[發明專利]一種海上可再生能源用于海島水電暖供給的系統及方法

在審

• 申請號: 202210466362.4
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114784861A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 張德明;秦江;王靜貽;馮宇;王紫璇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;F02M25/12;F24D18/00;F24D101/70
• 代理公司: 廣東普潤知識產權代理有限公司 44804
• 代理人: 寇闖

本發明提供了一種海上可再生能源用于海島水電暖供給的系統及方法。本發明的水電暖聯產系統就地利用海上可再生能源，降低海島對大陸能源資源的依賴性，減少碳排放。從供暖系統分離出來的CO₂可與綠氫進行氫化反應，生成便于儲運的碳氫燃料，解決氫氣儲運不便的困難，并對CO₂進行了資源化利用；利用合成的碳氫燃料作為能源媒介，實現區域內島嶼與島嶼之間能源的互聯互通，平衡島嶼之間的消納水平。通過合理配置穩定電能和波動電能的利用方式，避免額外使用波動調節部件來處理可再生能源生成的電能；使用電能分配系統來按需分配燃油發電機產生的穩定電能，實現水電暖的連續穩定供應，并最大化轉化利用風能和光能等海上可再生能源。

技術領域

本發明屬于海上能源綜合利用技術領域，尤其涉及一種海上可再生能源用于海島水電暖供給的系統及方法。

背景技術

有大量的海島遠離大陸，海島上生活著長期駐守的人員，需要給長期駐守人員提供基本的水電暖供應。目前，海島上的電力主要采用柴油發電機提供，柴油是通過定期從大陸運輸來補給；柴油發電存在高成本、高噪聲、高碳排放和高污染排放等問題。

海島淡水主要是通過自然獲取、大陸引水及海水淡化三種方式實現，自然獲取方式收集的淡水資源有限，大陸引水成本較高且有較高的依賴性，海水淡化技術隨著成本的降低而日漸普及。海島周圍蘊藏豐富的風能與光能等可再生能源，開發海上風能和光能可以避免出現陸上風能和光能開發過程中破壞生態的問題。

因此，利用海上風能和光能來補給海島的能源和資源消耗對減少二氧化碳排放及提高海島供給獨立性有重要作用。風電和光電因其波動性較大很難并網，造成較大的能源浪費，利用風電和光電制氫是當前最有潛力的能源轉化方式，如何利用海上風電和光電電解淡水制氫、儲氫，是海上風能和光能利用的一個重要難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種海上可再生能源用于海島水電暖供給的系統及方法，其可以利用海上可再生能源發電，并將電應用于水電暖聯產，給長期駐守人員提供基本的水電暖供應。

本發明是這樣實現的，一種海上可再生能源用于海島水電暖供給的系統，包括燃油發電機、電能分配系統、水泵、供暖系統、反滲透海水淡化裝置、淡水箱、電解槽、海上可再生能源發電裝置以及二氧化碳氫化反應器；

所述燃油發電機用于往所述電能分配系統輸送電能，其電能輸出端與所述電能分配系統的電能輸入端連接；所述燃油發電機產生的高溫H₂O及CO₂輸送至所述供暖系統中，高溫H₂O及CO₂在所述供暖系統經過換熱后分離得到高濃度CO₂和冷凝水，冷凝水輸送至所述的淡水箱中，CO₂輸送至二氧化碳氫化反應器；

所述電能分配系統具有兩個供電支路，一個供電支路用于給所述水泵供電，另一供電支路作為海島上人員的生活用電；

所述水泵用于抽取海水至所述反滲透海水淡化裝置，所述反滲透海水淡化裝置用于淡化海水，其輸出的淡水輸送至所述淡水箱中；

所述淡水箱用于收集存儲所述供暖系統產生的水以及反滲透海水淡化裝置產生的淡水，所述淡水箱具有兩個供水支路，一個供水支路的淡水輸送至所述電解槽，另一供水支路的淡水輸送給海島上的人員使用；所述電解槽將水電解得到氫氣以及氧氣，其中，所述電解槽輸出的氧氣通入所述燃油發電機，輸出的氫氣通入所述二氧化碳氫化反應器；

所述海上可再生能源發電裝置產生的波動電能用于給所述電解槽供電，所述二氧化碳氫化反應器用于將氫氣以及CO₂合成碳氫燃料。

進一步的，還包括燃料箱，所述燃料箱用于存儲所述二氧化碳氫化反應器合成的碳氫燃料和額外補充的燃料，所述燃料箱的燃料輸出端與所述燃油發電機的燃料輸入端連接，為所述燃油發電機提供燃料。