[发明专利]一种长距离输水干渠工程光伏发电及氢储能系统

说明书

一种长距离输水干渠工程光伏发电及氢储能系统，包括光伏组件，光伏组件设置在沿渠道架设的位于渠道上方的支撑遮盖结构的顶面，光伏组件与控制器连接，控制器布置在输水干渠闸站内，控制器具有多个输出回路，控制器输出直流电压后分别连接到直流转换器、逆变器、氢气电解槽；逆变器与供水泵连接，供水泵采用交流水泵，供水泵布置在干渠内；氢气电解槽与储氢罐连接；供水泵与氢气电解槽连接。本发明采用输水干渠上方布置的光伏发电、电解制氢，并采用输水干渠中的水提供制氢所需的水源，同时将光伏电源通过DC‑DC转换器提供闸站内所需的直流电源。本发明是利用输水干渠的独特条件，提供一种全闭环的，环保、经济光伏发电及氢储能系统。

技术领域

本发明属于水利工程机电技术领域，更具体地说是一种长距离输水干渠工程光伏发电及氢储能系统，是一种新的光伏发电及消纳方式，它适用于所有长距离输水干渠工程。

背景技术

现有的光伏发电工程，都需要占用大量土地，这样会产生一定的投资成本。

现有输水渠道，在输水的过程中会产生大量的蒸发，造成水资源浪费；在与大气接触过程中会受到粉尘等颗粒物的污染，使得水质变差。为此，有的输水工程会在渠道上方架设渠道支撑遮盖结构。对于长距离输水干渠工程，由于户外输水干渠在露天布置，渠道宽度可达几十米，长度也较长，因此具备大规模使用光伏发电的能力。若在该渠道支撑遮盖结构的顶部布置光伏板进行太阳能发电，可以利用光伏发电提供输水干渠闸站所需的电能，还可以解决光伏发电的占地问题，产生一定的经济效益。

但是光伏发电面临接入电网的问题，由于光伏发电的不可靠性，电网都要求光伏发电需要具备储能功能。传统的储能方案是设置化学储能电池，该方案的缺点：1.投资成本较高，电池的成本较高；2.对环境不友好，化学储能电池都会带来重金属污染的问题。

除上述的储能方式外，可以采用其他储能方式。比如氢储能，即采用光伏发电，电解制氢，作为光伏发电的消纳方式，但是电解氢需要提供水源，而输水工程可以提供制氢所需的水源，因此本发明是利用输水干渠的独特条件，提供一种全闭环的，环保、经济光伏发电及氢储能系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保、经济的长距离输水干渠工程光伏发电及氢储能系统，基于光伏发电的氢储能系统可以适用于长距离输水干渠工程，对能源的利用和存储具有重要意义，也进一步提升了输水工程的经济社会效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种长距离输水干渠工程光伏发电及氢储能系统，其特征在于，包括光伏组件，所述光伏组件设置在渠道上方架设的支撑遮盖结构的顶面，所述光伏组件与控制器连接，所述控制器布置在输水干渠闸站内，控制器具有多个输出回路，控制器输出直流电压后分别连接到直流转换器、逆变器、氢气电解槽；所述逆变器与供水泵连接，供水泵采用交流水泵，供水泵布置在干渠内；所述氢气电解槽与储氢罐连接；所述供水泵与氢气电解槽连接。

进一步的，所述光伏组件和控制器、逆变器(4)、供水泵(5)、直流转换器之间均采用电缆连接；所述供水泵和氢气电解槽采用输水管路连接，氢气电解槽和储氢罐之间用输氢管路连接。

进一步的，所述直流转换器包括DC-DC 220V转换器、DC-DC 48V转换器，光伏电源通过直流转换器提供闸站内所需的直流电源。

所述DC-DC 220V转换器，采用直流-直流转换，将光伏发电的直流转换为直流负荷需要的控制用直流电压220V；

所述DC-DC 48V转换器，采用直流-直流转换，将光伏发电的直流转换为通信直流负荷需要的直流电压48V。

进一步的，所述控制器输出电压为直流220V～1000V。