一种与可再生能源高度耦合的PEM水电解制氢系统的制作方法

一种与可再生能源高度耦合的pem水电解制氢系统
技术领域
1.本实用新型涉及pem水电解制氢系统技术领域，尤其涉及一种与可再生能源高度耦合的pem水电解制氢系统。


背景技术：

2.发展可再生能源和氢能是实现“双碳”目标的重要途径，氢能作为一种清洁高效可持续的二次能源，得到了国家重点扶持培育以及大力发展，氢气分为灰氢、蓝氢、绿氢，只有通过可再生能源制备出来的绿氢才是国家提倡的氢气，但由于风力发电和光伏发电具有波动性，其输出功率极不平衡，这也对制氢工艺提出了要求，现阶段与可再生能源匹配度最高的制氢方式是pem水电解制氢，但是pem水电解制氢设备从启动到产出能使用的氢气这个过程需要5-10分钟，这就会造成弃风弃电现象严重，而且会影响制氢效率，不利于可再生能源制氢的发展。
3.因此，有必要提供一种新的与可再生能源高度耦合的pem水电解制氢系统解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种与可再生能源高度耦合的pem水电解制氢系统。
5.本实用新型提供的一种与可再生能源高度耦合的pem水电解制氢系统，包括蓄水罐、电热带、电解槽和ups，电热带固定在蓄水罐的内壁，电解槽设置在蓄水罐的下方，电解槽与蓄水罐相连通，ups设置在蓄水罐的一侧，且电热带与ups电性连接。
6.优选的，蓄水罐底部的一侧固定有蓄水罐出水口，蓄水罐底部的另一侧固定有蓄水罐进水口，电解槽顶部的一侧固定有电解槽进水口，电解槽顶部的另一侧固定有电解槽出水口，蓄水罐出水口与电解槽进水口通过第一管道相连通，电解槽出水口与蓄水罐进水口通过第二管道相连通。
7.优选的，电热带的正极通过正极电线与ups正极电性连接，电热带的负极通过负极电线与ups负极电性连接。
8.优选的，电热带呈盘旋状。
9.与相关技术相比较，本实用新型提供的与可再生能源高度耦合的pem水电解制氢系统具有如下有益效果：
10.1、本实用新型通过在蓄水罐内侧设置电热带提前加热水，减少pem水电解制氢设备的冷启动时间，从而提高了制氢效率，达到与风力发电、光伏发电高度耦合，从而做到电来即产氢，避免造成弃风弃电现象，利于可再生能源制氢的发展。
11.2、本实用新型通过将电热带设置呈盘旋状，加大了与水的受热面积，从而减少了加热时间。
附图说明
12.图1为本实用新型的整体结构示意图；
13.图2为本实用新型的电热带位置结构示意图。
14.图中标号：1、蓄水罐；101、蓄水罐出水口；102、蓄水罐进水口；2、电热带；3、电解槽；301、电解槽进水口；302、电解槽出水口；4、ups；5、正极电线；6、负极电线。
具体实施方式
15.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
16.以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。
17.请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的一种与可再生能源高度耦合的pem水电解制氢系统，包括蓄水罐1、电热带2、电解槽3和ups4，电热带2固定在蓄水罐1的内壁，电解槽3设置在蓄水罐1的下方，电解槽3与蓄水罐1相连通，ups4设置在蓄水罐1的一侧，且电热带2与ups4电性连接。
18.本申请解决了传统技术中利用不稳定的可再生能源对制氢设备进行供电会对制氢设备产生冲击的问题，当可再生能源得电来的量太小或者启动过慢时，通过已经达到热备状态的制氢设备，就能立马产出氢气来，而省略了用可再生能源发出量较小的不稳定的电加热电解制氢设备和水的过程，提高了制氢效率，同时也减少了弃风弃光，有利资源的利用和持续发展。
19.请参阅图1，蓄水罐1底部的一侧固定有蓄水罐出水口101，蓄水罐1底部的另一侧固定有蓄水罐进水口102，电解槽3顶部的一侧固定有电解槽进水口301，电解槽3顶部的另一侧固定有电解槽出水口302，蓄水罐出水口101与电解槽进水口301通过第一管道相连通，电解槽出水口302与蓄水罐进水口102通过第二管道相连通。
20.需要说明的是，在使用时通过ups4对电热带2供电，电热带2通电产生热量对蓄水罐1内侧加入的水进行加热，使得水达到电解的合适温度，而加热的水通过蓄水罐出水口101、第一管道和电解槽进水口301流入到电解槽3内侧还能够对电解槽3进行预热，使得电解槽3处于热备状态，电解剩余的水再通过电解槽3上设置的水泵泵送至电解槽出水口302，通过第二管道进入到蓄水罐进水口102内侧，最终回流到蓄水罐1内侧进行继续加热和循环电解工作。
21.请参阅图1和图2，电热带2的正极通过正极电线5与ups4正极电性连接，电热带2的负极通过负极电线6与ups4负极电性连接，使电热带2与ups4电性连接。
22.请参阅图2，电热带2呈盘旋状，提高了电热带2与水的接触面积，从而提高了加热效率。
23.本实用新型中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。
24.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。


技术特征：
1.一种与可再生能源高度耦合的pem水电解制氢系统，其特征在于，包括：蓄水罐(1)；电热带(2)，所述电热带(2)固定在蓄水罐(1)的内壁；电解槽(3)，所述电解槽(3)设置在蓄水罐(1)的下方，所述电解槽(3)与蓄水罐(1)相连通；ups(4)，所述ups(4)设置在蓄水罐(1)的一侧，且电热带(2)与ups(4)电性连接。2.根据权利要求1所述的与可再生能源高度耦合的pem水电解制氢系统，其特征在于，所述蓄水罐(1)底部的一侧固定有蓄水罐出水口(101)，所述蓄水罐(1)底部的另一侧固定有蓄水罐进水口(102)，所述电解槽(3)顶部的一侧固定有电解槽进水口(301)，所述电解槽(3)顶部的另一侧固定有电解槽出水口(302)，所述蓄水罐出水口(101)与电解槽进水口(301)通过第一管道相连通，所述电解槽出水口(302)与蓄水罐进水口(102)通过第二管道相连通。3.根据权利要求1所述的与可再生能源高度耦合的pem水电解制氢系统，其特征在于，所述电热带(2)的正极通过正极电线(5)与ups(4)正极电性连接，所述电热带(2)的负极通过负极电线(6)与ups(4)负极电性连接。4.根据权利要求1所述的与可再生能源高度耦合的pem水电解制氢系统，其特征在于，所述电热带(2)呈盘旋状。

技术总结
本实用新型提供的一种与可再生能源高度耦合的PEM水电解制氢系统，包括蓄水罐、电热带、电解槽和UPS，电热带固定在蓄水罐的内壁，电解槽设置在蓄水罐的下方，电解槽与蓄水罐相连通，UPS设置在蓄水罐的一侧，且电热带与UPS电性连接，蓄水罐底部的一侧固定有蓄水罐出水口，蓄水罐底部的另一侧固定有蓄水罐进水口，电解槽顶部的一侧固定有电解槽进水口，电解槽顶部的另一侧固定有电解槽出水口；本实用新型通过在蓄水罐内侧设置电热带提前加热水，减少PEM水电解制氢设备的冷启动时间，从而提高了制氢效率，达到与风力发电、光伏发电高度耦合，从而做到电来即产氢，避免造成弃风弃电现象，利于可再生能源制氢的发展。利于可再生能源制氢的发展。利于可再生能源制氢的发展。


技术研发人员：庞宗华
受保护的技术使用者：深圳润世华研发科技有限公司
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2023/3/16