[发明专利]一种模块化电-氢耦合能源系统及方法

说明书

本发明公开一种模块化电‑氢耦合能源系统及方法，涉及能源技术技术领域，以解决电‑冷‑氢之间的耦合的问题。该模块化电‑氢耦合能源系统包括：光伏发电设备、电解水制氢设备、氢燃料电池以及用于产生冷负荷的余热利用单元，光伏发电设备的电源接口与电解水制氢设备的电源接口电连接，电解水制氢设备的出气口与氢燃料电池的进气口连通，氢燃料电池的热能出口与余热利用单元的热能入口连通。该模块化电‑氢耦合方法用于实现电‑冷‑氢之间的耦合。本发明提供的模块化电‑氢耦合能源系统及方法用于实现电‑冷‑氢之间的耦合。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种模块化电-氢耦合能源系统及方法。

背景技术

随着煤炭的逐步减量，可再生能源与清洁能源在能源比例中迅速增加，以多能互补、电冷热联供为主要形式的分布式能源系统将在国家能源体系中发挥越来越重要的作用。

分布式能源系统作为一项先进的节能减排技术，直接面向用户，冷、热、电就地转化消纳，具有与可再生能源互补、实现能源高效梯级利用的巨大潜力，如何实现电-冷-氢之间的耦合成为当前亟待解决的问题，对建设清洁低碳、安全高效现代能源体系具有重要的现实意义和深远的战略意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化电-氢耦合能源系统及方法，用于实现电-冷-氢之间的耦合。

第一方面，本发明提供了一种模块化电-氢耦合能源系统，包括：光伏发电设备、电解水制氢设备、氢燃料电池以及用于产生冷负荷的余热利用单元；

光伏发电设备的电源接口与电解水制氢设备的电源接口电连接，电解水制氢设备的出气口与氢燃料电池的进气口连通，氢燃料电池的热能出口与余热利用单元的热能入口连通。

与现有技术相比，本发明提供的模块化电-氢耦合能源系统中，光伏发电设备的电源接口与电解水制氢设备的电源接口电连接，使得光伏发电设备向电解水制氢设备供电的情况下，电解水制氢设备可以制取氢气。而电解水制氢设备的出气口与氢燃料电池的进气口连通，使得电解水制氢设备制取的氢气可以作为氢燃料电池的燃料，保证氢燃料电池发电。同时，氢燃料电池的热能出口与余热利用单元的热能入口连通，使得氢燃料电池运行过程中产生的热能资源供向余热利用单元，从而保证余热利用单元产生冷负荷。可见，本发明提供的电-氢耦合能源系统可以实现电-冷-氢耦合。

第二方面，本发明提供了一种模块化电-氢耦合方法，电-氢耦合方法包括：

在光伏发电设备向电解水制氢设备供电的情况下，电解水制氢设备向燃料电池提供燃料；

氢燃料电池向余热利用单元提供余热资源；

余热利用单元利用余热资源提供冷负荷。

与现有技术相比，本发明提供的电-氢耦合方法的有益效果与上述技术方案所述模块化电-氢耦合能源系统的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中模块化电-氢耦合能源系统的系统图；

图2为本发明实施例中模块化电-氢耦合能源系统的余热利用单元并联图；

图3为本发明实施例中模块化电-氢耦合方法的流程图。

附图标记：

101-光伏发电设备，102-电解水制氢设备，103-氢燃料电池，104-余热利用单元，1041-吸收式制冷机，1042-吸收式除湿机，105-储氢设备，106-排烟设备，107-冷却设备。

具体实施方式