[发明专利]一种海上风电、电化工制氢储氢岛及控制方法

说明书

本发明提出一种海上风电、电化工制氢储氢岛及控制方法，包括风机杆塔、多只半潜式储气浮筒、半潜式储料浮筒、配电舱、电解水制氢舱、水下储能发电沉箱；其中，风机杆塔固定安装在配电舱顶部，配电舱底部安装在电解水制氢舱顶部，配电舱与电解水制氢舱均为原柱形刚性密封结构相互独立，浸没在海水中；多只半潜式储气浮筒和半潜式储料浮筒通过桥臂均匀分布安装在配电舱的上端，半潜于海水中，提供海上风电电化工制氢储氢岛的浮力；水下储能发电沉箱被锚定于海底，通过管道与多只半潜式储气浮筒连接、通过电缆与配电舱连接。本发明无人值守、低成本、相关技术成熟、可操作性强。

技术领域

本发明涉及一种属于新能源发电领域，具体涉及一种海上风电、电化工制氢储氢岛及控制方法。

背景技术

国家发改委发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》，到2025年，形成较为完善的氢能产业发展制度政策环境，产业创新能力显著提高，基本掌握核心技术和制造工艺，初步建立较为完整的供应链和产业体系。可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，成为新增氢能消费的重要组成部分，实现二氧化碳减排100-200万吨/年。

规划指出，加快提高可再生能源制氢转化效率和单台装置制氢规模，突破氢能基础设施环节关键核心技术。开发临氢设备关键影响因素监测与测试技术，加大制、储、输、用氢全链条安全技术开发应。

然而陆地，制氢存在如下的问题：电力资源：制氢是用电大户占据电网之源；安全方面需要相对较大的土地面积；储氢的承压容器需要安全可靠，需要一定的空间；

自然灾害中洪水、泥石流、火灾、急剧变化的气候等自然灾害频发；人员进出难以避免。

按《2021年中国海洋经济统计公报》最新数据，目前我国海洋清洁能源开发势头强劲，2021年全国海上风力发电新增并网容量1690万千瓦，同比增长4.5倍，累计容量跃居世界第一。

我国海上风力发电新增容量连续多年领跑全球。据国际能源署预测，2040年我国海上风力发电装机容量将与整个欧盟相当，减排能力将进一步提升。

21世纪的未来就是海洋的未来，今后我国的海上风力发电机组如果发展起来，对于化石燃料的依赖就越来越少了，这意味着中国在实现双碳目标的路上，即将更进一步。由此提出海上风电、电化工制氢储氢岛，依托海洋水深压力、恒温、开阔水域、风力和水源，将海上风电、制氢、水下沉箱储能发电相互融合，充分挖掘所属特性和优势，特性、功能相互利用，部件复用，摆脱上述制氢的问题提出。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种海上风电、电化工制氢储氢岛及控制方法，依托海洋水深压力、恒温、开阔水域、风力和水源，将海上风电、制氢、水下沉箱储能发电相互融合，充分挖掘所属特性和优势，特性、功能相互利用，部件复用，摆脱陆地制氢存在的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种海上风电、电化工制氢储氢岛，包括风机杆塔、多只半潜式储气浮筒、半潜式储料浮筒、配电舱、电解水制氢舱、水下储能发电沉箱；

其中，风机杆塔固定安装在配电舱顶部，配电舱底部安装在电解水制氢舱顶部，配电舱与电解水制氢舱均为原柱形刚性密封结构相互独立，浸没在海水中；多只半潜式储气浮筒和半潜式储料浮筒通过桥臂均匀分布安装在配电舱的上端，半潜于海水中，提供海上风电、电化工制氢储氢岛的浮力；水下储能发电沉箱被锚定于海底，通过管道与多只半潜式储气浮筒连接、通过电缆与配电舱连接；所述的多只半潜式储气浮筒包括半潜式储氢气浮筒、半潜式储氧气浮筒；电解水制氢舱置于风机杆塔、配电舱下部；所述的水下储能发电沉箱包括氢水下储能发电沉箱和氧水下储能发电沉箱，氢水下储能发电沉箱和氧水下储能发电沉箱为长方体或罐体形状结构，彼此相互连接；所述的风机杆塔用于放置风力发电机平台的塔架浮于水面，固定安装在配电舱之上。

进一步地，所述半潜式储氢气浮筒为圆柱形刚性结构，通过第一桥臂与配电舱连接，半潜在海水中；