[發明專利]一種模塊化發電系統及方法

在審

• 申請號: 201810632639.X
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN110620252A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 韓萍;高尚
• 申請（專利權）人: 廣東水化科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0612
• 分類號: H01M8/0612;H01M8/04298;H01M8/0432;H01M8/0438;H01M8/1007;H02M3/156;H02J7/34
• 代理公司: 31242 上海金盛協力知識產權代理有限公司
• 代理人: 王松

本發明揭示了一種模塊化發電系統及方法，所述模塊化發電系統包括殼體、富氫制備裝置、高純氫提純裝置、氫燃料電池、超級電容、主控裝置；所述富氫制備裝置、高純氫提純裝置、氫燃料電池、超級電容、主控裝置設置于殼體內；所述主控裝置分別連接富氫制備裝置、高純氫提純裝置、氫燃料電池、超級電容；富氫制備裝置、高純氫提純裝置、氫燃料電池、超級電容依次連接；所述殼體內分為若干區域，第一區域設置制氫原料，第二區域設置富氫制備裝置、高純氫提純裝置，第三區域設置氫燃料電池，第四區域設置超級電容及主控裝置。本發明提出的模塊化發電系統及方法，可加快發電系統的啟動時間，且能克服氫氣源不穩定帶來的浪費，提高發電轉化率。

技術領域

本發明屬于氫燃料電池發電技術領域，涉及一種發電系統，尤其涉及一種模塊化發電系統；同時，本發明還涉及一種模塊化發電方法。

背景技術

隨著各國政府和人民對能源可持續發展的逐步重視，近幾年來，清潔能源收到了著重關注，氫能源便是其中之一。

對氫能源的利用，目前發展還不太成熟，市場化的產品主要有豐田的Mirai氫燃料電池車；氫燃料電池車目前的供氫方式是通過氫罐的方式提供氫氣。其缺陷是成本高，氫氣從出廠，到壓縮至大型氫氣罐，到運輸到加氫站，到解壓輸送至用戶氫氣罐，到在用戶氫氣罐增壓，使得這種氫氣供應方式需要較高的成本。此外，加氫站的建設成本也十分昂貴。

據相關報道，國內正在運行的加氫站僅有不足10座，分布在北京、上海、廣東、江蘇等地。數據顯示，目前，建成一座加氫能力大于200公斤的加氫站需要1000多萬元，如此高昂的建設成本顯然是加氫站快速發展的最大障礙。要想實現加氫站大規模建設，加快產業布局，大幅度降低成本是當務之急。因成本高，加氫站建設的相關技術還有待進一步研發，否則難以促進市場化大規模推廣。

日本是全球最早實現氫燃料電池汽車推廣的國家，但其也面臨加氫站建設方面的問題。本田首席研究員守谷隆史日前表示，在日本有91座已經在運行的加氫站，還有9座正在建設的加氫站，但還遠遠不夠。

除了建設成本高昂，加氫站建設還有不少難題，如在技術上存在一定爭議，全球范圍內也沒有統一的標準。我國在質子交換膜組、儲氫罐等核心設備的技術儲備上還比較薄弱，尚有許多技術難點需要攻關，尤其是在加氫站建設過程中的氫氣壓縮機、加氫站不銹鋼材料、加氫站溫度等問題上還存在一定爭議。北京海德利森科技有限公司副總經理、產品總監韓武林就認為，建設加氫站首先要明確加氫站的加氫能力，其次在加氫站設計中，氫氣增壓機和儲罐的匹配、選擇、優化最為重要。

比成本高、技術待提升、標準建設滯后更值得關注的是氫氣的儲運安全問題。目前，這方面還處于試驗驗證階段，而安全問題能否徹底解決是決定包括加氫站建設在內的氫燃料電池汽車發展的關鍵。

此外，如今有部分公司研發出便攜式制氫發電設備，但便攜式制氫發電設備需要的冷啟動時間通常是30分鐘以上(部分能做到10分鐘左右)，無法滿足用戶的期望。

再者，由于氫氣制備的量與用電需求可能存在不一致的情況，制氫量無法跟隨用電設備的用電情況做及時調整制氫量，在用電設備突然降低用電負荷時，會造成氫氣的浪費，而在用戶設備突然增加用電負荷時，則無法滿足用電設備的供電需求；這樣會限制便攜式制氫發電設備的效率及商業化。

有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的發電方式，以便克服現有發電方式存在的上述缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種模塊化發電系統，可加快發電系統的啟動時間，且能克服氫氣源不穩定帶來的浪費，提高發電轉化率，同時提高供電的穩定性。

此外，本發明還提供一種模塊化發電方法，可加快發電系統的啟動時間，且能克服氫氣源不穩定帶來的浪費，提高發電轉化率，同時提高供電的穩定性。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：