[發(fā)明專利]風電高溫電解制氫系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210370229.5
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102851682A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬新華;王相明;張國濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京金風科創(chuàng)風電設(shè)備有限公司
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/04
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 王兆賡

1.一種風電高溫電解制氫系統(tǒng)，包括：

直流電源，用于將風力發(fā)電機組發(fā)出的交流電整流為具有第一電壓的直流電，并輸出具有第一電壓的直流電；

交流電源，用于將風力發(fā)電機組發(fā)出的交流電變壓為具有第二電壓的交流電，并輸出具有第二電壓的交流電；

高溫超熱水蒸氣制備單元，基于交流電源輸出的交流電來制備高溫超熱水蒸氣；

輔助儲熱單元，接收交流電源輸出的交流電以儲存能量；

高溫電解制氫單元，采用直流電源輸出的直流電對高溫超熱水蒸氣制備單元制備的高溫超熱水蒸氣進行電解制氫；

換熱單元，用于在高溫電解制氫單元和輔助儲熱單元進行熱量交換，以保證高溫電解制氫單元維持在穩(wěn)定的工作溫度；

其中，當交流電源輸出的交流電電壓顯著降低時，輔助儲熱單元將儲存的能量供應(yīng)給高溫超熱水蒸氣制備單元，以使高溫超熱水蒸氣制備單元基于交流電源輸出的交流電和輔助儲熱單元供應(yīng)的能量穩(wěn)定地輸出高溫超熱水蒸氣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電高溫電解制氫系統(tǒng)，其中，所述風力發(fā)電機組是永磁直驅(qū)發(fā)電機組。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風電高溫電解制氫系統(tǒng)，其中，所述永磁直驅(qū)發(fā)電機組工作在非并網(wǎng)風電運行的狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電高溫電解制氫系統(tǒng)，其中，所述高溫超熱水蒸氣為700℃到900℃的超熱水蒸氣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電高溫電解制氫系統(tǒng)，其中，所述輔助儲熱單元采用熔融鹽儲熱材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電高溫電解制氫系統(tǒng)，其中，所述高溫電解制氫單元采用固體氧化物電解堆(SOEC)來實現(xiàn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電高溫電解制氫系統(tǒng)，其中，所述高溫電解制氫單元的工作溫度為700℃到900℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電高溫電解制氫系統(tǒng)，其中，所述第一電壓?為36V，所述第二電壓為380V。

9.一種風電高溫電解制氫方法，包括：

直流電源將風力發(fā)電機組發(fā)出的交流電整流為具有第一電壓的直流電，并輸出具有第一電壓的直流電；

交流電源將風力發(fā)電機組發(fā)出的交流電變壓為具有第二電壓的交流電，并輸出具有第二電壓的交流電；

輔助儲熱單元存儲交流電源供應(yīng)的能量；

輔助儲熱單元通過換熱單元保證高溫電解制氫單元維持在穩(wěn)定的工作溫度；

高溫超熱水蒸氣制備單元基于交流電源提供的交流電將水從室溫轉(zhuǎn)換成高溫超熱水蒸氣；

通過將高溫超熱水蒸氣泵入高溫電解制氫單元中的固體氧化物電解堆(SOEC)的陰極側(cè)，并向SOEC電解堆電極兩端施加具有第一電壓的直流電，使高溫超熱水蒸氣在SOEC電解堆的陰極側(cè)離解為H₂和O₂，

其中，當交流電源輸出的交流電電壓顯著降低時，輔助儲熱單元將儲存的能量供應(yīng)給高溫超熱水蒸氣制備單元，以使高溫超熱水蒸氣制備單元基于交流電源輸出的交流電和輔助儲熱單元供應(yīng)的能量穩(wěn)定地輸出高溫超熱水蒸氣。?