[发明专利]用于通过自主混合站对设备进行供电的方法

说明书

本发明涉及一种用于通过系统(1)对设备(2)进行供电的方法，所述系统(1)包括间歇性电源(10)、电存储装置(11)、燃料电池(12)和用于产生所述燃料(13)的电化学单元，其特征在于，所述方法包括由控制模块(30)实施的步骤，所述步骤为：(a)取决于由所述设备(2)消耗的电力和由所述间歇性电源(10)供应的电力确定所述系统(1)的电力余量；(b)接收表示在安全周期期间所述电力余量的稳定性的数据；(c)控制所述燃料电池(12)和所述电化学单元(13)，其方式使得：在所述电力余量大于第一阈值且所述数据不是所述电力余量的后续降低的特性时启动所述电化学单元(13)；在所述电力余量小于第二阈值且所述数据不是所述电力余量的后续增大的特性时，启动所述燃料电池(12)，所述第二阈值小于所述第一阈值。

技术领域

本发明涉及所谓的自主混合站的领域，所述自主混合站组合至少一个间歇性电源、用于产生化学燃料的至少一个电化学单元、至少一个燃料电池和电存储装置。

更确切地说，本发明涉及一种控制这种自主站的方法。

背景技术

在大力开发可再生能量的情形中，对电气设施的灵活性的需求在增长。

不同于核电站，基本上由风能和太阳能代表的这些可再生能量实际上并不会实现恒定和规律产量，且这会引起相关联产量的可变性和可预测性的问题。这会导致极短期风险的急剧增加。

出于此原因，已知将可再生能源与例如蓄电池等电存储装置联接，且在适当情况下，与例如发电机等辅助电源联接，以当电池和可再生能源均无法提供它们所预期的足够电流以供使用的时刻进行补偿。

这些系统形成自主站，有时适合于简单运输(例如安装在车轮上)，所述自主站可例如被如此可靠地部署以向远程区域供电。

具体地说，已经提出使用燃料电池作为发电源且向站添加电化学单元，所述电化学单元产生用于所述电池的燃料。此类站被称为自主混合站。

燃料电池是发电机，其中结合氧化剂(例如空气中的分子氧)在另一电极上的还原而在一个电极上执行还原剂燃料(例如二氢)的氧化。

因此，就二氢而言，通过以下氧化还原反应管制燃料电池(其实例在图1中所示出)的操作：

-在阳极处：2 H₂→4 H⁺+4 e^-

-在阴极处：O₂+4 H⁺+4 e^-→2 H₂O

在阳极处产生的电子流可因此在被重新布线到阴极之前供应电荷。

产生燃料的相关联化学单元通常是“迫使”在电流效应下发生逆氧化还原反应的电解器。电解原理可概述为以下等式：2 H2O+电→2 H2+O2。应注意，根据需要存在能够消耗或产生电流(且因此能够分别产生或消耗二氢)的其它“可逆”燃料电池。

因此，二氢(或另一化学燃料)可用作电能的化学存储装置。电流被产生或消耗以便使站的电产量适应间歇性电源和蓄电池的电力需求和水平。

在此方面，申请FR2972867提出一种用于管理这种自主站中的能量的方法，其中仅在蓄电池被充电时产生氢，同时对在需要的情况下使用蓄电池给予优先权，仅在蓄电池达到其深度放电阈值时才使用燃料电池。换句话说，当蓄电池的可用电力介于高阈值与低阈值之间时使用所述蓄电池，仅在蓄电池分别高于高阈值或低于低阈值时才使用电解器或燃料电池。

此方案是令人满意的且优化了系统的总效率。

然而，应认识到，这可能使燃料电池或电解器过早老化。实际上，这些装置(和一般而言电化学元件)适合于缓慢操作循环，且如果在接通与切断之间——且反之亦然——存在的时间过少就会经历使其受损的“电涌”。