[发明专利]基于固体氢技术的水电储能系统

说明书

本发明公开了一种基于固体氢技术的水电储能系统，包括电力系统，水电解制氢系统和氢化镁生产系统；电力系统包括水电站，其利用水的势能发电，并将产生的电能输送至水电解制氢系统；水电解制氢系统包括电解槽装置，其利用电力系统输送的电能电解水制取氢气；氢化镁生产系统利用水电解制氢系统制取的氢气与镁反应制取氢化镁。本发明利用固体氢技术，将水电站产生的电力用于电解制氢，再将制成的氢气用于制备固体氢，将水能转化成氢能源，并且通过转换为固体氢能克服氢气存储和运输方面存在的易燃易爆、危险性极等问题；固体氢在常温常压下为固态，性质稳定，体积小，储氢量高，与水反应即可生成氢气，存储方便安全，制氢容易。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别涉及一种基于固体氢技术的水电储能系统。

背景技术

氢气作为能源，具有发热值高、清洁无污染的优点，是最有发展潜力的燃料和能量载体。目前氢气可由水电解来获得，而电解制氢的主要能耗为电能，每立方米氢气电耗约为4.5～5.5kWh，成本主要为电力消耗。在全球范围内，水能、核能、水能、太阳能资源丰富，能长期利用，可利用这些能源进行电解制氢将能源转化成氢能源进行存储运输。利用水能发电进行电解制氢可将水能转化成氢能源进行存储运输，能够有效利用自然能源。但氢气本身的存储运输需要在高压下，极为不便，使用固体氢技术可将氢气与金属反应制成固体氢化物，可以提高氢气的存储量且安全性更高，从而将水能转换为便于储运的氢能源，但现在缺少能实现该目的的成熟技术方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于固体氢技术的水电储能系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于固体氢技术的水电储能系统，包括电力系统，水电解制氢系统和氢化镁生产系统；

所述电力系统包括水电站，其利用水的势能发电，并将产生的电能输送至所述水电解制氢系统；

所述水电解制氢系统包括电解槽装置，其利用所述电力系统输送的电能电解水制取氢气；

所述氢化镁生产系统包括反应炉装置和镁块供给系统，其利用所述水电解制氢系统制取的氢气与镁反应制取氢化镁。

优选的是，所述电力系统还包括转换器和电线，所述转换器的一端通过电线与所述水电站连接，另一端通过电线与所述电解槽装置连接；所述转换器用于将所述水电站产生的交流电转化成直流电并进行整流滤波后输送至所述电解槽装置。

优选的是，所述水电解制氢系统还包括原料补给装置、冷却装置、氢气洗涤装置、氢气干燥装置、氢气缓冲罐、升压系统和管路。

优选的是，所述电解槽装置用于电解水制氢，所述原料补给装置用于补充电解所需的电解原料，所述冷却装置用于冷却所述电解槽，所述氢气洗涤装置用于去除所述电解槽制取的氢气中的杂质，所述氢气干燥装置用于去除氢气中水分，所述氢气缓冲罐用于氢气的暂时性存储缓冲，所述升压系统用于将氢气升压到反应炉所需的氢气压力，所述管路用于液体和氢气的传输。

优选的是，所述原料补给装置和冷却装置分别通过管路与所述电解槽连接，所述电解槽、氢气洗涤装置、氢气干燥装置、氢气缓冲罐、升压系统、反应炉装置通过管路依次连接。

优选的是，所述原料补给装置和电解槽之间的管路上设置有防止电解原料回流的第一单向阀，所述氢气洗涤装置和氢气干燥装置之间的管路上设置有防止氢气回流的第二单向阀，所述氢气干燥装置和氢气缓冲罐之间的管路上设置有防止氢气回流的第三单向阀；所述氢气缓冲罐和升压系统之间的管路上以及所述升压系统和反应炉装置之间的管路上均设置有电磁阀。

优选的是，所述电解槽内设置有液位计，当其中的电解原料的液位低于设定值时，开启所述原料补给装置，给所述电解槽补充电解原料；

所述电解槽内部还设置有度传感器，当温度超过设定值，开启所述冷却装置对所述电解槽进行降温；