一种氢电耦合系统及移动发电车的制作方法

本申请涉及氢电耦合，具体而言，涉及一种氢电耦合系统及移动发电车。

背景技术：

1、2022年《氢能产业发展中长期规划(2021—2035)》中明确提出要拓展氢能在储能、发电、工业等领域应用。通过氢电耦合技术，一方面可以降低电网对煤炭等化石能源的依赖，促进电力行业实现绿色转型；另一方面有助于优化电网结构，特别是缓解针对风能、太阳能等可再生能源大规模、高比例接入电网带来的巨大调峰调频压力，提高电力系统的弹性。

2、结合目前能源发展战略及需求，氢能源是目前解决碳排放及能源安全、新能源消纳的非常重要的手段，另外，氢气相关产品的安全也非常重要。因此，亟需研发一种氢电转换效率高、安全性高的氢电耦合系统，以满足社会需求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种氢电耦合系统，其能够集制氢、储氢、燃料电池发电于一体，能够提高氢电转化效率，提高系统安全性。

2、本实用新型的另一目的在于提供一种移动发电车，其能够灵活地开往各个地方，满足各个地方、各种区域环境的供电需求。

3、本实用新型提供一种氢电耦合系统，包括：质子交换膜电解水制氢系统、固态储氢系统、热电联供系统和安全监控系统；

4、所述质子交换膜电解水制氢系统包括纯水模块、电解水模块、氢气纯化模块和氧中氢含量监测模块，所述纯水模块用于接入纯水并将纯水提供给所述电解水模块，所述电解水模块用于电解纯水制取氢气，所述氢气纯化模块用于对制取的氢气进行纯化处理，并将纯化处理后的氢气输送给所述固态储氢系统；所述氧中氢含量监测模块与所述电解水模块对应设置，用于监测电解过程氧中氢的含量，进而判断所述电解水模块中的电解槽的工作状态；

5、所述固态储氢系统包括固态储氢装置，所述固态储氢装置内具有多个金属储氢罐，所述金属储氢罐内装有用于吸氢的ti系ab2型储氢合金，所述固态储氢系统用于向所述热电联供系统内的氢燃料电池发电模块输送氢气；

6、所述热电联供系统包括氢燃料电池发电模块，所述氢燃料电池发电模块接收所述固态储氢系统所输送的氢气并发电生成电能以供用户使用；

7、所述安全监控系统与所述质子交换膜电解水制氢系统、所述固态储氢系统和所述热电联供系统对应设置，用于对其周围环境进行监测。

8、进一步地，所述安全监控系统包括氢气监控模块、火灾监控模块和温压监控模块；

9、所述氢气监控模块包括通风风机、氢气探测器和气体报警控制器，所述通风风机、所述氢气探测器分别与所述气体报警控制器电性连接；

10、所述火灾监控模块包括火焰探测器、火灾风机和火灾报警控制器，所述火焰探测器、所述火灾风机分别与所述火灾报警控制器电性连接；

11、所述温压监控模块包括温度变送器、压力变送器和温压报警控制器，所述温度变送器、所述压力变送器分别与所述温压报警控制器电性连接。

12、进一步地，所述安全监控系统还包括后台监控主机，所述气体报警控制器、所述火灾报警控制器与所述温压报警控制器分别通过有线网络或无线网络与所述后台监控主机连接。

13、进一步地，所述安全监控系统还包括视频监控终端，所述视频监控终端通过交换机与所述后台监控主机连接。

14、进一步地，还包括新能源发电系统，所述新能源发电系统包括风能发电模块和/或光伏发电模块；

15、所述风能发电模块利用风能发电，用于向所述质子交换膜电解水制氢系统提供电源；

16、所述光伏发电模块利用太阳能发电，用于向所述质子交换膜电解水制氢系统提供电源。

17、进一步地，还包括置换管路单元，所述置换管路单元设置于所述质子交换膜电解水制氢系统的前端，且所述置换管路单元与系统管路连通，用于制取氢气前利用氮气或惰性气体将系统管路内的空气置换排出。

18、进一步地，还包括余热换热模块，所述热电联供系统与所述固态储氢装置之间设置所述余热换热模块，用于将所述热电联供系统发电时产生的余热提供给所述固态储氢装置进行放氢。

19、进一步地，还包括安全泄放减压管路，所述固态储氢装置与所述热电联供系统之间还设置所述安全泄放减压管路，用于对所述固态储氢装置所储存的氢气进行安全减压后输送给所述氢燃料电池发电模块。

20、一种移动发电车，包括车体、氢电耦合方舱及所述的氢电耦合系统，所述车体为汽车或电车，所述氢电耦合方舱设置于所述车体的车厢，所述车体的内壁设置防火材料；

21、所述氢电耦合方舱内具有氢电耦合室，所述氢电耦合系统设置于所述氢电耦合室。

22、进一步地，所述氢电耦合方舱内还具有备用储电室，所述氢电耦合室与所述备用储电室之间设置有防火隔板，所述备用储电室内设置有蓄电池，所述热电联供系统通过逆变器与所述蓄电池电性连接，用于向所述蓄电池充电。

23、相比于现有技术而言，本实用新型的有益效果是：

24、本申请提供一种氢电耦合系统，能够通过质子交换膜电解水制氢系统制取高纯度氢气，通过固态储氢系统对制取的氢气进行储存，并通过热电联供系统将氢气中的能量转化成电能，能够集制氢、储氢、燃料电池发电于一体，且提高了氢电转化效率；在质子交换膜电解水制氢系统集成了氧中氢含量监测模块，以在电解制氢过程中监测氧中氢的含量，从而实时判断出电解槽的工作状态，检测电解槽质子交换膜是否破损，进而保障系统安全；通过安全监控系统对整个氢电耦合系统进行安全实时监测，进一步保证了整个系统的安全。

技术特征：

1.一种氢电耦合系统，其特征在于，包括：质子交换膜电解水制氢系统、固态储氢系统、热电联供系统和安全监控系统；

2.根据权利要求1所述的氢电耦合系统，其特征在于，所述安全监控系统包括氢气监控模块、火灾监控模块和温压监控模块；

3.根据权利要求2所述的氢电耦合系统，其特征在于，所述安全监控系统还包括后台监控主机，所述气体报警控制器、所述火灾报警控制器与所述温压报警控制器分别通过有线网络或无线网络与所述后台监控主机连接。

4.根据权利要求3所述的氢电耦合系统，其特征在于，所述安全监控系统还包括视频监控终端，所述视频监控终端通过交换机与所述后台监控主机连接。

5.根据权利要求1所述的氢电耦合系统，其特征在于，还包括新能源发电系统，所述新能源发电系统包括风能发电模块和/或光伏发电模块；

6.根据权利要求1所述的氢电耦合系统，其特征在于，还包括置换管路单元，所述置换管路单元设置于所述质子交换膜电解水制氢系统的前端，且所述置换管路单元与系统管路连通，用于制取氢气前利用氮气或惰性气体将系统管路内的空气置换排出。

7.根据权利要求1所述的氢电耦合系统，其特征在于，还包括余热换热模块，所述热电联供系统与所述固态储氢装置之间设置所述余热换热模块，用于将所述热电联供系统发电时产生的余热提供给所述固态储氢装置进行放氢。

8.根据权利要求1所述的氢电耦合系统，其特征在于，还包括安全泄放减压管路，所述固态储氢装置与所述热电联供系统之间还设置所述安全泄放减压管路，用于对所述固态储氢装置所储存的氢气进行安全减压后输送给所述氢燃料电池发电模块。

9.一种移动发电车，其特征在于，包括车体、氢电耦合方舱及权利要求1-8中任一项所述的氢电耦合系统，所述车体为汽车或电车，所述氢电耦合方舱设置于所述车体的车厢，所述车体的内壁设置防火材料；

10.根据权利要求9所述的移动发电车，其特征在于，所述氢电耦合方舱内还具有备用储电室，所述氢电耦合室与所述备用储电室之间设置有防火隔板，所述备用储电室内设置有蓄电池，所述热电联供系统通过逆变器与所述蓄电池电性连接，用于向所述蓄电池充电。

技术总结本技术涉及一种氢电耦合系统及移动发电车，该氢电耦合系统包括质子交换膜电解水制氢系统、固态储氢系统、热电联供系统和安全监控系统；质子交换膜电解水制氢系统制取的氢气输送给固态储氢系统；固态储氢系统的金属储氢罐内装有用于吸氢的Ti系AB<subgt;2</subgt;型储氢合金，固态储氢系统用于向热电联供系统输送氢气；热电联供系统接收固态储氢系统所输送的氢气并发电生成电能以供用户使用；安全监控系统与质子交换膜电解水制氢系统、固态储氢系统和热电联供系统对应设置，用于对其周围环境进行监测。该系统能够集制氢、储氢、燃料电池发电于一体，能够提高氢电转化效率，且系统安全性高。技术研发人员：李博,赫树开,李浩宾,曾晓哲,董良,黄志超,李杰受保护的技术使用者：河南省日立信股份有限公司技术研发日：20231211技术公布日：2024/9/17