【技術實現步驟摘要】
本申請屬于電力裝備，涉及一種基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統及方法，尤其涉及一種基于甲醇重整高溫質子交換膜燃料電池發電與太陽能光伏發電組件或風力發電組件互補的綜合能源系統及方法。
技術介紹
1、可再生能源發電在現代社會發展所需的電力中占比越來越高。然而受到晝夜、季節、地理位置和氣候條件等因素的影響，可再生能源產生的電力是間歇性和不穩定的，給可再生能源發電的大規模應用增加了難度。
2、太陽能光伏發電成本低，但發電不穩定，其與儲能電池進行組合，在一定程度上可以解決光伏發電供電不穩定的問題，但在連續陰雨天、冬天等氣候和季節條件下，該組合系統難以保證穩定可靠的電力輸出。
3、質子交換膜燃料電池是一種清潔高效的發電裝置，可以持續穩定的對外提供電力，然而，目前質子交換膜燃料電池需要高純氫氣作為燃料，高純氫氣的制備、運輸及存儲等環節的技術壁壘較多、成本較高，且安全管理非常繁瑣，因此，采用純氫氣作為燃料的質子交換膜燃料電池，其制備、運輸和補給成本較高，因而制約了該技術的大規模應用。
技術實現思路
1、有鑒于此，本申請提供了一種基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統及方法，將太陽能光伏發電和甲醇重整高溫質子交換膜燃料電池發電模塊集成在一起形成一種互補式的新型綜合能源系統，在太陽光充足時采用太陽能光伏發電，在太陽光不足時，采用甲醇重整高溫質子交換膜燃料電池進行發電。
2、本申請提供的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統及方法，結合了光伏發電和燃料電池發
3、為了實現上述目的，本申請采用以下技術方案。
4、第一方面，本申請提供一種基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，包括：
5、太陽能光伏組件，用于將太陽能通過光電效應轉化為電能；
6、甲醇重整高溫膜燃料電池發電模塊(或單元)，用于將甲醇燃料和空氣的化學能轉化為電能，并為外界負載和儲能電池單元供電；所述外界負載包括直流負載和交流負載；
7、儲能電池單元，用于存儲所述太陽能光伏組件發電或者所述甲醇重整高溫膜燃料電池發電除自身負載所需電力外剩余的電能，并為甲醇重整高溫膜燃料電池發電模塊提供起始電能；
8、逆變器，用于將所述光伏發電組件和所述甲醇重整高溫膜燃料電池發電單元所產生的電壓轉換為外界負載和儲能電池單元相匹配的電壓；
9、控制模塊(或控制器)，用于對所述太陽能光伏發電組件和所述甲醇重整高溫膜燃料電池發電單元進行智能控制和發電模式的切換；以及
10、甲醇燃料存儲和輸送模塊(或甲醇燃料存儲和供給單元)，用于為所述甲醇重整高溫膜燃料電池發電模塊提供甲醇燃料。
11、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述太陽能光伏組件與所述逆變器相連接，用于將在太陽能充足時所述太陽能光伏組件發電得到的電能，通過逆變器為負載和所述儲能電池單元供電。
12、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述太陽能光伏組件包括太陽能電池。
13、本申請中，所述綜合能源系統在太陽光充足時利用太陽能進行光伏發電，在太陽光不足、夜間或者陰雨天氣時，采用甲醇重整高溫質子交換膜燃料電池進行發電。儲能電池單元用于存儲光伏發電或者甲醇重整高溫質子交換膜燃料電池發電除自身負載所需電力外剩余的電能，同時為甲醇重整高溫膜燃料電池發電模塊提供啟動時所需要的電能。該綜合能源系統合理、智能地利用太陽能和甲醇燃料的化學能進行發電，實現全時、全天候環境對外提供穩定電力輸出，同時降低甲醇燃料的消耗。
14、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述甲醇重整高溫膜燃料電池發電模塊包括：高溫膜燃料電池堆、重整器、換熱器、平行流散熱器和導熱油循環泵。
15、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述重整器包括重整室和氧化室，所述重整器通過所述重整室與所述換熱器和所述高溫膜燃料電池堆分別連接，以使甲醇水溶液通過換熱器汽化為甲醇蒸氣進入重整器的重整室進行重整反應生成氫氣，重整反應生成的氫氣直接進入所述高溫膜燃料電池堆作為燃料進行發電。
16、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述重整器通過所述氧化室與所述高溫膜燃料電池堆連接，以使所述高溫膜燃料電池堆在發電過程中產生的陽極尾氫進入所述重整器的所述氧化室并發生催化氧化反應為甲醇重整產氫提供熱能。
17、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述高溫膜燃料電池堆與所述平行流散熱器連接、所述導熱油循環泵依次連接，然后所述導熱油循環泵再與所述高溫膜燃料電池堆連接，形成一個導熱油循環系統，用于通過導熱油的循環控制所述高溫膜燃料電池堆保持合適的工作溫度。
18、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述高溫膜燃料電池堆與所述平行流散熱器連接，用以通過所述平行流散熱器輸出所述高溫膜燃料電池堆在運行期間產生的熱能。
19、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述平行流散熱器設置有電加熱棒和散熱風扇；所述平行流散熱器與所述導熱油循環泵連接，在開機階段，所述平行流散熱器使導熱油的溫度升高，在發電階段，所述平行流散熱器降低導熱油的溫度。
20、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述平行流散熱器中，所述散熱風扇會根據導熱油的溫度自動調節轉速，保證導熱油的溫度維持在合理范圍。
21、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述甲醇重整高溫膜燃料電池發電模塊為甲醇重整高溫質子交換膜燃料電池發電模塊。
22、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述逆變器分別與所述太陽能光伏組件、所述甲醇重整高溫膜燃料電池發電模塊、儲能電池單元和所述外界負載相連接。
23、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述逆變器包括：光伏電池接入端口、220v交流電輸出端口、直流電接入端口和直流電輸出端口和220v交流電接入端口。
24、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述光伏電池接入端口，與所述太陽能光伏電池相連，用于將所述太陽能光伏組件的電壓轉換為與所述儲能電池單元相匹配的電壓。
25、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述220v交流電輸出端口與外界負載中的交流負載連接，用于為交流負載提供所需的交流電。
26、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述直流電接入端口和直流電輸出端口，分別與所述儲能電池相連，用于為直流負載供電。
27、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述220v交流電接入端口與所述儲能電池單元連接，用于在系統長時間不工作時為所述儲能電池單元充電。
28、上述基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，所述控制模塊分別與所述太陽能光伏組本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，所述綜合能源系統包括：
2.根據權利要求1所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，所述太陽能光伏組件包括太陽能電池。
3.根據權利要求1所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，所述逆變器包括光伏電池接入端口、220V交流電輸出端口、直流電接入端口和直流電輸出端口和220V交流電接入端口。
6.根據權利要求5所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，所述光伏電池接入端口與所述太陽能光伏電池相連，用于將所述太陽能光伏組件的電壓轉換為與所述儲能電池單元相匹配的電壓；
7.根據權利要求1所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，所述甲醇燃料存儲和輸出模塊包括甲醇溶液燃料存儲桶、甲醇流量泵和輸出管道。
8.根據權利
9.一種基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源方法，其特征在于，所述綜合能源方法采用上述如權利要求1-8中任一項所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統進行實施，所述綜合能源方法包括以下步驟：
10.根據權利要求9所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源方法，其特征在于，甲醇重整產氫的溫度為230～350℃；
...【技術特征摘要】
1.一種基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，所述綜合能源系統包括：
2.根據權利要求1所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，所述太陽能光伏組件包括太陽能電池。
3.根據權利要求1所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，所述逆變器包括光伏電池接入端口、220v交流電輸出端口、直流電接入端口和直流電輸出端口和220v交流電接入端口。
6.根據權利要求5所述的基于甲醇重整高溫膜燃料電池的綜合能源系統，其特征在于，所述光伏電池接入端口與所述太陽能光伏電...
【專利技術屬性】
技術研發人員：盧善富，相艷，張勁，劉國法，郭志斌，張寧，曹財源，史愛軍，
申請(專利權)人：北京海得利茲新技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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