[發(fā)明專利]一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110445264.8
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113054889A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧惠民;盧小溪;曹媛;劉建學(xué)
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南易航新材料科技有限公司
• 主分類號: H02S10/12
• 分類號: H02S10/12;H02J7/35;H02J7/14;F03D9/19;H01M8/0656
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發(fā)明公開了一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的新能源發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和三層液儲能系統(tǒng)；鋁電解槽電解得到液態(tài)鋁并釋放氧氣；液態(tài)鋁用于制備鋁陽極板或鋁粉；鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)以鋁陽極板作為陽極發(fā)電，釋放氫氣，并生成副產(chǎn)物氧化鋁以作為鋁電解槽的原料；鋁粉水解釋放氫氣，并生成副產(chǎn)物氧化鋁以作為鋁電解槽的原料；燃料電池發(fā)電系統(tǒng)以鋁電解槽釋放的氧氣、鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)及鋁粉水解釋放的氫氣為原料發(fā)電，并生成副產(chǎn)品水以作為鋁粉水解的原料；新能源發(fā)電系統(tǒng)分別與鋁電解槽以及制備液態(tài)鋁制備鋁陽極板或制備鋁粉的設(shè)備電連接。本發(fā)明利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫，提高了風(fēng)電及光伏電的消納能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可再生能源應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前中國新疆、內(nèi)蒙古等西部地區(qū)，風(fēng)能及太陽能資源豐富，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電發(fā)展速度極快。風(fēng)電不同于火電、水電及核電，具有間歇性強、波動大等特點，風(fēng)電及光伏電并網(wǎng)對電網(wǎng)功角穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、系統(tǒng)備用和電能質(zhì)量等有明顯的負面影響，該影響成為風(fēng)電和光伏電發(fā)展的主要障礙，消納風(fēng)電及光伏電成為難題。棄風(fēng)棄光現(xiàn)象嚴重，造成投資浪費。

風(fēng)電、光伏電上網(wǎng)后，由于保證國家電網(wǎng)安全，特別是午夜，風(fēng)能產(chǎn)生較大電能不能上網(wǎng)，需要棄風(fēng)，白天有時需要棄光，因此，如何消納風(fēng)電及光伏電成為目前亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，以提高消納風(fēng)電及光伏電的能力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，包括：新能源發(fā)電系統(tǒng)、鋁電解槽、鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)和燃料電池發(fā)電系統(tǒng)；

所述新能源發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和三層液儲能系統(tǒng)；

所述鋁電解槽用于以氧化鋁作為原料電解得到液態(tài)鋁并釋放氧氣；所述液態(tài)鋁用于制備鋁陽極板或鋁粉；

所述鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)用于以所述鋁陽極板作為陽極發(fā)電，釋放氫氣，并生成副產(chǎn)物氧化鋁以作為所述鋁電解槽的原料；

所述鋁粉用于水解釋放氫氣，并生成副產(chǎn)物氧化鋁以作為所述鋁電解槽的原料；

所述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)用于以所述鋁電解槽釋放的氧氣、所述鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)釋放的氫氣和所述鋁粉水解釋放的氫氣為原料發(fā)電，并生成副產(chǎn)品水以作為所述鋁粉水解的原料；

所述新能源發(fā)電系統(tǒng)分別與所述鋁電解槽、所述液態(tài)鋁制備鋁陽極板的設(shè)備以及所述液態(tài)鋁制備鋁粉的設(shè)備電連接。

可選的，所述利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，還包括：AC/DC變換器、第一DC/DC變換器、第二DC/DC變換器、DC母線、第三DC/DC變換器和第一DC/AC變換器；

所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通過所述AC/DC變換器與所述DC母線電連接；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)通過所述第一DC/DC變換器與所述DC母線電連接；所述三層液儲能系統(tǒng)通過所述第二DC/DC變換器與所述DC母線電連接；所述DC母線通過所述第三DC/DC變換器與所述鋁電解槽電連接；所述DC母線通過所述第一DC/AC變換器分別與所述液態(tài)鋁制備鋁陽極板的設(shè)備以及所述液態(tài)鋁制備鋁粉的設(shè)備電連接。

可選的，所述利用棄風(fēng)棄光發(fā)電制氫的系統(tǒng)，還包括：供電變換器；所述鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)和所述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)均通過所述供電變換器為用電設(shè)備供電；所述供電設(shè)備為直流負載、交流負載和國家電網(wǎng)中的至少一者。

可選的，所述供電變換器包括第四DC/DC變換器和/或第二DC/AC變換器。

可選的，所述三層液儲能系統(tǒng)處于真空環(huán)境中，所述三層液儲能系統(tǒng)包括：儲能槽、陽極結(jié)構(gòu)、陰極結(jié)構(gòu)、耐火結(jié)構(gòu)、陽極液態(tài)金屬合金、陰極液態(tài)金屬和第一電解質(zhì)；