[发明专利]一种基于光、气、氢、储的多能互补分布式能源供能方法与系统

说明书

本发明公开了一种基于光、气、氢、储的多能互补分布式能源供能方法与系统，分布式能源系统通过天然气和空气混合进入内燃机中做功，产生电能、热能和冷能；燃料电池供能系统通过燃料电池将化学能转化为电能；太阳能光伏系统将光照辐射能转化为电能输出；三个子系统的输出电能一部分利用电解槽制取氢气，作为燃料电池和内燃机的燃料气，另一部分储存在蓄电池中，作为备用电能使用。本发明利用太阳能光伏和天然气分布式能源进行供能，输出的电能根据优先级不同分别自发自用、余电制氢、储电，氢气作为燃料电池供能系统和天然气分布式能源系统的输入燃料，既能达到满足用户的用能需求，又同时能满足燃料的自给自足，提高了能源的利用综合利用率。

技术领域

本发明属于分布式能源领域，涉及一种基于光、气、氢、储的多能互补分布式能源供能方法与系统。

背景技术

太阳光伏系统是利用光伏半导体材料的光生伏打效应而将太阳能转化为直流电能的设施。光伏设施的核心是太阳能电池板。由于近年来各国都在积极推动可再生能源的应用，光伏产业的发展十分迅速。

氢能作为一种二次能源，具有密度小、导热系数高、点燃快、储值密度高、无污染、配置灵活、用途广泛等特点。氢能是一种战略性高效清洁能源，其产业发展受到世界各国的关注和重视。氢储能作为一种新型的储能方式，一种多用途能源载体，有效解决偏远地区用电问题，此外还可以提高电网相关指标。

燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高，燃料电池没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是非常有发展前途的发电技术。

储能技术主要有机械储能、电能直接存储和电化学储能等，电化学储能技术主要特点有响应速度快，充放电效率高，循环寿命长，安全性好，成本低术，配置灵活，安装建设方便等，应用领域更加宽广。

多能互补系统是传统分布式能源应用的拓展，是一体化整合理念在能源系统工程领域的具象化，使得分布式能源的应用由点扩展到面，由局部走向系统，在系统高度上按照不同能源品位的高低进行综合互补利用，并统筹安排好各种能量之间的配合关系与转换使用，以取得最合理能源利用效果与效益。

综上所述，将光伏、天然气、氢能、储能耦合在一起的多能互补能源供能系统能够实现能源与环境的可持续发展，提高能源的利用效率。

发明内容

本发明提出了一种基于光、气、氢、储的多能互补分布式能源供能方法与系统，目的是利用太阳能光伏和天然气分布式能源进行供能，输出的电能根据优先级不同分别自发自用、余电制氢、储电，氢气作为燃料电池供能系统和天然气分布式能源系统的输入燃料，既能达到满足用户的用能需求，又同时能满足燃料的自给自足，提高了能源的利用综合利用率。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于光、气、氢、储的多能互补分布式能源供能方法，其特征是，以天然气为主要燃料的分布式能源系统，通过天然气和空气混合进入内燃机中做功，产生电能、热能和冷能；以氢气、空气、天然气为主要燃料的燃料电池供能系统，通过燃料电池将化学能转化为电能；太阳能光伏系统将光照辐射能转化为电能输出；所述分布式能源系统、燃料电池供能系统和太阳能光伏系统三个子系统的输出电能一部分利用电解槽制取氢气，作为燃料电池和内燃机的燃料气，另一部分储存在蓄电池中，作为备用电能使用。

进一步的，基于光、气、氢、储的多能互补分布式能源供能方法，其特征是，其工作流程如下：太阳能光伏系统中太阳能光伏设备通过接收太阳能光辐射产生电能，通过逆变器输出电能，电能一部分进入到蓄电池中，一部分满足用户负荷，剩余的电能或蓄电池释放的电能进入到电解槽中制取氢气并储存在氢气储罐中，氢气一部分作为燃料电池供能系统中燃料电池的输入燃料，另一部分作为天然气分布式能源系统中内燃机的输入燃料，氢气和天然气按照一定的比例进入到内燃机中，通过做功产生电能，余热利用产生热能和冷能；当停电或者是电负荷需求不能满足时，蓄电池中的电能被释放出来，满足电能需求。