[發明專利]一種可再生能源制氫和儲氫系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202010512413.3
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111621799B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 李建偉;劉永浩;張艷;王建;郭亮
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/65;C25B9/67;C25B15/021;C01B3/00;F28D21/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王嬌嬌

本發明提供了一種可再生能源制氫和儲氫系統及其控制方法，該系統包括可再生能源發電子系統、水電解制氫子系統、伴熱子系統和有機物儲氫子系統，其中，伴熱子系統連接在有機物儲氫子系統和水電解制氫子系統之間，通過伴熱子系統將有機物儲氫子系統生成加氫有機物時產生的部分熱量轉移至水電解制氫子系統為水電解制氫裝置加熱。該方案利用將氫與有機物反應時產生的熱量為水電解制氫裝置進行加熱，保證其內的液體在寒冷季節不會凍凝、結晶，在保障系統安全的同時，減少下次開機時間，從而提高水電解制氫裝置的生產效率。同時，將加氫有機物的部分熱量用來加熱水電解制氫裝置，降低了為加氫有機物降溫所需的冷卻水用量，提高了系統的能量利用率。

技術領域

本發明屬于可再生能源制氫技術領域，尤其涉及一種可再生能源制氫和儲氫系統及其控制方法。

背景技術

近年來，以光伏發電為代表的可再生和可持續能源得到迅猛發展，但是可再生能源發電的間歇性和不可預測性成為實現大規模并入主干電網的巨大障礙。對可再生和可持續能源系統而言，氫是一種極好的能量儲存介質，可將具有強烈波動特性的太陽能轉換為氫能，更利于儲存和運輸。

但是，目前的制氫及儲氫系統未對可再生能源制氫與儲氫系統做統一考慮，尤其是無法對系統中的熱量進行綜合利用，導致資源利用率低。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種可再生能源制氫和儲氫系統及其控制方法，以解決此案有的制氫和儲氫系統存在的熱量利用缺陷，具體的技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種可再生能源制氫和儲氫系統，包括：可再生能源發電子系統、水電解制氫子系統、伴熱子系統和有機物儲氫子系統；

所述可再生能源發電子系統連接所述水電解制氫子系統；

所述水電解制氫子系統的氫氣輸出端連接所述有機物儲氫子系統；

所述伴熱子系統連接在所述有機物儲氫子系統與所述水電解制氫子系統之間，將所述有機物儲氫子系統產生的加氫有機物的熱量轉移至所述水電解制氫子系統。

可選地，所述伴熱子系統包括：第一換熱器、伴熱水泵、伴熱水罐、第一流量控制閥；

所述第一換熱器的入水口經由所述第一流量控制閥連接至所述伴熱水泵，所述第一換熱器的出水口連接所述水電解制氫系統內水電解制氫裝置的熱交換水入口；

所述伴熱水泵的入水口連接所述伴熱水罐的出水口，所述伴熱水罐的入水口連接所述水電解制氫裝置的熱交換水出口。

可選地，所述有機物儲氫子系統包括：加氫反應器、第二換熱器、冷卻裝置、第一溫度控制器、第二溫度控制器、第二流量控制閥、第三流量控制閥和加氫有機物儲罐；

所述加氫反應器生成的加氫有機物中的一部分經由所述第一換熱器后進入所述第二換熱器，所述加氫有機物中的其余部分直接進入所述第二換熱器；

所述第二流量控制閥設置在所述加氫反應器與所述第二換熱器連接的支路上；

所述第一溫度控制器設置在所述第一換熱器的出水口，檢測所述第一換熱器的出水溫度，并依據檢測到的溫度控制所述第二流量控制閥的開度，以使伴熱子系統中的伴熱水的溫度維持在第一預設溫度范圍內；

所述第二換熱器的入水口經由所述第三流量控制閥與所述冷卻裝置的出水口連接，所述第二換熱器的出水口連接所述冷卻裝置的入水口；

所述第二溫度控制器設置在所述第二換熱器的加氫有機物輸出端，檢測所述第二換熱器輸出的加氫有機物的溫度，并依據檢測到的加氫有機物的溫度控制所述第三流量控制閥的開度，以使所述加氫有機物維持在第二預設溫度范圍內；

所述第二換熱器的加氫有機物輸出端連接所述加氫有機物儲罐。

可選地，所述有機物儲氫子系統還包括：脫氫有機物儲罐；