[发明专利]一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统

权利要求书

1.一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统，其特征在于，包括太阳能光伏板与太阳能热水器两个太阳能利用装置，太阳能光伏板与DC/DC转化器相连接，将太阳能光伏板所发的电进行变压，变压到适合逆变器逆变以及电解池电解所需要的电压，然后接入控制器中；

控制器分别与氢储能单元和汇流箱相连，通过控制器将太阳能光伏板所发的电一部分输送至汇流箱经逆变器后供净零能耗建筑正常使用，多余的电量用来电解水制氢，并储存起来，在阴天或者夜间通过SOFC燃料电池的反应进行发电，输送至汇流箱经逆变器后供净零能耗建筑使用；

在SOFC燃料电池反应后产生的大量余热通过换热器换热产生热水后，将热水送入生活热水箱中供家庭洗浴所使用，晴天时太阳能热水器产生的热水也送入生活热水箱中；

在连续阴雨天时，采用乙醇和水重整制氢法进行制氢，为SOFC燃料电池补充氢气进行发电。

2.根据权利要求1所述的一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统，其特征在于，氢储能单元的输出端通过汇流箱汇流后与逆变器相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统，其特征在于，氢储能单元包括PEM电解池和SOFC燃料电池，PEM电解池的正负极与控制器相连，通过控制器将晴天时太阳能光伏板所发的多余电量通入电解池中电解水制氢，并将制取的氢气储存起来，在夜间和阴雨天气时通过SOFC燃料电池发电，并将所发的电经汇流箱汇流后，输送至逆变器。

4.根据权利要求1所述的一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统，其特征在于，氢储能单元还包括氢分离器、脱氧塔、过滤器和储氢罐，PEM电解池的阴极依次与上述设备连接，在使用时需要通入冷却水。

5.根据权利要求1所述的一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统，其特征在于，氢储能单元还包括氧分离器和氧气罐，PEM电解池的阳极依次与上述设备相连，在使用时需要通入冷却水。

6.根据权利要求1所述的一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统，其特征在于，氢储能单元还包括电解池水循环装置，水循环装置向PEM电解池中补充纯水；通过集水器将氢分离器和氧分离器中分离出来的凝结水进行收集，凝结水在进入集水器前要先进行过滤；并且还通过水箱向集水器中补充纯水，通过循环泵将集水器中的纯水送入电解池中，再送入电解池前需要将水通入去离子器中，去除掉水中的其他离子来保证电解过程的正常进行。

7.根据权利要求1所述的一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统，其特征在于，氢储能单元还包括氢气补充装置，将乙醇和水混合物通入重整器中重整制氢，制得的氢气直接通入SOFC燃料电池中进行发电。

8.根据权利要求1所述的一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统，其特征在于，氢储能单元还包括换热装置，将SOFC燃料电池运行时产生的余热加以利用，为家庭提供生活热水，提高SOFC燃料电池的运行效率。

9.根据权利要求1所述的一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统，其特征在于，储氢罐与SOFC燃料电池之间通过管道相连接，该管道上安装有由控制器控制的电磁阀，控制着H₂的供给，并且在SOFC燃料电池的H₂入口处还安装有H₂补充装置，由控制器控制着其启闭。

10.根据权利要求1所述的一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源系统，其特征在于，氧气罐与SOFC燃料电池之间通过管道相连接，该管道上安装有由控制器控制的电磁阀，控制着O₂的供给，并且在SOFC燃料电池的O₂入口处还安装有空气补充管道，当氧气罐中O₂量不足时可以向燃料电池中供给空气，以维持正常反应，用电磁阀控制着空气补充管道的启闭。