[发明专利]一种能源综合利用系统及其设计方法

说明书

本发明提供一种能源综合利用系统及其设计方法，该方法包括：获取待设计的综合利用系统的用户信息和可再生能源的环境参数，所述用户信息至少包括用户年用电量；根据用户年用电量和可再生能源的环境参数计算获得可再生能源发电系统的发电设备的容量，根据所述发电设备的容量确定所述可再生能源发电系统；确定氢气制取系统的电解氢设备的等级，并根据所述发电设备的容量计算获得电解氢设备的水电解槽额定功率；根据所述额定功率确定所述氢气制备系统；确定氢气储存单元以及燃料电池系统。本发明通过进行统筹设计，可实现综合利用系统的科学设计，获得最佳能源利用效率、经济效益和安全效益。

技术领域

本发明涉及氢能利用技术领域，尤其涉及一种能源综合利用系统及其设计方法。

背景技术

随着节能环保的理念不断深入人心，可再生能源和清洁能源的利用越来越成为人们关注的重点。氢气点火能低、爆炸区间宽，极易燃爆，燃烧火焰呈蓝色，不易被发现。氢气比空气轻，在室内使用和储存时，漏气上升滞留屋顶不易排出，危险性很高，我国多次发生氢气燃爆的事故，造成较大人员伤亡和财产损失。氢能行业依靠个人经验、缺乏科学依据来设计氢能装置不足以及安全隐患。因此，如何实现能源的综合利用，以及如何通过进行能源综合利用系统的设计来获得最佳能源利用率、经济效益和安全效益已成为重点考虑的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能源综合利用系统及其设计方法，通过对综合利用系统进行统筹设计，提高能源利用效率、经济效益以及安全效益。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能源综合利用系统，包括：可再生能源发电系统、氢气制备系统、氢气储存单元、燃料电池系统，其中，

可再生能源发电系统用于利用可再生能源进行发电，产生发电量；

氢气制备系统用于可再生能源发电系统产生的发电量大于综合利用系统的用户的用电量时，利用余下的电力进行电解水制备氢气；

氢气储存单元用于储存所述氢气制备系统制备的氢气；

所述燃料电池系统用于所述可再生能源发电系统产生的发电量小于所述用户的用电量时，利用所述储存的氢气进行发电。

本发明还提供一种前述的综合利用系统的设计方法，包括如下步骤：

获取待设计的综合利用系统的用户信息和可再生能源的环境参数，所述用户信息至少包括用户年用电量；

根据用户年用电量和可再生能源的环境参数计算获得可再生能源发电系统的发电设备的容量，根据所述发电设备的容量确定所述可再生能源发电系统；

确定氢气制备系统的电解氢设备的等级，并根据所述发电设备的容量计算获得电解氢设备的水电解槽额定功率；根据所述额定功率确定所述氢气制备系统；

确定氢气储存单元以及燃料电池系统。

其中，所述可再生能源包括太阳能和风能，所述可再生能源发电系统包括太阳能发电系统和风能发电系统，太阳能环境参数包括本地最佳年辐照量、本地最佳日辐照量、本地太阳能光伏组件阵列最佳安装角度；风能环境参数包括本地风能年平均小时数、风力发电机组年利用系数和风能传输效率。

其中，所述根据用户年用电量和可再生能源的环境参数计算获得可再生能源发电系统的发电设备的容量，根据所述发电设备的容量确定所述可再生能源发电系统具体包括：

根据用户年用电量和太阳能环境参数计算获得太阳能光伏组件的功率，并根据太阳能光伏组件的功率确定太阳能光伏组件；

根据用户年用电量和风能环境参数计算获得风力发电机的功率，并根据风力发电机的功率确定风力发电机。

其中，所述根据用户年用电量和太阳能环境参数计算获得太阳能光伏组件的功率具体包括：