[發(fā)明專利]一種基于光伏制氫儲能的光伏和燃料電池一體化發(fā)電系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910909419.1
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN110601231A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳曉高;熊保鴻;顧勝升
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫馬丁格林光伏科技有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/38;H02J7/35;H02J7/34;H01M8/0656
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于光伏制氫儲能的光伏和燃料電池一體化發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏陣列、光伏?燃料電池一體化逆變器、質(zhì)子交換膜水電解槽、儲氫設(shè)備、氫燃料電池、負(fù)載、電網(wǎng)、電流傳感器、EMS管理系統(tǒng)，其特征在于：所述光伏?燃料電池一體化逆變器與光伏陣列、質(zhì)子交換膜水電解槽、氫燃料電池均相連，質(zhì)子交換膜水電解槽與氫燃料電池之間連接有儲氫設(shè)備，光伏?燃料電池一體化逆變器包括MPPT控制電路、逆變電路、直流變換電路，MPPT控制電路輸入端連接光伏陣列。本發(fā)明以光伏制氫儲能方式作為儲能環(huán)節(jié)，控制方法是當(dāng)光伏發(fā)電滿足負(fù)載用電并產(chǎn)生富余時，通過電解水制氫將多余的能量儲存起來；在光伏發(fā)電不能滿足負(fù)載用電時，將儲存的氫通過燃料電池轉(zhuǎn)換為電能，甚至和電網(wǎng)一起聯(lián)合向負(fù)載供電，從而保證了系統(tǒng)供電的連續(xù)性，進(jìn)一步提高太陽能的利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于光伏制氫儲能的光伏和燃料電池一體化發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，國內(nèi)外光伏技術(shù)有了巨大進(jìn)步，太陽電池性能和可靠性大大提高，成本和銷售價不斷降低，已達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)階段。太陽能光伏發(fā)電成本的不斷降低，有利于低價電制氫的發(fā)展。低成本生產(chǎn)氫是實現(xiàn)氫能利用的關(guān)鍵。另外，在光伏應(yīng)用上，蓄電池是常規(guī)的儲能裝置，但其成本較高、污染較大、使用壽命短的問題一直難以解決。本發(fā)明中循環(huán)利用的氫能是一種高效、環(huán)保的能源，在工業(yè)中受到廣泛的應(yīng)用，由于它是可再生能源，且燃燒產(chǎn)物水亦有利于環(huán)境，通過太陽能電池組件的光能引入動力源，通過電解氫氣儲能的方式，更為經(jīng)濟(jì)環(huán)保，特別適合民用發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種基于光伏制氫儲能的光伏和燃料電池一體化發(fā)電系統(tǒng)，扭轉(zhuǎn)光伏市場上傳統(tǒng)使用蓄電池(鉛酸或者鋰電)作為能源儲存的方式，避免了傳統(tǒng)蓄電池帶來的經(jīng)濟(jì)性不高、環(huán)境污染大的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于光伏制氫儲能的光伏和燃料電池一體化發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏陣列、光伏-燃料電池一體化逆變器、質(zhì)子交換膜水電解槽、儲氫設(shè)備、氫燃料電池、負(fù)載、電網(wǎng)、電流傳感器、EMS管理系統(tǒng)，其特征在于：所述光伏-燃料電池一體化逆變器與光伏陣列、質(zhì)子交換膜水電解槽、氫燃料電池均相連，質(zhì)子交換膜水電解槽與氫燃料電池之間連接有儲氫設(shè)備，光伏-燃料電池一體化逆變器包括MPPT控制電路、逆變電路、直流變換電路，MPPT控制電路輸入端連接光伏陣列，MPPT控制電路輸出端一路連接逆變電路、另一路連接直流變換電路，逆變電路輸出端連接負(fù)載、電流互感器，同時與電網(wǎng)連接，直流變換電路輸出端通過K1連接質(zhì)子交換膜水電解槽，進(jìn)行制氫控制，直流變換電路輸出端通過K2連接氫燃料電池，進(jìn)行氫能發(fā)電控制。

所述EMS管理系統(tǒng)分別連接質(zhì)子交換膜水電解槽、MPPT控制電路、逆變電路、直流變換電路、氫燃料電池、電流互感器。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供一種基于光伏制氫儲能的光伏和燃料電池一體化發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)以光伏制氫儲能方式作為儲能環(huán)節(jié)，控制方法是當(dāng)光伏發(fā)電滿足負(fù)載用電并產(chǎn)生富余時，通過電解水制氫將多余的能量儲存起來；在光伏發(fā)電不能滿足負(fù)載用電時，將儲存的氫通過燃料電池轉(zhuǎn)換為電能，甚至和電網(wǎng)一起聯(lián)合向負(fù)載供電，從而保證了系統(tǒng)供電的連續(xù)性，同時提高了太陽能的利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中，1-光伏陣列，2-光伏-燃料電池一體化逆變器，3-質(zhì)子交換膜水電解槽，4-儲氫設(shè)備，5-氫燃料電池，6-負(fù)載，7-電網(wǎng)，8-電流互感器，9-EMS管理系統(tǒng)，21-MPPT控制電路，22-逆變電路，23-直流變換電路。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。