[實(shí)用新型]一種尿素廢水用于高安全高效率風(fēng)電制氫調(diào)峰調(diào)頻系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920168975.3
• 申請(qǐng)日: 2019-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209250261U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹曦;朱勇;劉明義;曹傳釗;朱連峻;鄭建濤;李晴;徐越
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/28;H02J3/32;H01M8/0656
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種尿素廢水用于高安全高效率風(fēng)電制氫調(diào)峰調(diào)頻系統(tǒng)，其特征在于，包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(1)、功率分配器(2)、變壓器(5)、超級(jí)電容器(6)、蓄電池(8)、電解液儲(chǔ)罐(17)、過(guò)濾裝置(16)、廢水儲(chǔ)罐(15)、尿素廢水箱(18)、電解槽(7)、氫氣緩沖罐(10)、氫氣壓縮機(jī)(12)、儲(chǔ)氫罐(14)、燃料電池(19)、氧氣緩沖罐(9)、氧氣壓縮機(jī)(11)、儲(chǔ)氧罐(13)、協(xié)調(diào)控制器(20)、AC-DC控制器(3)及DC-AC控制器(4)；

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(1)的輸出端與功率分配器(2)的輸入端相連接，功率分配器(2)的兩個(gè)輸出端分別與變壓器(5)的輸入端及AC-DC控制器(3)的輸入端相連接，蓄電池(8)的放電接口與電解槽(7)的電源接口相連接，尿素廢水箱(18)依次經(jīng)過(guò)濾裝置(16)及廢水儲(chǔ)罐(15)與電解槽(7)的液體入口相連通，電解槽(7)的陰極產(chǎn)物出口依次經(jīng)氫氣緩沖罐(10)及氫氣壓縮機(jī)(12)與儲(chǔ)氫罐(14)的入口相連通，儲(chǔ)氫罐(14)的出口與燃料電池(19)的氫氣入口相連通，燃料電池(19)的輸出端與變壓器(5)的輸入端相連接，電解槽(7)的陽(yáng)極產(chǎn)物出口依次經(jīng)氧氣緩沖罐(9)及氧氣壓縮機(jī)(11)與儲(chǔ)氧罐(13)的入口相連通；變壓器(5)的輸出端與電網(wǎng)相連接；

協(xié)調(diào)控制器(20)與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(1)、功率分配器(2)、電解槽(7)、超級(jí)電容器(6)及燃料電池(19)相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素廢水用于高安全高效率風(fēng)電制氫調(diào)峰調(diào)頻系統(tǒng)，其特征在于，AC-DC控制器(3)的輸出端與超級(jí)電容器(6)的充電接口相連接，超級(jí)電容器(6)的放電接口與蓄電池(8)的充電接口及DC-AC控制器(4)的輸入端相連接，燃料電池(19)的輸出端與DC-AC控制器(4)的輸入端相連接，DC-AC控制器(4)的輸出端與變壓器(5)的輸入端相連接，協(xié)調(diào)控制器(20)與超級(jí)電容器(6)相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素廢水用于高安全高效率風(fēng)電制氫調(diào)峰調(diào)頻系統(tǒng)，其特征在于，所述電解槽(7)中的電解液為堿性電解液，電解槽(7)開(kāi)啟時(shí)，先設(shè)置電解電壓為0.6V，電解槽(7)的陰極產(chǎn)物出口輸出的陰極產(chǎn)物進(jìn)入到氫氣緩沖罐(10)中，然后經(jīng)過(guò)氫氣壓縮機(jī)(12)進(jìn)入儲(chǔ)氫罐(14)中，此時(shí)電解槽(7)的陽(yáng)極產(chǎn)物出口與氧氣緩沖罐(9)之間的連接斷開(kāi)，陽(yáng)極產(chǎn)物直接排放到大氣中；在電解預(yù)設(shè)時(shí)間后，陰極無(wú)氣體產(chǎn)生時(shí)，提高電解電壓至1.3V，此時(shí)電解槽(7)的陽(yáng)極產(chǎn)物出口與氧氣緩沖罐(9)之間的連接開(kāi)啟，電解槽(7)的陽(yáng)極產(chǎn)物出口輸出的陽(yáng)極產(chǎn)物經(jīng)過(guò)氧氣壓縮機(jī)(11)進(jìn)入儲(chǔ)氧罐(13)中；根據(jù)所述電解槽(7)液面變化，通過(guò)廢水儲(chǔ)罐(15)向電解槽(7)中補(bǔ)尿素廢水，并循環(huán)上述過(guò)程，通過(guò)電解液儲(chǔ)罐(17)向電解槽(7)補(bǔ)充電解液。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素廢水用于高安全高效率風(fēng)電制氫調(diào)峰調(diào)頻系統(tǒng)，其特征在于，廢水儲(chǔ)罐(15)與電解槽(7)之間的管道上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尿素廢水用于高安全高效率風(fēng)電制氫調(diào)峰調(diào)頻系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(1)的發(fā)電功率大于電網(wǎng)需求時(shí)，協(xié)調(diào)控制器(20)控制功率分配器(2)將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(1)產(chǎn)生的多余電量存儲(chǔ)于超級(jí)電容器(6)中，當(dāng)超級(jí)電容器(6)充滿電后，則對(duì)蓄電池(8)進(jìn)行充電，當(dāng)蓄電池(8)充滿電后，協(xié)調(diào)控制器(20)控制電解槽(7)啟動(dòng)，通過(guò)電解槽(7)對(duì)尿素廢水中的尿素進(jìn)行電解制氫，并將產(chǎn)生的氫氣經(jīng)氫氣緩沖罐(10)緩沖、氫氣壓縮機(jī)(12)壓縮后存儲(chǔ)于儲(chǔ)氫罐(14)中。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尿素廢水用于高安全高效率風(fēng)電制氫調(diào)峰調(diào)頻系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(1)的輸出功率不能滿足電網(wǎng)需求時(shí)，協(xié)調(diào)控制器(20)啟動(dòng)超級(jí)電容器(6)，通過(guò)超級(jí)電容器(6)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行供電，當(dāng)超級(jí)電容器(6)電量不足時(shí)，協(xié)調(diào)控制器(20)啟動(dòng)燃料電池(19)，燃料電池(19)利用儲(chǔ)氫罐(14)中的氫氣產(chǎn)生直流電，然后將產(chǎn)生的直流電經(jīng)DC-AC控制器(4)轉(zhuǎn)換為交流電后供給電網(wǎng)，此時(shí)通過(guò)蓄電池(8)繼續(xù)為電解槽(7)提供電能，電解尿素制取氫氣，當(dāng)蓄電池(8)的剩余電量低于最低電量預(yù)設(shè)值時(shí)，則蓄電池(8)停止對(duì)電解槽(7)供電。