本技术涉及氢储能设备,尤其涉及一种海底氢储能装置。
背景技术:
1、随着海洋可再生能源的大规模开发利用,对海洋储能的需求也急剧增加,利用可再生能源发电,再电解制氢并存储,是目前比较流行的方案。
2、目前在用的海洋氢储能系统,主要采用陆地用的40升的标准储氢罐,多个排列连接后,放置在海床上。
3、这样的氢储能系统有一些问题,例如:(1)大量的储氢罐堆积在一起,体积巨大,而且需要一个外包保护结构,成本很高,(2)储氢罐之间需要大量的连接管线和控制阀门,这些附件布置复杂,成本很高,而且在海底维修困难,(3)海洋腐蚀性环境,对陆地用的氢储能系统的腐蚀严重,大大降低系统的可靠性和使用寿命。
4、因此,为了提高海洋氢储能系统的寿命和降低建造和运维成本,有必要研发一种新的氢储能装置。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足,提供一种海底氢储能装置。
2、本实用新型可采用大型一体化设计和布局,单个储氢罐容量大于1000升,而且和其它功能组件布置在同一模块上,连接管路和阀门数量少,而且无需额外的防护罩结构,便于安装维护。
3、本实用新型所有部件都采用海洋结构钢材型号,同时配备符合海洋结构设计标准的防腐涂层和阳极保护系统,保证设备的防腐性能和使用寿命。(3)系统集成度高,占地面积小,对海床地质条件没有特殊要求,而且具有很好的扩容特性,不仅可以单独使用,也可以组网使用,以适应不同规模的储能需求。
4、本实用新型作为海洋储能单元,可以将电能转化为氢能进行海底存储,不仅可以用于海洋风场储能,也可以用于海洋光伏电站或波浪能、潮汐能电站的储能。存储的氢气可以通过氢燃料电池重新转换为电能,也可以直接外输并应用于加氢站等氢能源设施。整套装置功能完整、适用范围广、可扩容性好,在提高目前海洋储能系统的可靠性和效率的同时,大大减少系统的制造和运营成本。
5、本实用新型通过下述技术方案实现:
6、一种海底氢储能装置,包括底座2,以及位于底座2上的储氢罐1、氢燃料电池模块3、氢气压缩机模块4、电解槽模块5和控制模块6;
7、所述氢燃料电池模块3的燃料部分,由管路7与储氢罐1相连;氢燃料电池模块3的电路部分,由电缆8与控制模块6相连;
8、所述氢气压缩机模块4的气路部分,通过管路7分别与储氢罐1、电解槽模块5相连;所述氢气压缩机模块4的电路部分,通过电缆8与控制模块6相连;
9、所述储氢罐1的表面均等分布有若干个阳极保护块12,并与储氢罐1罐体保持有电连续性。
10、所述储氢罐1的表面还设置有多个内支架11,并且在空间中相互垂直;所述内支架11的中心开设有通孔111;
11、所述内支架11的端部具有法兰面。
12、所述储氢罐1通过托架22固定在底座2上;托架22由多片钢板组成,钢板的上部边缘呈凹圆弧状,与储氢罐1的罐体外壳的表面弧度匹配,钢板的下部边缘位于同一个水平面上,与底座2连接。
13、所述储氢罐1位于底座2的中部;
14、所述氢燃料电池模块3、氢气压缩机模块4、电解槽模块5和控制模块6分布在底座2的外缘。
15、所述管路7上设置有控制阀门71;所述控制阀门71用于调节管路7内气体的流量大小,或者关闭阻断管路7的通路。
16、所述底座2的外缘分布有多个用于吊装作业的吊耳21。
17、所述控制模块6通过电缆8和外部电源或电网相连。
18、所述底座2长度和宽度均>储氢罐1的直径;所述底座2的厚度>0.1米。
19、本实用新型相对于现有技术,具有如下的优点及效果:
20、本实用新型海底氢储能装置通过采用一体化集成系统布局,将大型储氢罐和其它功能模块紧凑布置在同一个基座上,既节省空间,又减少连接附件数量。系统在电力充足时,将多余的电能通过电解槽模块制氢,并用压缩机增压后,存储在储氢罐里。当电力不足时,氢能源电池模块将氢气重新转换为电能,整个装置在控制模块的控制下自主运行,因而起到一个可独立运营的大型蓄能单元的作用。整个装置通过底座上的吊耳进行一体化吊装和回收,在多个装置并网运营时,只需要将输入输出电缆相互连接就可以,对各装置之间的相对位置和相对方位角没有限制,可轻易适应各种不同的海底地形。
21、本实用新型海底氢储能装置在内支架保留有多个,比如三互相垂直的通孔,海底海流的一部分可以通过通孔从储氢罐的前端直接流入储氢罐的尾流区域,可以抑制尾流区域的漩涡,从而抑制储氢罐在海流作用下的涡激振动。
22、本实用新型构思巧妙,空间布局紧凑,功能完整,海底适应性好,建造和运维成本低,有效地解决了海洋可再生能源的储能成本高、可靠性低的问题。
1.一种海底氢储能装置,其特征在于,包括底座(2),以及位于底座(2)上的储氢罐(1)、氢燃料电池模块(3)、氢气压缩机模块(4)、电解槽模块(5)和控制模块(6);
