[發明專利]一種利用沙漠光伏進行電解制氫的方法

在審

• 申請號: 202111412541.1
• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN114123264A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 楚帥;葛維春;張詩鉭;董輝;劉闖;許韋華;葛俊雄;王若為;朱佳寧;崔岱
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/38;H02J15/00;C25B1/04
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務所(普通合伙) 11818
• 代理人: 黃青青

本發明公開了一種利用沙漠光伏進行電解制氫的方法，屬于電解制氫技術領域。利用沙漠光伏進行電解制氫的方法包括以下步驟：S1、在沙漠的光伏地建造制氫工廠，利用沙漠的光伏在制氫工廠直接進行電解制氫；根據沙漠中的太陽光輻照度，計算光伏電池方陣發電功率，并計算氫氣生產流量；S2、在沙漠中建設氫氣輸送管道，根據氫氣最大生產流量，確定輸氫管道的直徑；S3、將制氫工廠生產的氫氣通過氫氣輸送管道輸送到沙漠外的火電廠，利用氫能進行發電。本發明采用上述利用沙漠光伏進行電解制氫的方法，提高了沙漠光伏的利用率，降低輸送成本，減少了環境污染。

技術領域

本發明屬于電解制氫技術領域，尤其是涉及一種利用沙漠光伏進行電解制氫的方法。

背景技術

能源是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎。近年來，隨著化石能源消費的不斷增長及碳排放居高不下，溫室效應及全球氣候變化日益加劇。沙漠光伏擁有著豐富的太陽能資源、土地成本低廉、不消耗沙漠地區短缺的水資源，可改善生態環境，擁有巨大的開發潛力。由于光伏出力存在隨機性、間歇性及無規律性特點，且沙漠光伏存在建設、運維、輸送成本高的問題，制約了沙漠光伏的發展。

氫作為清潔的能源，具有能量密度高、容量大、壽命長、便于儲存和傳輸等特點，成為新能源大規模開發儲存、利用的優選方案之一，光伏發電與氫能的結合將為實現碳中和提供可行方案。通過利用沙漠光伏發電制氫儲能，可以將氫作為清潔和高能的燃料融入現有的燃氣供應網絡，實現電力到燃氣的互補轉化，為電網提供電能或調峰服務，有效減少化石燃料使用，提高新能源發電的利用率，緩解環境污染問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用沙漠光伏進行電解制氫的方法，提高了沙漠光伏的利用率，降低輸送成本，減少了環境污染。

為實現上述目的，本發明提供了一種利用沙漠光伏進行電解制氫的方法，包括以下步驟：

S1、在沙漠的光伏地建造制氫工廠，利用沙漠的光伏在制氫工廠直接進行電解制氫；根據沙漠中的太陽光輻照度，計算光伏電池方陣發電功率，并計算氫氣生產流量；

S2、在沙漠中建設氫氣輸送管道，根據氫氣最大生產流量，確定輸氫管道的直徑；

S3、將制氫工廠生產的氫氣通過氫氣輸送管道輸送到沙漠外的火電廠，利用氫能進行發電。

優選的，所述步驟S1中，光伏電池方陣t時刻的發電功率的計算公式：

P_PV為t時刻的光伏電池方陣的發電功率(kW)；

r為太陽輻射能量(kW/m²)；

A_PV為光伏電池方陣總受光面積(m²)；

η_PV為光伏電池方陣光電轉換效率(％)；

A_m為第m個太陽能電池組件受光面積(m²)；

M為太陽能方陣電池組件數(件)；

η_m為第m個太陽能電池組件光電轉換效率(％)。

優選的，所述步驟S1中，t時刻氫氣生產流量為：

為t時刻氫氣生產流量(Nm³/h)；

η_H2為制氫效率(％)；

ρ_H2為電功率與氫流量的轉化系數(Nm³/kW)。