[发明专利]一种新能源电解储能系统

权利要求书

1.一种新能源电解储能系统，其特征在于，包括：可再生固体氧化物燃料电池、相变储能装置、新能源发电装置、功率适配器、燃料罐和水箱；

所述可再生固体氧化物燃料电池，用于高温电解制取燃料与采用制取的燃料进行高温发电；所述新能源发电装置，用于将新能源和一次能源转化为电力；所述相变储能装置，用于管理该新能源电解储能系统运行中产生的热量；所述功率适配器，用于将新能源电力转化为适用于所述可再生固体氧化物燃料电池电解的直流电；所述燃料罐，用于储存可再生固体氧化物燃料电池电解制备的H₂、CO和CH₄燃料；所述水箱，用于为可再生固体氧化物燃料电池电解提供水源和收集可再生固体氧化物燃料电池发电产生的水，形成新能源电解储能系统的独立水源；

所述相变储能装置为高温电解制取燃料的所述可再生固体氧化物燃料电池提供高温蒸汽和电解反应所需热能，以及收集可再生固体氧化物燃料电池高温发电而产生的废热；

所述高温电解制取燃料具体包括：新能源电力经过电能调制，以变电压直流电的方式供给可再生固体氧化物燃料电池，使得可再生固体氧化物燃料电池进行高温蒸汽电解制取H₂、CO和CH₄燃料；

所述采用制取的燃料进行高温发电具体包括：制得的湿燃料经过干燥冷凝脱水后进入燃料罐存储，冷凝水回收在水箱中，湿燃料中的废热回收于相变储能装置之中，电解过程中产生的氧气经过余热回收后直接排空；

当需要电力时，将制取的H₂、CO和CH₄燃料直接供给可再生固体氧化物燃料电池的燃料电极，并向可再生固体氧化物燃料电池的氧电极通入空气，由相变储能装置提供启动热量，将可再生固体氧化物燃料电池预热到一定温度后开始发电；

伴随发电的同时，燃料电极的产物水和废热，以及空气电极的废热分别回收到水箱和相变储能装置之中。

2.如权利要求1所述的一种新能源电解储能系统，其特征在于，制取燃料的速率随着新能源电力功率而波动，当新能源电力功率增大时，电解电压增大，燃料制取速率增加；

在电解过程中，可再生固体氧化物燃料电池的燃料电极侧通入水蒸气或者水蒸气与CO₂的混合物进行电化学还原反应。

3.如权利要求2所述的一种新能源电解储能系统，其特征在于，所述水蒸气由相变储能装置中的热能加热水箱中的液态水制得。

4. 如权利要求1-3任一所述的一种新能源电解储能系统，其特征在于，所述新能源电解储能系统的控制策略包括：

（1）热管理控制策略：通过相变储能装置对新能源电解储能系统的热量进

行管理；

当可再生固体氧化物燃料电池电解制取燃料时，通过相变储能装置提供热量；当可再生固体氧化物燃料电池发电时，通过相变储能装置回收余热，同时相变储能装置中的热能通过新能源热来进行补充；

（2）可再生固体氧化物燃料电池控制策略：在储能过程中，新能源电解储能系统中的可再生固体氧化物燃料电池转入电解模式；

在发电过程中，新能源电解储能系统中的可再生固体氧化物燃料电池转入发电模式；

（3）水管理控制策略：新能源电解储能系统中电解所需的水源通过可再生固体氧化物燃料电池发电回收的冷凝水进行补充。