[发明专利]一种可逆循环绿色能源转换系统及转换方法

摘要

本发明公开了一种可逆循环绿色能源转换系统及转换方法，系统集成了电化学发电和储能技术；包括对称固体氧化物燃料电池(SSOFC)发电系统、对称固体氧化物电解池(SSOEC)产氢系统、余热回收系统、气体分离系统、储氢系统、储氧系统、储水系统、高温水蒸气产生系统、辅助燃料系统、电力转换系统及相应控制系统。通过SSOFC发电系统将化学能直接转化为电能，通过电力转换系统并入交流电网。由于SSOFC和SSOEC均采用了对称结构，整个系统可以改变气流方向使得SSOFC‑SSOEC系统变为SSOEC‑SSOFC系统，实现发电和储能的可逆转换。本发明可逆能源转换系统具有容量大、寿命长、成本低、能源转换效率高及环境友好等优势，且其各主要组成部分的技术较成熟，在新能源领域具有极其广阔的应用前景。

主权项

一种可逆循环绿色能源转换系统，其特征在于，包括：结构对称的固体氧化物燃料电池SSOFC和固体氧化物电解池SSOEC，所述结构对称的固体氧化物燃料电池SSOFC和固体氧化物电解池SSOEC阳极和阴极材料一致，电解质采用阳离子导体和质子导体的致密陶瓷薄膜；其中：固体氧化物燃料电池SSOFC，用于将发电产生电能为用户和固体氧化物电解池SSOEC的产氢系统提供电能；固体氧化物电解池SSOEC，用于在电极材料的催化作用下将高温水蒸气生成氢气和氧气；燃料供给控制系统，通过控制燃料气的流速将燃料气提供给固体氧化物燃料电池SSOFC的发电电池堆；热管理系统，用于将固体氧化物燃料电池SSOFC的发电电池堆所产生的热量回收，为高温水蒸气产生系统提供热源；氧化气供给控制系统，用于收集固体氧化物电解池SSOEC的产氢系统阳极侧所产生的氧气，为固体氧化物燃料电池SSOFC的发电电池堆供氧；气体分离系统，用于将固体氧化物电解池SSOEC的产氢系统产生氢气和水蒸汽混合气进行干燥、分离，为固体氧化物燃料电池SSOFC的发电电池堆提供纯氢气；所述固体氧化物燃料电池SSOFC通过燃料供给控制系统与燃料存储罐相连通，固体氧化物燃料电池SSOFC一路连通热管理系统，另一路连通用户；热管理系统经高温水蒸气产生系统连通水蒸气供给控制系统至固体氧化物电解池SSOEC，固体氧化物电解池SSOEC一路依次经氧化气供给控制系统、氧气循环系统连通至固体氧化物燃料电池SSOFC，另一路经气体分离系统连通燃料供给控制系统至固体氧化物燃料电池SSOFC；所述固体氧化物燃料电池SSOFC和固体氧化物电解池SSOEC可互换使用。