[发明专利]氢能和太阳能互补的热电联供系统及其工作方法

权利要求书

1.氢能和太阳能互补的热电联供系统，其特征在于，包括质子交换膜燃料电池发电系统、蒸气压缩式热泵系统、太阳能光伏发电系统、直流母线和蓄电池组，所述质子交换膜燃料电池发电系统、蒸气压缩式热泵系统、太阳能光伏发电系统和蓄电池组均与直流母线连接，所述质子交换膜燃料电池发电系统和太阳能光伏发电系统产生的电流通过直流母线储存在蓄电池组中或用于驱动蒸气压缩式热泵系统制热,同时,所述质子交换膜燃料电池发电系统的余热也被回收用于供热。

2.根据权利要求1所述的氢能和太阳能互补的热电联供系统，其特征在于，所述太阳能光伏发电系统包括太阳能光伏阵列、第一直流-直流变换器以及相应的连接导线，所述太阳能光伏阵列和第一直流-直流变换器之间设有第一开关，所述太阳能光伏阵列包括一个或多个太阳能电池组件，所述太阳能光伏阵列输出的直流电经第一直流-直流变换器转换为稳定直流电；所述太阳能光伏阵列具有输出正接线端子和输出负接线端子，所述第一直流-直流变换器具有输入正接线端子、输入负接线端子、输出正接线端子和输出负接线端子，所述太阳能光伏阵列的输出正接线端子接第一直流-直流变换器的输入正接线端子，所述太阳能光伏阵列的输出负接线端子接第一直流-直流变换器的输入负接线端子；所述第一直流-直流变换器的输出正接线端子接直流母线的正极导线，所述第一直流-直流变换器的输出负接线端子接直流母线的负极导线。

3.根据权利要求1所述的氢能和太阳能互补的热电联供系统，其特征在于，所述蒸气压缩式热泵系统包括直流制冷压缩机、冷凝器、节流元件、蒸发器、蒸发器风扇、第一水泵、热水储箱及相应的连接管路，所述直流制冷压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器通过管路依次连接，所述蒸发器风扇设在蒸发器的一侧，所述第一水泵的进口和热水储箱相连，所述第一水泵的出口和冷凝器的进水口相连，所述冷凝器的出水口和热水储箱相连；所述直流制冷压缩机、冷凝器、节流元件、蒸发器和连接它们的管路中充注有制冷剂，所述冷凝器是制冷剂和水的热交换器，所述蒸发器是制冷剂和空气的热交换器。

4.根据权利要求3所述的氢能和太阳能互补的热电联供系统，其特征在于，所述质子交换膜燃料电池发电系统包括质子交换膜燃料电池电堆、氢气供应系统、空气供应系统、第二直流-直流变换器、第二水泵、散热水箱、散热风扇、膨胀水箱、设于热水储箱内部的水换热器和相应的连接管路，所述质子交换膜燃料电池电堆连接氢气供应系统和空气供应系统，所述质子交换膜燃料电池电堆通过第二开关连接第二直流-直流变换器，所述质子交换膜燃料电池电堆的冷却水进口和第二水泵的出口相连，所述第二水泵的进口和散热水箱的进口相连，所述质子交换膜燃料电池电堆的冷却水出口连接散热水箱进口和水换热器的进口，所述水换热器的出口连接散热水箱的进口，所述散热风扇设在散热水箱的一侧，所述膨胀水箱连接第二水泵；所述直流制冷压缩机通过第三开关连接直流母线的正极导线和负极导线。

5.根据权利要求4所述的氢能和太阳能互补的热电联供系统，其特征在于，所述质子交换膜燃料电池电堆的冷却水出口和散热水箱进口的连接管道上设有第一阀，所述质子交换膜燃料电池电堆的冷却水出口和水换热器的进口的连接管道上设有第二阀，所述水换热器出口和散热水箱进口的连接管道上设有第三阀，所述质子交换膜燃料电池电堆具有输出正接线端子和输出负接线端子，所述第二直流-直流变换器具有输入正接线端子、输入负接线端子、输出正接线端子和输出负接线端子，所述质子交换膜燃料电池电堆的输出正接线端子和第二直流-直流变换器的输入正接线端子相连，所述质子交换膜燃料电池电堆的输出负接线端子和第二直流-直流变换器的输入负接线端子相连；所述第二直流-直流变换器的输出正接线端子接直流母线的正极导线，所述第二直流-直流变换器的输出负接线端子接直流母线的负极导线。

6.根据权利要求4所述的氢能和太阳能互补的热电联供系统，其特征在于，所述质子交换膜燃料电池电堆上设有氢气进口、氢气出口、空气进口和空气出口，所述质子交换膜燃料电池电堆通过氢气进口连接氢气供应系统供应氢气，所述质子交换膜燃料电池电堆通过空气进口连接空气供应系统供应空气，所述氢气和空气中的氧气反应产生直流电和水，所述直流电通过第二直流-直流变换器转换为稳定直流电，多余的氢气通过氢气出口排出，多余的空气和反应生成的水通过空气出口排出；所述蓄电池组包含一个或多个蓄电池，各个蓄电池的正极与直流母线的正极导线相连，各个蓄电池的负极与直流母线的负极导线相连。