[实用新型]近海风电水下制氢恒压储氢装置

说明书

本实用新型公开了一种近海风电水下制氢恒压储氢装置，该装置包括近海风力发电机、升压站、储氢站平台、临时储氢罐、储水罐、临时储氧罐、储氢气囊、储氧气囊、电解水装置、输水泵、电缆、连接管线和阀门，可实现将近海风机产生的过剩电能通过水下电解水装置将纯水分解为氢气和氧气，并储存至水下气囊中，提高氢气和氧气的储能密度，可消除因近海风电功率波动过大引起的对电网的冲击，本实用新型采用较低成本的水下气囊代替价格昂贵的陆上钢制储罐，气囊和电解氢装置内的工作压力恒定，有利于电解反应的安全进行，且水下气囊储气不受用陆上空间限制，可反复使用，具有寿命长、灵活性高的特点。

技术领域

本实用新型涉及风力发电和电解水制氢、储氢技术的交叉领域，具体涉及一种近海风电水下制氢恒压储氢装置。

背景技术

近海区域风能具有总储量大、可利用小时数长、风电投资经济性好的特点，但受到近海风速波动的影响，近海风电、海上风电的功率输出并不稳定，因此近海风电对沿岸省份电网体系存在系统性的冲击。氢气是重要的化工原料，制取氢气需要消耗大量的电能，如果能将过余的近海风电用于制取氢气，则可以大幅降低近海风电对沿海各省对局部电网的冲击。然而，若要实现大规模利用在近海区域过余风电制氢，就必须进一步降低氢气存储的成本和提高氢气存储的安全性。现有储氢成本很高，且易发生恶劣事故。如果可以将电解水制氢、储氢与近海风电机组结合，将制取的氢气和氧气储存在海平面以下的气囊中，则不仅会降低近海风电机组对电网的冲击，还将过余电能用于制取重要化工原料，同时降低电网对抽水储能电站、陆上空气储能电站或电池储能电站的建设和调峰需求。目前，尚无有效的水下制氢储氢技术方案能实现将过余近海风电转化为氢气能。如果能够开发一种低成本的水下制氢储氢技术，实现降低近海风电对电网的冲击，将能更加充分的利用近海风能为人类生产生活服务。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种近海风电水下制氢恒压储氢装置，可显著降低或消除现有海上风电功率波动过大而引起对电网的冲击。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

近海风电水下制氢恒压储氢装置，包括风力发电机1、风力机电缆2、升压站3、干路电缆4、储氢站电缆5、储氢站平台6、临时储氢罐7、储水罐8、临时储氧罐9、排氢管路10、注水管路11、排氧管路12、排氢阀13、注水阀14、排氧阀15、输氢管线16、输水管线17、输氧管线18、储氢气囊19、储氧气囊20、电解水装置21、输氢阀22、输水泵23、输氧阀24、储氢管路25、储氧管路26，其中风力发电机1为一个或多个通过风力机电缆2与升压站3相连，升压站3通过干路电缆4连接到外部电网，升压站3通过储氢站电缆5 与储氢站平台6相连，临时储氢罐7、储水罐8和临时储氧罐9固定于储氢站平台6上，排氢管路10、注水管路11、排氧管路12分别有一端置于空气中，排氢管路10的另一端与临时储氢罐7的出口相连，注水管路11的另一端与储水罐8的进口相连，排氧管路12的另一端与临时储氧罐9的出口相连，排氢阀13、注水阀14和排氧阀15分别安装于排氢管路10、注水管路11和排氧管路12上，储氢气囊19 通过输氢管线16与临时储氢罐7的进口相连，储氧气囊20通过输氧管线18与临时储氧罐9的进口相连，电解水装置21通过输水管线 17与储水罐8的出口相连，输氢阀22、输水泵23和输氧阀24分别安装于输氢管线16、输水管线17和输氧管线18上，电解水装置21 分别通过储氢管路25和储氧管路26与储氢气囊19和储氧气囊20相连。

所述一个或多个风力发电机1固定于海岸线两侧100公里范围内的近海区域。

所述储氢气囊19的个数大于等于1，且当储氢气囊19的个数大于1时，储氢气囊19间彼此相互连通，所述储氢气囊19固定于80 至1000米之间的某一固定深度。

所述储氧气囊20的个数大于等于1，且当储氧气囊20的个数大于1时，储氧气囊20间彼此相互连通，所述储氧气囊20固定于80 至1000米之间的某一固定深度。