[发明专利]可再生能源电解水制氢实现超导储能与利用的系统及方法

权利要求书

1.一种可再生能源电解水制氢实现超导储能与利用的系统，其特征是：它包括变流装置（1）、电解水制氢设备（2）、氢气液化设备（3）、高温超导储能装置（4）和可再生能源发电装置（5）；所述电解水制氢设备（2）和高温超导储能装置（4）与变流装置（1）电性连接，氢气液化设备（3）与电解水制氢设备（2）的气罐（21）连通，高温超导储能装置（4）与气罐（21）和氢气液化设备（3）的液罐（31）连通；可再生能源发电装置（5）与变流装置（1）连接，变流装置（1）将电能转换后分配给电解水制氢设备（2）和电网（6）；

其实现超导储能与利用方法包括如下步骤：

S1，发电，可再生能源发电装置（5）主要将风能和太阳能转换成电能输送至变流装置（1）；实现可再生能源和电能的转换；

S2，变流，变流装置（1）接受电能后将其变换成交流电或直流电，优选满足电解水制氢设备（2）的用电需求，富余的电能输送至电网（6），由电网（6）外送；实现电能的合理分配；

S3，制气态氢，电解水制氢设备（2）接受变流装置（1）输送的电能后，进行电解水制氢，气态氢储存于气罐（21）内；实现电能和氢能的转换；

S4，制液态氢，氢气液化设备（3）启动，将气罐（21）内的气态氢转换成液态氢，液态氢储存于液罐（31）内；实现气态氢和液态氢的转换；

S5，平抑功率，液态氢沿进气管（42）进入杜瓦（41）内，液态氢漫过高温超导储能装置（4）的高温超导储能磁体，通过变流装置（1）进行充电或放电；实现对可再生能源发电装置（5）的功率波动进行平抑；

在S3中，气罐（21）内的气态氢优选满足氢气液化设备（3）的需求，富余的气态氢输送至气态氢用户端（22）；

在S4中，液罐（31）内的液态氢优选满足高温超导储能装置（4）的需求，富余的液态氢输送至液态氢用户端（32）；

在S5中，液态氢对高温超导储能装置（4）进行冷却的同时被高温超导储能装置（4）运行时散发的热量气化，沿排气管（43）进入到气罐（21）内；

在S5中，当杜瓦（41）内的液态氢的液位（44）低于高温超导储能磁体时，液位传感器将感应的信号发送至智能控制开关（45），智能控制开关（45）关闭排气管（43）；

在S5中，当杜瓦（41）内的气态氢的气压达到设定值时，智能控制开关（45）打开排气管（43）。

2.根据权利要求1所述的可再生能源电解水制氢实现超导储能与利用的系统，其特征是：所述变流装置（1）接受可再生能源发电装置（5）输出的电能后，对其进行交直流变换，优选供给电解水制氢设备（2），多余的部分供给电网（6）外送。

3.根据权利要求1所述的可再生能源电解水制氢实现超导储能与利用的系统，其特征是：所述电解水制氢设备（2）进行电解水制氢，制备的氢气储存于气罐（21）内。

4.根据权利要求1所述的可再生能源电解水制氢实现超导储能与利用的系统，其特征是：所述氢气液化设备（3）对气罐（21）内的气态氢进行液化后储存于液罐（31）内。

5.根据权利要求1所述的可再生能源电解水制氢实现超导储能与利用的系统，其特征是：所述高温超导储能装置（4）位于杜瓦（41）内，进气管（42）与液罐（31）和杜瓦（41）连通，液态氢通过进气管（42）进入杜瓦（41）对高温超导储能装置（4）进行冷却。

6.根据权利要求5所述的可再生能源电解水制氢实现超导储能与利用的系统，其特征是：所述高温超导储能装置（4）中的高温超导储能磁体产生的热量对杜瓦（41）内的液态氢气化产生氢气，经排气管（43）进入气罐（21）内。

7.根据权利要求5所述的可再生能源电解水制氢实现超导储能与利用的系统，其特征是：所述高温超导储能装置（4）中的高温超导储能磁体冷却过程中处于超导态，通过与变流装置（1）进行充电或放电，平抑可再生能源发电装置（5）的功率波动。