[实用新型]一种模块式绿电制氢储用系统

说明书

本申请公开了一种模块式绿电制氢储用系统。该模块式绿电制氢储用系统包括两个模块式集装箱舱体，分别是储能控制电舱和绿氢储用氢舱；所述储能控制电舱内设有光伏逆变器和电池管理系统，所述光伏逆变器的输入端连接至光伏发电装置，所述光伏逆变器的输出端连接至对外供电接口、市电电网及所述电池管理系统；所述绿氢储用氢舱内设有PEM制氢装置、固态储氢装置、燃料电池及水箱；所述燃料电池电性连接至所述电池管理系统。本申请提供的模块式绿电制氢储用系统，可以通过模块化来减小设备的体积，进而提升其环境适应性、系统扩展性和稳定性。

技术领域

本申请涉及绿电制氢储用系统技术领域，具体涉及一种模块式绿电制氢储用系统。

背景技术

目前的绿电制氢储用系统，首先利用过剩的可再生电力电解水制取氢气，然后将氢气进行储存，再以氢燃料电池分布式能源为核心构建微电网，与常规电网、可再生能源互相耦合构建多能源互补的能源管理系统，同时向末端负载热电联拱，提高可再生能源利用率，提升用能的灵活性和安全性。

当前有工业化的大型绿电制氢储用系统，主要包括电解制氢子系统、储氢子系统和氢燃料电池子系统，由于系统和设备庞大，存在的问题和使用限制也比较多，主要包括以下四点：

1）非模块化装置。现有绿电制氢储系统用多为定制开发，没有模块化、标准化，所有零部件、装配过程、产品测试、系统调试等没有标准化，导致系统生产、运输、现场安装易出错率极高，不能与特定规模和容量的风力发电、光伏矩阵直接匹配。大型绿电制氢储用系统控制难度大，非模块化、标准化系统使控制软件和硬件开发成本高，难以形成机器学习和通讯系统的结合机制，对边远地区，不能实现系统完全自行运转并降低运维成本。

2）严酷环境适应性差。绿电制氢储用系统多在我国太阳辐射强烈的西北地区使用，环境温差大，无论PEM（质子交换膜，Proton Exchange Membrane,PEM）制氢及氢燃料电池，长时间低温会导致膜电极结冰，会使膜电极串漏造成不可逆损坏，从而影响设备寿命。此外，我国西北地区高寒多变以及高碱高硬的地表水，对于制氢装置有较大影响，会降低电解槽的性能和寿命。

3）系统扩展性受限。大型绿电制氢储用系统建成之后，多数在稳定状态下运行，很难根据末端负荷的变化进行设备的调整，扩展性受到限制，使用场景和运行策略不灵活。

4）系统运行稳定性低。绿电制氢储用系统较为复杂，水、电、气、热有不同的迟豫尺度，大型系统的迟滞更为明显，常规自控系统难以形成不同工作状态下系统的协调优化运行。为提升能源利用率，需要为不同模式下系统高效安全运行制定相应控制策略。

因此，亟需提供一种模块式的绿电制氢储用系统，来减小设备的体积，进而实现提升环境适应性、系统扩展性和稳定性是亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供一种模块式绿电制氢储用系统，可以通过模块化来减小设备的体积，进而解决提升其环境适应性、系统扩展性和稳定性差的技术问题。能够针对我国西北地区严酷环境下可再生能源资源利用中消纳的瓶颈，解决制约其经济和产业发展的共性关键问题。

本申请实施例提供一种模块式绿电制氢储用系统，包括两个模块式集装箱舱体，分别是储能控制电舱和绿氢储用氢舱；

其中所述储能控制电舱内设有光伏逆变器和电池管理系统，所述光伏逆变器的输入端连接至光伏发电装置，所述光伏逆变器的输出端连接至对外供电接口、市电电网及所述电池管理系统；所述对外供电接口连接至用户负载；

所述绿氢储用氢舱内设有PEM（质子交换膜，Proton Exchange Membrane,PEM）制氢装置、固态储氢装置、燃料电池及水箱；所述PEM制氢装置电性连接至所述光伏逆变器的输出端，且所述PEM制氢装置的输入端连接至所述水箱，所述PEM制氢装置的输出端连接至所述固态储氢装置，所述固态储氢装置的输出端连接至所述燃料电池，所述燃料电池的输出端连接至所述水箱，且所述燃料电池电性连接至所述电池管理系统。