CN113654254A - 一种绿色智能供能*** - Google Patents
一种绿色智能供能*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN113654254A CN113654254A CN202110823644.0A CN202110823644A CN113654254A CN 113654254 A CN113654254 A CN 113654254A CN 202110823644 A CN202110823644 A CN 202110823644A CN 113654254 A CN113654254 A CN 113654254A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- supply
- geothermal
- power generation
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 128
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 128
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 125
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims abstract description 4
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical group [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 26
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 3
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
- F24T50/00—Geothermal systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
- C01B3/042—Decomposition of water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
- F25B15/02—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
- F25B15/06—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being water vapour evaporated from a salt solution, e.g. lithium bromide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/22—Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising carbon or oxygen or hydrogen and other elements; Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising only elements other than carbon, oxygen or hydrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
- H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
- Y02B30/625—Absorption based systems combined with heat or power generation [CHP], e.g. trigeneration
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明提供一种绿色智能供能***,包括供配电***、光催化制氢***、氢燃料电池***、氢气加注***、地热发电***、地源热泵***和供热***;供配电***的输入电源共四路,输出电源提供客户端供电和上网供电;光催化制氢***干燥氢气一路送入氢燃料电池***,另一路送入氢气加注***;氢燃料电池***接入供配电***中的电源转换装置实现燃料电池发电;氢气加注***用于满足终端用户加气需求;地热发电***送入供配电***中的电源转换装置实现地热发电,并将蒸汽余热提供给供热***,地源热泵***获取地热热水提供给供热***。本发明根据多种自然能源特性,结合多项跨领域的新能源技术,实现了多种能源的互补,供能的多样性,还提供了稳定的电源、热源、冷源、氢气。
Description
技术领域
本发明属于新能源应用领域,涉及一种采用太阳能、地热能等新能源来实现冷、热、电、氢综合能源供给的***。
背景技术
太阳能是由太阳所释放出的一种能量形式,是光子运动的结果。太阳光是以光子为基本粒子而组成,具有粒子性与波动性,称为波粒二象性。太阳能是一种可再生能源,也是一种无污染的清洁能源。
地热能是来自地表以下的可再生能源,地热能的热源主要有地球的熔融岩浆、放射性物质的衰变、太阳能,由地下水的循环和极深处岩浆涌入地壳后,把热量从地下深处带至近表层,地热能是一种无污染的新型清洁能源,在距地表2000米内储藏的地热能为2500亿吨标准煤。全国地热可开采资源量为每年68亿立方米,所含地热量为973万亿千焦耳。
光催化制氢是利用光能激发半导体催化剂内的电子跃迁至导带,实现电子和空穴分离,产生的电子和空穴在内部电场作用下迁移到粒子表面,吸附在半导体催化剂上的水分子被氧化性很强的空穴氧化成为氧气,同时产生的氢离子在电解液中迁移后被电子还原成为氢气。
空穴反应式:H2O+h+→O2+H+
电子反应式:H++e-→H2
氢燃料电池主要由阳极、阴极、电解质组成,阳极为氢电极,阴极为氧电极,两极之间是电解质。其工作原理如下:
在阳极催化剂的作用下,1个氢分子分离为2个氢质子,并释放出2个电子,阳极反应为:H2→2H++2e;
在阴极催化剂的作用下,氧分子和氢离子与通过外电路到达阴极的电子发生反应生成水,阴极反应为:0.5O2+2H++2e→H2O
总的化学反应为:H2+0.5O2=H2O
电子在外电路形成直流电。
地热能利用分为发电和供热。地热能发电是把地热能以蒸汽或热水的形式提取出来,再把蒸汽或热水中的热能转化为机械能,最终将机械能转化为电能供用户使用;地热能供热是把地热能以热水的形式提取出来,通过地源热泵后,向用户提供供热或热水。
溴化锂吸收式制冷机是用溴化锂水溶液为工质,其中水为制冷剂,溴化锂为吸收剂。溴化锂属盐类,为白色结晶,易溶于水和醇,无毒,化学性质稳定,溴化锂水溶液本身沸点很高,极难挥发。
溴化锂吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、换热器、循环泵等几部分组成。
溴化锂水溶液在发生器内受到热媒水的加热后,溶液中的水不断汽化;随着水的不断汽化,发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高,高浓度溴化锂水溶液进入吸收器;水蒸气进入冷凝器,被冷凝器内的冷却水降温后凝结,成为高压低温的液态水;当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时,急速膨胀而汽化,并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量,从而达到降温制冷的目的;在此过程中,低温水蒸气进入吸收器,被吸收器内的溴化锂水溶液吸收,溶液浓度逐步降低,再由循环泵送回发生器,完成整个循环。
离心式制冷机由离心制冷压缩机、主电动机、蒸发器、冷凝器、节流装置、压缩机入口能量调节机构、抽气回收装置、润滑油***及控制***组成,在蒸发器中,制冷剂(液态)在较低的饱和温度状态下吸收进入蒸发器传热管内冷水的热量而沸腾气化(制冷剂由液态转换为气态),使蒸发器管内冷水出水温度下降,提供给客户端。同时,蒸发器内的制冷剂(气态)经离心制冷压缩机升压后进入冷凝器,制冷剂(气态)在冷凝器中通过与冷却介质换热,变为低温高压制冷剂(液态),最后通过膨胀阀的节流、减压又把低温低压的制冷剂(液态)送至蒸发器中吸收传热管内冷水的热量,如此形成循环。
实现多能源的互补,供能的多样性是发展的趋势。
发明内容
为实现绿色能源供应,克服目前技术壁垒,本发明提供了一种绿色智能供能***,其技术方案如下:
一种绿色智能供能***,包括供配电***、光催化制氢***、氢燃料电池***、氢气加注***、地热发电***、地源热泵***和供热***;
所述供配电***的输入电源共四路,分别接受分布式光伏发电、分布式风能发电、燃料电池发电和地热发电,输出电源至少分别提供客户端供电和上网供电;
所述光催化制氢***用于将水分解为氢气和氧气,最终获得的干燥氢气一路送入所述氢燃料电池***,另一路送入所述氢气加注***;
所述氢燃料电池***用于电化学反应输出电能,接入所述供配电***中的电源转换装置实现燃料电池发电;
所述氢气加注***用于满足终端用户加气需求;
所述地热发电***用于获取地热来源的蒸汽并转换为电能送入所述供配电***中的电源转换装置实现地热发电,并将蒸汽余热提供给所述供热***;
所述地源热泵***用于获取地热来源的热水并提供给所述供热***。
较佳的,还包括离心式制冷机组,所述供配电***的输出电源还分出一路为离心式制冷机组供电。
较佳的,还包括吸收式制冷机组,由所述地热发电***产生的蒸汽驱动。
较佳的,所述地热发电***包括依次连接的地热蒸汽提取装置、蒸汽净化器以及汽轮机发电装置,从地热中提取的蒸汽经过蒸汽净化器得到干蒸汽,分为三部分输出;第一部分送入汽轮机发电装置产生电能,第二部分送入所述光催化制氢***用于干燥氢气,第三部分送入所述吸收式制冷机组;汽轮机发电装置的凝结水注入地下,以维持地下水的平衡。
较佳的,所述光催化制氢***包括依次相连的光催化制氢装置、氢气分离器、氢气干燥器、氢气加压机、高压氢气控制器以及氢气储存装置;所述氢气干燥器设有干蒸汽入口和凝结水出口,其中干蒸汽入口与所述地热发电***中的蒸汽净化器的一个输出端连接;所述氢气储存装置设置有氢气管道及多路连接口。
较佳的,所述氢气加注***包括氢气加注机、供气管道和设置于供气管道上的阀门,所述供气管道的输入端连接所述氢气储存装置设置的其中一路连接口,输出端连接至氢气加注机。
较佳的,所述地源热泵***包括地热水提取装置、地源热泵机组和净水箱,提取的热水经地源热泵机组提取热量后注入地下,以维持地下水的平衡;地源热泵机组将吸收的热量转化为热水送至供热***,并由所述净水箱补充地源热泵***中消耗掉的水,形成供热水循环。
较佳的,所述氢燃料电池***包括氢燃料电池组、空气导流装置和氢气控制阀,来自所述光催化制氢***的干燥氢气经氢气控制阀通入氢燃料电池组,空气导流装置提供空气也通入氢燃料电池组,通过电化学反应输出电能和水,其中电能接入所述供配电***中的电源转换装置,水排至所述净水箱。
较佳的,还包括充电桩***,所述供配电***的输出电源还分出一路经电气控制为充电桩***供电。
较佳的,所述吸收式制冷机组采用的工质为溴化锂水溶液。
本发明具有以下有益效果:
本发明根据多种自然能源特性,结合多项跨领域的新能源技术,不仅实现了多种能源的互补,也实现了供能的多样性,可以提供稳定的电源、热源、冷源、氢气。
进一步的,能源之间互补,能源利用率高,供能更稳定。
进一步的,本发明供电***采用集中供配电的方式,在电网高峰时,可以多发电上网,在低谷时,可以利用自身氢气储存装置进行储能,以此来削峰填谷,达到最经济的运行状态。
进一步的,本发明所提供的充电桩、氢气加注机满足未来汽车能源的综合供应需求,是未来综合动力站的设计模式之一,可大力推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明原理示意图;
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明将传统地热技术、燃料电池技术、制冷技术、光催化制氢技术等新能源技术跨领域结合以解决未来电、热、冷、氢综合能源供给问题。
一种绿色智能供能***,包括供配电***、光催化制氢***、氢燃料电池***、氢气加注***、地热发电***、地源热泵***和供热***;供配电***的输入电源共四路,分别接受分布式光伏发电、分布式风能发电、燃料电池发电和地热发电,输出电源至少分别提供客户端供电和上网供电,还可用于充电桩供电、离心式制冷机组供电等。
光催化制氢***用于将水分解为氢气和氧气,最终获得的干燥氢气一路送入所述氢燃料电池***,另一路送入所述氢气加注***;
光催化制氢***包括依次相连的光催化制氢装置、氢气分离器、氢气干燥器、氢气加压机、高压氢气控制器以及氢气储存装置;氢气干燥器设有干蒸汽入口和凝结水出口,其中干蒸汽入口与地热发电***中的蒸汽净化器的一个输出端连接;氢气储存装置设置有氢气管道及多路连接口,方便使用端对接。
氢燃料电池***用于电化学反应输出电能,接入供配电***中的电源转换装置实现燃料电池发电;
氢燃料电池***包括氢燃料电池组、空气导流装置和氢气控制阀,来自光催化制氢***的干燥氢气经氢气控制阀通入氢燃料电池组,空气导流装置提供空气也通入氢燃料电池组,通过电化学反应输出电能和水,其中电能接入供配电***中的电源转换装置,水排至所述净水箱。
氢气加注***用于满足终端用户加气需求;
氢气加注***包括氢气加注机、供气管道和设置于供气管道上的阀门,供气管道的输入端连接氢气储存装置设置的其中一路连接口,输出端连接至氢气加注机。
地热发电***用于获取地热来源的蒸汽并转换为电能送入所述供配电***中的电源转换装置实现地热发电,并将蒸汽余热提供给所述供热***;
地热发电***包括依次连接的地热蒸汽提取装置、蒸汽净化器以及汽轮机发电装置,从地热中提取的蒸汽经过蒸汽净化器得到干蒸汽,分为三部分输出;第一部分送入汽轮机发电装置产生电能,第二部分送入光催化制氢***用于干燥氢气,第三部分送入吸收式制冷机组;汽轮机发电装置的凝结水注入地下,以维持地下水的平衡。
地源热泵***用于获取地热来源的热水并提供给所述供热***。
地源热泵***包括地热水提取装置、地源热泵机组和净水箱,提取的热水经地源热泵机组提取热量后注入地下,以维持地下水的平衡;地源热泵机组将吸收的热量转化为热水送至供热***,并由所述净水箱补充地源热泵***中消耗掉的水,形成供热水循环。
供热***由地热发电***和地源泵***共同承担,其中热水负荷由地源热泵***提供。
该绿色智能供能***还包括制冷***,制冷***包括离心式制冷机组和吸收式制冷机组,离心式制冷机组由供配电***的输出电源还分出一路为离心式制冷机组供电,也就是离心式制冷机组由电源转换装置的电源驱动供电。
吸收式制冷机组,由地热发电***产生的蒸汽驱动,吸收式制冷机组采用的工质为溴化锂水溶液。
还包括充电桩***,所述供配电***的输出电源还分出一路经电气控制为充电桩***供电。
本发明根据多种自然能源特性,结合多项跨领域的新能源技术,不仅实现了多种能源的互补,也实现了供能的多样性,不但能够提供稳定的电源、热源、冷源、氢气。与传统单一供能***相比,能源利用率更高,供能更稳定。本发明采用集中供配电的方式,在电网高峰时,可以多发电上网,在低谷时,可以利用自身氢气储存装置进行储能,以此来削峰填谷,达到最经济的运行状态。本发明所提供的充电桩、氢气加注机满足未来汽车能源的综合供应需求,是未来综合动力站的设计模式之一,可大力推广。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种绿色智能供能***,其特征在于,包括供配电***、光催化制氢***、氢燃料电池***、氢气加注***、地热发电***、地源热泵***和供热***;
所述供配电***的输入电源共四路,分别接受分布式光伏发电、分布式风能发电、燃料电池发电和地热发电,输出电源至少分别提供客户端供电和上网供电;
所述光催化制氢***用于将水分解为氢气和氧气,最终获得的干燥氢气一路送入所述氢燃料电池***,另一路送入所述氢气加注***;
所述氢燃料电池***用于电化学反应输出电能,接入所述供配电***中的电源转换装置实现燃料电池发电;
所述氢气加注***用于满足终端用户加气需求;
所述地热发电***用于获取地热来源的蒸汽并转换为电能送入所述供配电***中的电源转换装置实现地热发电,并将蒸汽余热提供给所述供热***;
所述地源热泵***用于获取地热来源的热水并提供给所述供热***。
2.根据权利要求1所述的一种绿色智能供能***,其特征在于,还包括离心式制冷机组,所述供配电***的输出电源还分出一路为离心式制冷机组供电。
3.根据权利要求1所述的一种绿色智能供能***,其特征在于,还包括吸收式制冷机组,由所述地热发电***产生的蒸汽驱动。
4.根据权利要求3所述的一种绿色智能供能***,其特征在于,所述地热发电***包括依次连接的地热蒸汽提取装置、蒸汽净化器以及汽轮机发电装置,从地热中提取的蒸汽经过蒸汽净化器得到干蒸汽,分为三部分输出;第一部分送入汽轮机发电装置产生电能,第二部分送入所述光催化制氢***用于干燥氢气,第三部分送入所述吸收式制冷机组;汽轮机发电装置的凝结水注入地下,以维持地下水的平衡。
5.根据权利要求4所述的一种绿色智能供能***,其特征在于,所述光催化制氢***包括依次相连的光催化制氢装置、氢气分离器、氢气干燥器、氢气加压机、高压氢气控制器以及氢气储存装置;所述氢气干燥器设有干蒸汽入口和凝结水出口,其中干蒸汽入口与所述地热发电***中的蒸汽净化器的一个输出端连接;所述氢气储存装置设置有氢气管道及多路连接口。
6.根据权利要求5所述的一种绿色智能供能***,其特征在于,所述氢气加注***包括氢气加注机、供气管道和设置于供气管道上的阀门,所述供气管道的输入端连接所述氢气储存装置设置的其中一路连接口,输出端连接至氢气加注机。
7.根据权利要求1所述的一种绿色智能供能***,其特征在于,所述地源热泵***包括地热水提取装置、地源热泵机组和净水箱,提取的热水经地源热泵机组提取热量后注入地下,以维持地下水的平衡;地源热泵机组将吸收的热量转化为热水送至供热***,并由所述净水箱补充地源热泵***中消耗掉的水,形成供热水循环。
8.根据权利要求7所述的一种绿色智能供能***,其特征在于,所述氢燃料电池***包括氢燃料电池组、空气导流装置和氢气控制阀,来自所述光催化制氢***的干燥氢气经氢气控制阀通入氢燃料电池组,空气导流装置提供空气也通入氢燃料电池组,通过电化学反应输出电能和水,其中电能接入所述供配电***中的电源转换装置,水排至所述净水箱。
9.根据权利要求1所述的一种绿色智能供能***,其特征在于,还包括充电桩***,所述供配电***的输出电源还分出一路经电气控制为充电桩***供电。
10.根据权利要求3所述的一种绿色智能供能***,其特征在于,所述吸收式制冷机组采用的工质为溴化锂水溶液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110823644.0A CN113654254A (zh) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 一种绿色智能供能*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110823644.0A CN113654254A (zh) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 一种绿色智能供能*** |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113654254A true CN113654254A (zh) | 2021-11-16 |
Family
ID=78477625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110823644.0A Pending CN113654254A (zh) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 一种绿色智能供能*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113654254A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115059594A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-16 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | 一种深地空间水、电及制冷多联供*** |
-
2021
- 2021-07-21 CN CN202110823644.0A patent/CN113654254A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115059594A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-16 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | 一种深地空间水、电及制冷多联供*** |
CN115059594B (zh) * | 2022-07-07 | 2024-05-03 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | 一种深地空间水、电及制冷多联供*** |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nguyen et al. | Proton exchange membrane fuel cells heat recovery opportunities for combined heating/cooling and power applications | |
CN113644864B (zh) | 基于压缩二氧化碳储能的月球基地能源供给***及方法 | |
KR101828938B1 (ko) | 연료전지 기반 고효율 삼중열병합 발전 시스템 | |
CN115074751B (zh) | 一种可连续稳定运行的高温电解制氢***、方法及其应用 | |
CN114623608B (zh) | 一种用于多联产的聚光光伏热*** | |
Karaca et al. | A new integrated solar energy based system for residential houses | |
Zhu et al. | Performance analysis and multi-objective optimization of a poly-generation system based on PEMFC, DCMD and heat pump | |
CN114413503B (zh) | 可再生能源驱动的零碳高效的分布式供能***及运行方法 | |
CN112983583B (zh) | 一种油田联合站分布式联供*** | |
CN113654254A (zh) | 一种绿色智能供能*** | |
CN114583207B (zh) | 一种基于固体氧化物燃料电池的三级循环发电*** | |
CN215209640U (zh) | 基于光伏电池的质子交换膜电解制氢装置 | |
CN102453922A (zh) | 太阳能制氢***工程 | |
CN111943296B (zh) | 燃料电池余能与吸收式水生成器耦合的淡水-电联供*** | |
Li et al. | Three-stage integration system with solid oxide fuel cell, alkali metal thermal electric converter and organic Rankine cycle for synergistic power generation | |
CN218918960U (zh) | 多梯度余热利用的燃料电池与地热联合发电*** | |
CN220491922U (zh) | 一种可再生能源耦合燃料电池的冷电联供*** | |
US20230207928A1 (en) | Halogen-based thermo-electrochemical converter | |
CN218093168U (zh) | 一种压缩蒸汽储能发电*** | |
CN114069005B (zh) | 全钒液流电池的换热方法 | |
CN118057705B (zh) | 基于风光消纳的蒸汽循环卡诺电池储能及冷电联供*** | |
CN117039952B (zh) | 一种基于纳米流体的太阳能光伏热多联产*** | |
CN102852575B (zh) | 热泵集热式自然热能发电机组 | |
CN113373468A (zh) | 一种基于光伏电池的质子交换膜电解制氢装置 | |
CN115117410A (zh) | 一种基于碱金属热电转换的热泵储电*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230717 Address after: 710061 112211, Block C, Huicheng Tianxi Hotel, South Section of Zhuque Street, Yanta District, Xi'an, Shaanxi Applicant after: Shaanxi Hanhai Hydrogen Energy Technology Co.,Ltd. Address before: Floor 32, block a, Hesheng Jingguang Center, No. 11, Tangyan Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi 710065 Applicant before: SHAANXI WANFANG ENERGY SAVING SCIENCE & TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
TA01 | Transfer of patent application right | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |