[发明专利]一种氢储能系统综合热管理方法

说明书

本发明公开了一种氢储能系统综合热管理方法，针对目前氢储能系统中燃料电池发电单元和电解制氢单元散热系统功能近似，重复建设的情况，通过采用综合热管理系统，使用一套散热系统综合控制氢储能系统内的燃料电池发电单元电堆和电解制氢单元电解槽的温度，节省了一套散热系统；主要方法为利用氢储能系统中制氢和发电两个环节不同时工作的特性，实时监控储能系统的燃料电池发电单元和制氢单元工作状态，通过切换冷却泵的工作状态，分时使用一套散热系统以控制两个单元的温度，从而达到了节省了硬件投入，降低了系统复杂性的效果。

技术领域

本发明属于氢储能技术领域，特别是涉及一种氢储能系统综合热管理方法。

背景技术

氢储能系统是一种电力系统储能系统。由于风、光发电等可再生能源发电设施的电力输出具有间歇性、波动性等特点，且无法跟随负载调节输出，难以直接使用。为了稳定可再生能源，一般需要使用储能装置调节其间歇性和波动性，使其稳定上网。氢储能系统具有储存电量大、储存过程无自放电等特点，适应长时间、大容量储存电能。

氢储能系统由燃料电池发电单元、储氢单元、电解制氢单元等系统构成，发电过程和电解制氢过程均为发热过程，需要分别设置散热系统对工作过程温度进行控制。储能系统工作分为电能储存阶段和放电阶段，在电能储存阶段电解制氢单元工作，将电能转换为氢气的化学能，储存在储氢单元中；在放电阶段燃料电池发电单元工作，将氢气中的化学能重新转换为电能。电能储存和放电两个过程在工作过程中不可能同时发生，发电单元和制氢单元工作温度接近，分别设置两套功能近似的散热系统造成了硬件上的浪费和成本的提高，为此我们提出了一种氢储能系统综合热管理方法解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种氢储能系统综合热管理方法，避免了传统的氢储能系统的发电单元和制氢单元分别配有一套散热系统，造成了硬件资源浪费的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种氢储能系统综合热管理方法，包括以下步骤：

S1、在燃料电池发电单元的电堆冷却液接口接入相应的管路和冷却泵1、热交换器1的热侧，以建立电池发电单元冷却回路。

S2、在电解制氢单元的电解槽电解液接口接入相应的管路和冷却泵2、热交换器2的热侧，以建立电解制氢单元冷却回路。

S3、使用管路将热交换器1、热交换器2的冷侧连接，并在回路中设置冷却泵3和散热系统，以建立综合热管理系统。

S4、由控制器监控氢储能系统中发电单元和制氢单元的状态，当发电单元工作时，通过散热系统控制发电单元的温度，而当制氢单元工作时，则通过散热系统控制制氢单元的温度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1与步骤S2中，所述热交换器采用板式、管式或其他任意形式的液-液热交换器中的任意一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S3中，所述的散热系统采用风冷散热器或者冷却塔中的任意一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S4中，所述的热管理方法通过调节水泵1、水泵2、水泵3转速和散热系统风扇转速等控制发电单元或制氢单元温度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1中燃料电池发电单元的主要发热元件为电堆，所述步骤S2中电解制氢单元的主要发热元件为电解槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S4中，所述发电单元工作时，控制发电单元的冷却泵1工作和综合热管理系统的冷却泵3工作。

所述制氢单元工作时，控制制氢单元的冷却泵2工作和综合热管理系统的冷却泵3工作。

与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：