u型框架的底壁上沿横向贯穿开设有导槽；
17、所述的导槽内滑动支撑有链条；
18、所述的链条内设置有空腔，所述的空腔内贯穿有导线，所述的导线和链条一端连接至移动接触块，另一端连接至正极集流端板或负极集流端板。
19、优选的，所述的集流块的包括顶杆，所述的顶杆顶部沿纵向设置有双坡顶面；
20、所述的移动接触块的底部设置有与双坡顶面契合的凹面。
21、优选的，所述的电解小室包括隔膜，所述的隔膜为质子交换膜。
22、本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
23、本专利技术通过设置纵向移动机构和横向移动机构，带动移动接触块机构在两个方向上的平行移动，改变接入电解电路的电解小室数量，在实际使用场景中，可以根据电网最大输出功率大小对电解槽的电解小室数量进行灵活调整，进而调节质子交换膜电解槽的电解功率，可以更好地适应新能源系统的功率波动，调节电网功率，提高新能源发电系统与电解槽制氢系统之间系统耦合度和能量利用效率；减少能量损耗，从而实现节能减排的目的，且结构简单，维护方便，调节方式便捷，响应速度快，使用场景广泛，通用性好。
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1.一种变功率质子交换膜电解槽，其特征在于，包括沿纵向相互平行设置的矩形的正极集流端板(1)和负极集流端板(2)，所述的正极集流端板(1)和负极集流端板(2)之间串联设置有多个电解小室(3)，所述的电解小室(3)的极板顶部设置有集流块(4)；
2.如权利要求1所述的变功率质子交换膜电解槽，其特征在于，所述的纵向移动机构包括分别设置在正极集流端板(1)和负极集流端板(2)顶部的纵向齿条(6)；
3.如权利要求2所述的变功率质子交换膜电解槽，其特征在于，所述的横向移动机构包括两端连接在两个第一U型框架(8)顶部的横向齿条(15)；
4.如权利要求3所述的变功率质子交换膜电解槽，其特征在于，所述的第二U型框架(17)的底壁上沿横向贯穿开设有导槽(24)；
5.如权利要求1所述的变功率质子交换膜电解槽，其特征在于，所述的集流块(4)的包括顶杆(401)，所述的顶杆(401)顶部沿纵向设置有双坡顶面(402)；
6.如权利要求1所述的变功率质子交换膜电解槽，其特征在于，所述的电解小室(3)包括隔膜，所述的隔膜为质子交换膜。
【技术特征摘要】
1.一种变功率质子交换膜电解槽，其特征在于，包括沿纵向相互平行设置的矩形的正极集流端板(1)和负极集流端板(2)，所述的正极集流端板(1)和负极集流端板(2)之间串联设置有多个电解小室(3)，所述的电解小室(3)的极板顶部设置有集流块(4)；
2.如权利要求1所述的变功率质子交换膜电解槽，其特征在于，所述的纵向移动机构包括分别设置在正极集流端板(1)和负极集流端板(2)顶部的纵向齿条(6)；
3.如权利要求2所述的变功率质子交换膜电解槽，其特征在于，所述的横向移动机...
【专利技术属性】
技术研发人员：李印实，李博铮，
申请(专利权)人：陕西清能动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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