[实用新型]一种模块化发电系统

摘要

本实用新型揭示了一种模块化发电系统，所述模块化发电系统包括壳体、富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容、主控装置；所述富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容、主控装置设置于壳体内；所述主控装置分别连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容；富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容依次连接；所述壳体内分为若干区域，第一区域设置制氢原料，第二区域设置富氢制备装置、高纯氢提纯装置，第三区域设置氢燃料电池，第四区域设置超级电容及主控装置。本实用新型提出的模块化发电系统，可加快发电系统的启动时间，且能克服氢气源不稳定带来的浪费，提高发电转化率。

主权项

1.一种模块化发电系统，其特征在于，所述模块化发电系统包括：壳体、富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容、主控装置；所述富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容、主控装置设置于壳体内；所述主控装置分别连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容；富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容依次连接；所述壳体内分为若干区域，第一区域设置制氢原料，第二区域设置富氢制备装置、高纯氢提纯装置，第三区域设置氢燃料电池，第四区域设置超级电容及主控装置；各区域之间通过镂空的隔离机构隔开，第一区域与第二区域之间连有原料输送管路，原料输送管路连接有液体输送泵；第二区域与第三区域之间连有氢气输送管路，氢气输送管路设有电磁阀，该电磁阀连接主控装置；第四区域与第一区域、第二区域、第三区域之间分别设有电缆；所述壳体外部设有控制按键、显示屏、用电接口，所述控制按键、显示屏分别连接主控装置，控制按键向主控装置发送控制信号，显示屏用以展示设定信息；所述用电接口连接超级电容，能将超级电容存储的电能输送给用电终端；所述富氢制备装置包括保温壳体、气化机构、重整室、燃烧室，气化机构、重整室、燃烧室设置于所述保温壳体内；气化机构、重整室、燃烧室、高纯氢提纯装置内分别设有温度传感器，各温度传感器分别连接主控装置；所述气化机构包括气化管路，重整室通过一中空筒体实现，中空部分作为燃烧室，中空筒体包括筒体外壁、筒体内壁，筒体外壁与筒体内壁之间设有催化剂，筒体外壁与筒体内壁之间作为重整室；所述气化管路缠绕于筒体内壁内或/和缠绕于筒体外壁外或/和设置于筒体外壁与筒体内壁之间；所述高纯氢提纯装置的主体设置于中空筒体内，借助中空筒体的中空部分在燃烧室燃烧实现加热；所述气化管路包括气化管路入口、气化管路出口，所述重整室包括重整室入口、重整室出口，所述高纯氢提纯装置设有富氢入口、高纯氢出口、余气出口；所述气化管路入口连接原料输送管路，所述气化管路出口连接重整室入口，重整室出口连接富氢入口；所述高纯氢出口连接氢燃料电池，所述余气出口接入燃烧室燃烧；所述燃烧室设有第一含氧气体入口、尾气排放口；所述富氢制备装置包括启动装置，启动装置连接原料输送管路，原料输送管路分别通过管路连接启动装置及气化管路；原料输送管路与启动装置之间设有电磁阀，原料输送管路与气化管路之间设有电磁阀；所述启动装置将甲醇水液体原料输送至燃烧室底部的点火机构点火燃烧，点火机构通过蓄电装置供电；所述氢燃料电池包括氢燃料电池本体、DC‑DC电路，氢燃料电池本体设有氢气入口、第二含氧气体入口，氢气入口连接所述高纯氢出口；所述氢燃料电池本体利用接收的氢气及含氧气体发生电化学反应发出直流电；所述氢燃料电池本体连接所述DC‑DC电路，DC‑DC电路将氢燃料电池本体发出的直流电进行电压转换；所述超级电容连接所述DC‑DC电路，将氢燃料电池通过DC‑DC电路输送的电能存储起来，在用电终端需要用电时输出电能；所述主控装置包括氢制备控制电路、氢燃料电池控制电路、超级电容充放电控制电路，所述氢制备控制电路连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置，所述氢燃料电池控制电路连接氢燃料电池，所述超级电容充放电控制电路连接所述超级电容；所述富氢制备装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，高纯氢提纯装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器；所述氢制备控制电路分别连接富氢制备装置及高纯氢提纯装置的各个传感器、各个电磁阀、液体输送泵，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀、液体输送泵的动作；所述氢燃料电池内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，所述氢燃料电池控制电路分别连接氢燃料电池的各个传感器、各个电磁阀、DC‑DC电路，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀的动作，同时控制DC‑DC电路的工作；所述超级电容充放电控制电路包括充电电路、放电欠压保护电路；所述充电电路包括充电控制电路、PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路；充电控制电路分别连接PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路；所述放电欠压保护电路包括放电控制电路、基准电压产生电路、电压取样电路、开关管；放电控制电路分别连接基准电压产生电路、电压取样电路、开关管；所述DC‑DC电路包括第一DC‑DC变换电路、第二DC‑DC变换电路、第三DC‑DC变换电路；第一DC‑DC变换电路，用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第二电源电压——5V直流电压；第一DC‑DC变换电路包括第二芯片U2、第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第八电阻R8；第二芯片U2为开关电源转换芯片；所述第二芯片U2的第一管脚连接第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端连接第二芯片U2的第八管脚、第一电感L1的第一端、第一二极管D1的负极；所述第一二极管D1的正极接地；所述第二芯片U2的第六管脚接地，第二芯片U2的第七管脚连接第一电源电压——24V直流电压、第四电容C4的第一端，第四电容C4的第二端接地；第一电感L1的第二端连接第二电源电压——5V直流电压、第二电容C2的第一端、第二电阻R2的第一端、第一电阻R1的第一端、第三电阻R3的第一端；第二电容C2的第二端接地，第二芯片U2的第四管连接第二电阻R2的第二端、第八电阻R8的第一端，第三电阻R3的第二端连接第二二极管D2的正极，第八电阻R8的第二端、第二二极管D2的负极接地；第二DC‑DC变换电路，用以将第二电源电压——5V直流电压变换为第三电源电压——3.3V直流电压；第二DC‑DC变换电路包括第一芯片U1、第五电容C5、第三电容C3、第六电容C6、第七电容C7、第三二极管D3、第五电阻R5、第六电阻R6；第一芯片U1为降压芯片；第二电源电压——5V直流电压连接第一芯片U1的第三管脚、第五电容C5的第一端、第三电容C3的第一端；第三电源电压——3.3V直流电压连接第六电容C6的第一端、第七电容C7的第一端、第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端，第六电阻R6的第二端连接第三二极管D3的正极；第五电容C5的第二端、第三电容C3的第二端、第一芯片U1的第一管脚、第六电容C6的第二端、第七电容C7的第二端、第三二极管D3的负极接地；第三DC‑DC变换电路，用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第四电源电压——12V直流电压；第三DC‑DC变换电路包括第四芯片U4、第八电容C8、第十电容C10、第九电容C9；第一电源电压连接第四芯片U4的第一管脚、第八电容C8的第一端；第四电源电压连接第四芯片U4的第三管脚、第十电容C10的第一端、第九电容C9的第一端；第八电容C8的第二端、第四芯片U4的第二管脚、第十电容C10的第二端、第九电容C9的第二端接地。