[发明专利]一种利用可再生能源的自支持加氢站

说明书

本发明提供了一种利用可再生能源的自支持加氢站，包括可再生能源发电装置、电能接入/整流/配电子系统、电解池、蓄水罐、储氢系统、氢气加注机，以及燃料电池系统；其中所述加氢站包括有接入可再生能源的第一运行模式和无可再生能源的第二运行模式。根据本发明的自支持加氢站中氢气的生产制备的和加氢站的运行结合了可再生能源的动态特性，能够维持在无可再生能源接入时的正常运转和氢气加注。

技术领域

本发明涉及一种用于氢能源汽车的加氢站，特别是具有制氢储氢能力的自支持加氢站。

背景技术

现有技术的加氢站及加氢站设计中，氢气的来源主要通过天然气重整等高碳排放化工过程生产制备；氢气的运输主要依靠远程高压氢气运输或液态氢气运输至加氢站，实现对氢能源汽车的服务。氢气生产和运输的成本高且伴随有较高的二氧化碳排放和其他污染物排放。随着氢能燃料电池汽车的普及，加氢站网络需要达到类似加油站分布网络以增加氢能燃料电池汽车的续航和覆盖能力。在偏远站或市电接入困难的站点，需要加氢站同时具有现场制氢储氢的能力及提供自身电力能耗的能力。目前，已经有利用可再生能源提供电力输入的加氢站。

然而，可再生能源的利用需要解决动态功率跟随的技术问题。风能有季节性，日间动态性和瞬时动态性，可在短时间内由全功率输出变为零输出（无风）；光伏输出有明显的日间性和季节性，夜间的输出为零。

自支持加氢站中氢气的生产制备的和加氢站的运行必需结合可再生能源的动态特性，维持在无可再生能源接入时的正常运转和氢气加注。

公告号为CN103062619B的中国发明专利公开了一种机动车加氢站系统，其利用自然能源发电进而电解产生氢气，但该系统仍需要添加水或者燃料液，不能实现自支持。

公开号为CN103958955A的中国发明专利申请公开了一种用于进行氢供给的加氢站，其使用有机氢化物发生脱氢反应而获得氢，该系统的原料安全性较低，还可能对环境产生影响。

由此，需要一种能够克服动态功率跟随问题利用可再生能源且无需外部电力接入、无需外部氢气输入、无需水源接入的完全自支持的加氢站。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种能够克服动态功率跟随问题利用可再生能源且无需外部电力接入、无需外部氢气输入、无需水源接入的完全自支持的加氢站。

本发明的技术方案如下。

一种加氢站，包括可再生能源发电装置、电能接入/整流/配电子系统、电解池、蓄水罐、储氢系统、氢气加注机，以及燃料电池系统；其特征在于，所述加氢站具有第一运行模式和第二运行模式；

在所述第一运行模式中，所述可再生能源发电装置所产生的电能接入加氢站的电能接入/整流/配电子系统，通过所述电能接入/整流/配电子系统向加氢站中的用电装置提供直流电及交流电；其中直流电接入电解池，以在电解池中发生电解反应以产生氢气；同时，交流电接入配电总线；所述氢气存储于储氢系统的储氢罐中；所述的蓄水罐向所述电解池提供水源以进行电解水的电化学反应；

在所述第二运行模式中，所述可再生能源发电装置不产生电能接入加氢站，所述燃料电池系统使用所述储氢系统中的氢气发电；所述燃料电池系统产生的电能输出到电能接入/整流/配电子系统，从而向配电总线供电；同时，所述燃料电池系统的阳极产物中的水经冷凝后存储于所述蓄水罐中待用。

优选地，其中的电解池为质子交换膜电解池。

优选地，所述电解池能够通过电解水的电化学反应，产生氢气并输出至第一氢气压缩机；通过第一氢气压缩机及其附属的冷却器，高压氢气存储于储氢系统的储氢罐中。

优选地，有加氢需求时，所述储氢系统将氢气输出至第二氢气压缩机；所述储氢罐中的氢气通过所述第二氢气压缩机压缩输出至氢气加注机。