一种热电氢氧联供系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术属于热电氢氧联供技术领域，其目的在于提供一种热电氢氧联供系统及其工作方法。本发明专利技术中的热电氢氧联供系统，包括光伏发电系统、制氢系统、高温质子交换膜燃料电池系统和集热系统；本发明专利技术中的热电氢氧联供系统的工作方法，包括日间工作方法和夜间工作方法。本发明专利技术可实现对高海拔地区户用的热电氢氧联供，稳定性强、安全性高，本发明专利技术能够在具备光照资源的日间利用光伏发电系统进行发电，优先满足日间建筑物用电需求；其次通过电解水转化为氢能和氧气资源进行储存；在达到一定储氢规模的情况下，利用多余光伏电力来加热相变储热材料，吸热发生相变储存热量，最终剩余电力通过电化学储能方式将电力进行储存。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热电氢氧联供，具体涉及一种热电氢氧联供系统及其工作方法。

技术介绍

1、高海拔地区的光照资源极其丰富，且其产业结构简单，对能耗的需求较小。但由于牧民随着季节性迁移，人员流动性强，且电网覆盖率不完整，使得高海拔地区通常存在停电频繁、电力供应稳定性差的问题；同时，由于传统化石能源相对匮乏，管道天然气普及率、集中供暖率低，部分高海拔地区一般仍采用烧牛粪等传统取暖方式，导致冬季供暖条件差；在交通出行方面，高海拔地区的空气稀薄、含氧量低，致使燃油发动机进气量减少，燃油燃烧不充分，直接导致汽车动力下降、油耗增高，且纯电动车的电池在极寒环境下电能容量明显降低，续航里程明显减小，而且面对复杂地形路况，纯电动汽车的动力还是不足。此外，高海拔地区的空气稀薄、含氧量低，平均含氧量只有沿海地区的60％，使得高海拔地区居民易产生组织器官损伤与病变的问题。

2、目前，针对高海拔地区电力、暖气、氢气以及氧气方面的需求问题，通常采用光伏系统将高海拔地区的光照资源转化为电力及供暖能源，并采用制氧设备进行供氧。但是，在使用现有技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热电氢氧联供系统，其特征在于：包括光伏发电系统、制氢系统、高温质子交换膜燃料电池系统和集热系统；所述光伏发电系统的供电端分别与户用建筑物的供电线路、所述质子交换膜电解水制氢模块的受电端和所述制氢系统的受电端电连接；所述制氢系统包括质子交换膜电解水制氢模块、储氢模块、储氧模块和水冷模块，所述质子交换膜电解水制氢模块的氢气出气口与所述储氢模块的进气口连通设置，所述质子交换膜电解水制氢模块的氧气出气口与所述储氧模块的进气口连通设置，所述储氧模块的出气口与用户建筑物的供氧管道连通设置，所述水冷模块分别与所述质子交换膜电解水制氢模块和所述储氢模块热交换设置；所述高温质子交换膜燃料电池系统的...

【技术特征摘要】

1.一种热电氢氧联供系统，其特征在于：包括光伏发电系统、制氢系统、高温质子交换膜燃料电池系统和集热系统；所述光伏发电系统的供电端分别与户用建筑物的供电线路、所述质子交换膜电解水制氢模块的受电端和所述制氢系统的受电端电连接；所述制氢系统包括质子交换膜电解水制氢模块、储氢模块、储氧模块和水冷模块，所述质子交换膜电解水制氢模块的氢气出气口与所述储氢模块的进气口连通设置，所述质子交换膜电解水制氢模块的氧气出气口与所述储氧模块的进气口连通设置，所述储氧模块的出气口与用户建筑物的供氧管道连通设置，所述水冷模块分别与所述质子交换膜电解水制氢模块和所述储氢模块热交换设置；所述高温质子交换膜燃料电池系统的燃料接收端与所述储氢模块的出气口连通设置，所述高温质子交换膜燃料电池系统的供电端与所述户用建筑物的供电线路电连接；所述集热系统包括太阳能集热器和集热水储罐，所述集热水储罐与所述太阳能集热器和所述高温质子交换膜燃料电池系统热交换设置，所述集热水储罐的出水口与所述用户建筑物的供暖管道连通设置。

2.根据权利要求1所述的一种热电氢氧联供系统，其特征在于：所述光伏发电系统包括光伏组件、第一dc-dc转换模块、第二dc-dc转换模块、电化学储能模块、稳压调节器和第一dc-ac转换模块；所述光伏组件的电源输出端与所述第一dc-dc转换模块的输入端电连接，所述第一dc-dc转换模块的输出端分别与所述第二dc-dc转换模块的第一转换端、所述稳压调节器的输入端和所述第一dc-ac转换模块的输入端电连接，所述第二dc-dc转换模块的第二转换端与所述电化学储能模块电连接，所述稳压调节器的输出端与所述电解模块的受电端电连接，所述第一dc-ac转换模块的输出端作为所述光伏发电系统的供电端分别与所述质子交换膜电解水制氢模块的受电端和所述储氢模块的受电端电连接。

3.根据权利要求1所述的一种热电氢氧联供系统，其特征在于：所述质子交换膜电解水制氢模块包括电解模块、氢氧分离模块、氢气纯化模块和氧气纯化模块；所述电解模块的受电端和所述氢氧分离模块的受电端均与所述光伏发电系统的供电端电连接；所述电解模块与所述氢氧分离模块连通设置，所述氢氧分离模块的氢气出气口与所述氢气纯化模块的进气口连通设置，所述氢气纯化模块的出气口与所述储氢模块的进气口连通设置，所述氢氧分离模块的氧气出气口与所述氧气纯化模块的进气口连通设置，所述氧气纯化模块的出气口与所述储氧模块的进气口连通设置；所述氢氧分离模块与所述水冷模块热交换设置。

4.根据权利要求3所述的一种热电氢氧联供系统，其特征在于：所述储氢模块包括氢气缓冲罐、固态储氢模块和相变储热模块；所述氢气缓冲罐的进气口作为所述储氢模块的进气口与所述氢气纯化模块的出气口连通设置，所述氢气缓冲罐的出气口与所述固态储氢模块的进气口连通设置，所述固态储氢模块的出气口作为所述储氢模块的出气口与所述高温质子交换膜燃料电池系统的燃料接收端连通设置；所述相变储热模块与所述固态储氢模块热交换设置；所述相变储热模块的受电端与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：白霞霞，贾蓉蓉，胡丹，何泓江，任腊春，尚欣欣，
申请(专利权)人：中国电建集团城市规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：