一种可用于工业园区的氢电耦合示范系统的制作方法

本技术涉及氢能，尤其是一种可用于工业园区的氢电耦合示范系统。

背景技术：

1、氢能作为一种清洁且应用广泛的二次能源，具有质量轻、热值高、来源多样及适于大容量、长时间存储的特性，氢能利用通常以氢气作为载体，用作储能、发电和各种交通工具的燃料。

2、为了提升能源系统利用效率及地方消纳能力，我国提出了实施多能互补系统集成优化工程，在能量供给端将各种可再生能源进行整合，在能量输出端将冷、热、电、气等系统进行耦合优化，推动能量供给方式转向低碳高效、就地利用、便捷用户，加快推进能源结构的转变。

3、氢电耦合技术在新能源消纳、能量转换与存储、稳定控制等方面体现出明显优势，打破氢能多场景高效综合利用的瓶颈，可以有效支撑构建以新能源为主体的新型电力系统。也正是如此，氢电耦合是未来氢能应用的主要方向之一。

4、从氢能产业需求出发，以“分布式生产+就近利用”为原则，一套低成本多能互补制氢储氢一体化系统进行示范应用，打造“光伏+谷电”多能耦合的制氢模式，个性化配套双重输氢方式，为周边工厂提供清洁氢气与氧气，配套的氢储能系统可为电网运行提供调峰容量，提升县域能源系统的稳定性。

5、现有技术的缺点：

6、1、根据测算，预计每年的氢气需求量越来越高，亟待解决氢源供给问题。

7、2、电解水制氢、储氢、输氢及燃料电池发电成本相对较高。特别是分布式电解水制氢储氢，过程中电耗成本占氢气总成本的75％～85％。而且电价越高，占比也越高，所以，从公共电网取电、进行电解水制氢，因电价高而制约着供氢价格的降低。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种可用于工业园区的氢电耦合示范系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

3、一种可用于工业园区的氢电耦合示范系统，包括能源输入端，制氢端，增压系统，储氢系统和用氢端；

4、所述能源输入端包括利用电厂晚上的谷电和白天通过太阳能光伏发电系统产生的电，白天通过光伏产生的电直接用来制氢，晚上通过稳定的谷电作为制氢装置的能量输入源；

5、所述制氢端包括电解水系统，所述电解水系统包括两种电解水方式，碱性电解水制氢和质子交换膜电解水制氢(pem)，碱性电解槽技术相对比较成熟，可以应用于大规模制氢﹐且工艺简单﹐成本低，但其难以快速启动及适应变载，无法快速调节制氢速率，与可再生能源发电适配性较差，质子交换膜电解槽负荷范围宽，运行更加灵活，更适用于平抑可再生能源并网的波动性，且冷启动时间相较于碱性电解水制氢技术快l倍以上，适用于交通﹑航空等需要快速启动的领域，因此选择碱性电解槽与电网谷电相结合、pem与光伏相结合制氢。

6、所述增压系统包括缓冲罐，工业用氢气压缩机、20mpa氢气压缩机和45mpa氢气压缩机，电解产生的氢气通过碱液冷却器冷却、氢氧分离器分离、综合塔冷却、洗涤等环节，然后由调节阀调节输出到低压缓冲罐中，增压系统一方面通过工业用氢气压缩机增压，然后通过管道运输提供给用氢端；另一方面，采用二级增压模式，20mpa氢气压缩机将电解装置后端低压缓冲罐内的低压氢气增压到20mpa后通过充氢柱加注到氢气管束集装箱或直接加注到中压储罐，再通过45mpa压缩机增压加注到高压储氢瓶组中；

7、所述储氢系统包括长管拖车和高压储氢瓶组，高压储氢瓶组也可以降压将氢气提供给长管拖车；

8、所述用氢端包括氢能装备检测平台，加氢站和燃料电池供能系统等，加氢站可为氢燃料电池汽车供氢，燃料电池供能系统利用富余氢气可在用电高峰期发电。

9、本实用新型的优点和积极效果是：

10、1、本实用新型能够建成清洁低碳安全高效的能源供应体系。

11、2、本实用新型能够补齐氢能产业链，强化县域氢能产业生态，形成一批可复制、可推广的分布式能源制氢储氢项目经验。

12、3、本实用新型在用户侧，氢能支撑的微网将满足电、氢、热多种能源的需求，实现从清洁电力到清洁气体能源转化及供应的全过程零碳，助力氢能终端应用，加速供需端同步深度脱碳。

技术特征：

1.一种可用于工业园区的氢电耦合示范系统，包括能源输入端，制氢端，增压系统，储氢系统和用氢端，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种可用于工业园区的氢电耦合示范系统，其特征在于：所述电解水系统包括两种电解水方式，碱性电解水制氢和质子交换膜电解水制氢(pem)。

3.根据权利要求1所述的一种可用于工业园区的氢电耦合示范系统，其特征在于：电解产生的氢气通过碱液冷却器冷却、氢氧分离器分离、综合塔冷却、洗涤环节，由调节阀调节输出到低压缓冲罐中，增压系统一方面通过工业用氢气压缩机增压，通过管道运输提供给用氢端；另一方面，采用二级增压模式，20mpa氢气压缩机将电解装置后端低压缓冲罐内的低压氢气增压到20mpa后通过充氢柱加注到氢气管束集装箱或直接加注到中压储罐，再通过45mpa压缩机增压加注到高压储氢瓶组中。

4.根据权利要求1所述的一种可用于工业园区的氢电耦合示范系统，其特征在于：所述高压储氢瓶组降压将氢气提供给长管拖车。

技术总结
一种可用于工业园区的氢电耦合示范系统，涉及氢能技术领域，包括能源输入端，制氢端，增压系统，储氢系统和用氢端；所述能源输入端包括利用电厂晚上的谷电和白天通过太阳能光伏发电系统产生的电，白天通过光伏产生的电直接用来制氢，晚上通过稳定的谷电作为制氢装置的能量输入源，本技术在用户侧，氢能支撑的微网将满足电、氢、热多种能源的需求，实现从清洁电力到清洁气体能源转化及供应的全过程零碳，助力氢能终端应用，加速供需端同步深度脱碳。

技术研发人员：高沛,朱旺,郑科,陈珺珺,吴健聪,沈杰,余梦琦,李斐
受保护的技术使用者：浙江浙能航天氢能技术有限公司
技术研发日：20231017
技术公布日：2024/9/23