[实用新型]一种全天候多能互补发电系统

说明书

本实用新型提出一种全天候多能互补发电系统，涉及分布式供能领域。该发电系统包括甲醇水溶液储罐、计量泵、太阳能集热重整管、纯化装置、储氢罐、减压阀、太阳能电池板、鼓泡器、燃料电池、蓄电池和逆变器，在日照期间使用太阳能电池板发电供能，多余的电能存储在蓄电池内，同时太阳能集热器为甲醇蒸汽重整反应供热制氢，在夜间或阴雨天使用甲醇和燃料电池尾气混合气催化燃烧为甲醇蒸汽重整反应供热制氢，氢气存储在储氢罐中，当夜间或阴雨天时氢气通入燃料电池中发电进行供能。本实用新型解决了全天候发电供能的问题，充分利用太阳能，实现了多能互补、多元能量存储。

技术领域

本实用新型涉及一种全天候多能互补发电系统，属于分布式供能技术领域。

背景技术

太阳能作为分布广泛、储量丰富的可再生能源，具有广阔的发展前景，同时其具有能量密度低和间断性等缺陷，太阳能蓄能成本过高和效率较低成为制约太阳能商业化应用的主要瓶颈之一。氢能作为高品质的能量载体，近年来，利用太阳能热化学制氢实现对太阳能的高效存储受到广泛关注。采用太阳能集热装置来产生太阳能高温热为碳氢燃料重整制氢供热是高效节能的储能方式。

由于太阳能受气候条件以及间断性的特点，为了维持重整制氢反应的持续性，甲醇催化燃烧为重整反应供热实现自热重整已得到了技术验证，其优势有反应过程中传热传质性能好，反应热效率高；启动速度快，预热时间短。

太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，主要由太阳电池板(组件、控制器和逆变器)三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。太阳能光伏发电是目前太阳能利用最广泛的方式。

燃料电池被公认为是将化学能转化为电能的高效能源转化装置，近几十年来的研究开发，燃料电池取得了相当大的进展，特别是质子交换膜燃料电池得到了迅速发展，它具有工作温度低(70℃～100℃)、工作电流大、能量密度高、启动时间短、实现零排放等诸多优点，是目前最具有使用和商业价值的燃料电池。

实用新型内容

本实用新型为了解决如何充分利用太阳能的光能与热能同时通过结合储氢和储电来解决能量储存的问题，以及如何通过氢燃料电池来解决太阳能中断情况下的系统发电的问题，提出一种全天候多能互补发电系统，结合太阳能发电、集热、储氢和燃料电池来实现能量的综合利用，为用电区域进行全天候供电。

本实用新型提出一种全天候多能互补发电系统，包括甲醇水溶液储罐、计量泵、太阳能集热重整管、纯化装置、鼓泡器、储氢罐、减压阀、燃料电池、太阳能电池板、蓄电池和逆变器；所述甲醇水溶液储罐出口与计量泵入口相连通，所述计量泵出口与太阳能集热重整管外管入口连通，所述太阳能集热重整管外管出口与纯化装置入口连通，所述纯化装置出口与储氢罐入口连通，所述储氢罐出口与减压阀入口连通，所述减压阀出口与燃料电池阳极入口相连通，所述燃料电池电能出口与蓄电池入口连通，所述蓄电池出口与逆变器入口连通，所述燃料电池阳极出口与鼓泡器出口联通，所述鼓泡器内装有甲醇，其出口与太阳能集热重整管内管连通；所述太阳能电池板电能出口与蓄电池连通。

优选地，所述太阳能集热重整管的外管和内管嵌套设置，内管内装有催化燃烧催化剂，发生催化燃烧反应，外管包含预热段和反应段，反应段装有重整催化剂，发生催化重整反应，在日照期间催化重整反应采用太阳能供热，在夜间或者阴雨天使用甲醇和燃料电池尾气混合气催化燃烧供热。

优选地，所述纯化装置为钯膜分离器。

优选地，所述储氢罐为金属氢化物储氢罐。

优选地，所述燃料电池为质子交换膜燃料电池。

优选地，在光伏发电发电量不足时，启动燃料电池发电。

本实用新型所述的全天候多能互补发电系统的有益效果为：