风电高温电解制氢系统和方法
专利汇可以提供风电高温电解制氢系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 风 电高温 电解 制氢系统和方法。所述系统包括：直流电源，将 风 力 发 电机 组的交流电整流为第一 电压 的直流电；交流电源，将风力 发电机组 的交流电变压为第二电压的交流电；高温超热 水 蒸气制备单元，基于交流电源的交流电制备超热水蒸气；辅助储热单元，接收交流电源的交流电以储存 能量 ；高温电解制氢单元，采用直流电源的直流电对高温超热水蒸气制备单元制备的超热水蒸气进行电解制氢；换热单元，在高温电解制氢单元和辅助储热单元进行热量交换，以使高温电解制氢单元维持在稳定的 温度 ，其中，当交流电源输出的交流电电压显著降低时，辅助储热单元将储存的能量供应给高温超热水蒸气制备单元，以使高温超热水蒸气制备单元稳定地输出超热水蒸气。，下面是风电高温电解制氢系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种风电高温电解制氢系统，包括：
直流电源，用于将风力发电机组发出的交流电整流为具有第一电压的直流电，并输出具有第一电压的直流电；
交流电源，用于将风力发电机组发出的交流电变压为具有第二电压的交流电，并输出具有第二电压的交流电；
高温超热水蒸气制备单元，基于交流电源输出的交流电来制备高温超热水蒸气；
辅助储热单元，接收交流电源输出的交流电以储存能量；
高温电解制氢单元，采用直流电源输出的直流电对高温超热水蒸气制备单元制备的高温超热水蒸气进行电解制氢；
换热单元，用于在高温电解制氢单元和辅助储热单元进行热量交换，以保证高温电解制氢单元维持在稳定的工作温度；
其中，当交流电源输出的交流电电压显著降低时，辅助储热单元将储存的能量供应给高温超热水蒸气制备单元，以使高温超热水蒸气制备单元基于交流电源输出的交流电和辅助储热单元供应的能量稳定地输出高温超热水蒸气。
2.根据权利要求1所述的风电高温电解制氢系统，其中，所述风力发电机组是永磁直驱发电机组。
3.根据权利要求2所述的风电高温电解制氢系统，其中，所述永磁直驱发电机组工作在非并网风电运行的状态。
4.根据权利要求1所述的风电高温电解制氢系统，其中，所述高温超热水蒸气为700℃到900℃的超热水蒸气。
5.根据权利要求1所述的风电高温电解制氢系统，其中，所述辅助储热单元采用熔融盐储热材料。
6.根据权利要求1所述的风电高温电解制氢系统，其中，所述高温电解制氢单元采用固体氧化物电解堆(SOEC)来实现。
7.根据权利要求1所述的风电高温电解制氢系统，其中，所述高温电解制氢单元的工作温度为700℃到900℃。
8.根据权利要求1所述的风电高温电解制氢系统，其中，所述第一电压 为36V，所述第二电压为380V。
9.一种风电高温电解制氢方法，包括：
直流电源将风力发电机组发出的交流电整流为具有第一电压的直流电，并输出具有第一电压的直流电；
交流电源将风力发电机组发出的交流电变压为具有第二电压的交流电，并输出具有第二电压的交流电；
辅助储热单元存储交流电源供应的能量；
辅助储热单元通过换热单元保证高温电解制氢单元维持在稳定的工作温度；
高温超热水蒸气制备单元基于交流电源提供的交流电将水从室温转换成高温超热水蒸气；
通过将高温超热水蒸气泵入高温电解制氢单元中的固体氧化物电解堆(SOEC)的阴极侧，并向SOEC电解堆电极两端施加具有第一电压的直流电，使高温超热水蒸气在SOEC电解堆的阴极侧离解为H2和O2，
其中，当交流电源输出的交流电电压显著降低时，辅助储热单元将储存的能量供应给高温超热水蒸气制备单元，以使高温超热水蒸气制备单元基于交流电源输出的交流电和辅助储热单元供应的能量稳定地输出高温超热水蒸气。
风电高温电解制氢系统和方法
技术领域
背景技术
的单位电耗高达5kWh/Nm 左右。而如果采用清洁能源发电制氢，由于发电成本很高，很难推广应用。因为目前太阳能发电成本基本是风电发电成本的2.5倍以上，而目前，风电的波动性较大，稳定性难以保证，因此即使采用廉价的风电，成本也较高。因此，利用新能源发电进行的电解制氢发展缓慢、应用受限。
发明内容
3
耗仅为3kWh/Nm 左右，制氢成本大大下降。另一方面，本发明采用多余的风能或廉价的非并网风电作为高温电解制氢的电源，从而进一步显著地降低了高温电解制氢的成本。 [0020] 此外，本发明利用高温电解制氢系统本身具有高温超热水蒸气制备单元的特点，并增加辅助储热单元，降低电解堆的功率，这样，一方面风能的利用率达到了100％，另一方面多余风电可采用储热材料进行有效的储存，既调节了风电的波动，保证了高温电解制氢单元的平滑电力供应，同时降低了电解堆的投资成本。此外，辅助储热单元中存储的热能可以通过换热对高温电解制氢单元进行保温，避免了高温电解制氢单元的频繁热启动，提高了高温电解制氢单元的效率和寿命。
86％左右。特别地，对于永磁直驱风力发电机组而言，具有得天独厚的优势，可以直接将交直交变换中的直流电施加给SOEC电解堆，不需要风电并网配套的昂贵的整流设备和升压装置，因此可以降低风电场的20-30％投资。
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