[發明專利]一種固體氧化物電解池系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202211627616.2
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN116145162A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 張建寶;于霄;胡浩然
• 申請（專利權）人: 北京思偉特新能源科技有限公司
• 主分類號: C25B9/60
• 分類號: C25B9/60;C25B15/02;C25B15/08;C25B1/042
• 代理公司: 北京共騰律師事務所 16031
• 代理人: 劉薇

1.一種固體氧化物電解池系統，其特征在于，所述系統包括：

固體氧化物電解池組，包括陰極和陽極；

空氣供給部，與所述固體氧化物電解池組陽極連接；

氫氣供給部，與所述固體氧化物電解池組陰極連接；

水供給部，與所述固體氧化物電解池陰極連接；

控制單元，與所述空氣供給部、氫氣供給部以及水供給部連接；

其中，所述控制單元用于當所述固體氧化物電解池組陽極入口壓力小于或大于第一設定壓力時調整進入所述固體氧化物電解池組的空氣流速，且當所述固體氧化物電解池組陽極出口與陰極出口壓力差小于或大于第二設定壓力時調整所述固體氧化物電解池組的水流量。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述空氣供給部包括用于給所述固體氧化物電解池組提供空氣的鼓風機，所述鼓風機與所述固體氧化物電解池組陽極入口連接，所述控制單元用于根據所述固體氧化物電解池組陽極出口與陰極出口壓力差以及第一控制微分常數P1與第一控制積分常數I1調整進入所述固體氧化物電解池的空氣流速；

所述控制單元用于根據如下公式調整進入所述固體氧化物電解池組的空氣流速：

其中，e(t1)為陽極入口壓力與第一設定壓力的差值，P1為第一控制微分常數，I1為第一控制積分常數。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述水供給部包括用于給所述固體氧化物電解池組提供水的水泵和用于控制所述固體氧化物電解池組陽極出口尾氣進行熱交換的比例閥以及冷卻單元，所述水泵與所述固體氧化物電解池組陰極入口連接，所述比例閥一端與所述固體氧化物電解池組陽極出口連接，另一端與所述冷卻單元連接；

所述控制單元用于根據所述固體氧化物電解池組水流量與需求值比較結果調整所述水泵的轉速以及所述比例閥的開度。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述控制單元用于當所述固體氧化物電解池組水流量小于等于所述需求值時，關閉所述比例閥，根據所述陽極出口與陰極出口壓力差、第二控制微分常數以及第二控制積分常數調整所述水泵的轉速；

所述控制單元用于根據如下公式調整所述水泵的轉速：

其中，e(t2)為陽極出口與陰極出口壓力差，P2為第二控制微分常數，I2為第二控制積分常數。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述控制單元用于當所述固體氧化物電解池組水流量等于所述需求值時，調整所述水泵轉速不變，根據所述陽極出口與陰極出口壓力差、第三控制微分常數以及第三控制積分常數調整所述比例閥開度；

所述控制單元用于根據如下公式調整所述比例閥開度：

其中，e(t2)為陽極出口與陰極出口壓力差，P3為第三控制微分常，I3為第三控制積分常數。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括溫度調節部，所述溫度調節部一端與所述固體氧化物電解池組陽極出口連接，另一端分為兩路，一路與所述空氣供給部連接，另一端與所述水供給部連接。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述系統還包括驅動單元600，所述驅動單元600與所述控制單元連接，所述驅動單元600用于根據所述控制單元的指令驅動所述空氣供給部、氫氣供給部、水供給部以及溫度調節部工作。

8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述系統還包括電解電源，所述電解電源與所述固體氧化物電解池組連接，所述電解電源用于為所述固體氧化物電解池組提供電解能量。