交流电直接供能的蓄电装置和系统的制作方法

本发明涉及电化学领域，特别涉及交流电直接供能的蓄电装置和系统。

背景技术：

1、风电机、水利发动机等原动机产生的电能受到自然条件的影响，具有较大的波动性，这样就会对其供电电网的稳定性造成相应的负面影响。

2、为了调节电网的稳定性，可以采用设置蓄电装置的方式，来在原动机发电的高峰期进行蓄电，将其部分电能存储起来，避免对电网的过量供电；然后，在原动机发电的低谷期，蓄电装置向电网辅助供电，来缓解电网的供电不足。

3、现有技术中，用于原动机的发电机需要经过交直流变换，来将原动机的机械能间接转化为直流电，然后再通过直流电源来为蓄电装置提供用于充电的直流电能。

4、发明人结果研究发现，现有技术中蓄电装置的充电方式中，蓄电装置存在结构过于复杂，或，能量转换过程中能量损耗过大的缺陷。

5、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于消除现有技术中所存在的结构过于复杂，或，能量转换过程中能量损耗过大的缺陷。

2、本发明提供了一种交流电直接供能的蓄电装置，包括传动部件和电解蓄电单元；所述电解蓄电单元包括可励磁磁路、环状电解池和交流电源；

3、所述环状电解池内注有电解液；所述环状电解池包括电解池隔膜；所述电解池隔膜用于将电解液分隔为阴极室和阳极室；所述阴极室和所述阳极室分别设有阴极板和阳极板；所述阴极板和所述阳极板分别设有直流电输出接口；

4、所述可励磁磁路包括多个缠有电磁线圈的磁芯；所述磁芯设于所述环状电解池外，且所述磁芯上下两端连接有与所述环状电解池适配的极靴对；

5、与原动机连接的所述传动部件用于驱动所述交流电源生成交流电；

6、所述交流电源与所述电磁线圈电路连接，用于在所述极靴对间生成可转动磁场；所述可转动磁场使所述电解池隔膜两侧的电解液之间生成感生电势和感生电流。

7、优选的，在本发明中，所述交流电源包括两相以上的交流电源。

8、优选的，在本发明中，当所述交流电源为三相交流电时，所述可励磁磁路的结构为：

9、所述磁芯包括3n对；各对所述磁芯与所述环状电解池同心圆设置。

10、优选的，在本发明中，所述磁芯包括6个；6个所述磁芯与所述环状电解池同心圆设置，分别与所述交流电源的三相连接的三个所述电磁线圈各占2/3π电气角度。

11、优选的，在本发明中，当所述交流电源为单相交流电时，所述交流电源还包括用于生成第二相位的分相器；所述可励磁磁路的结构为：

12、所述磁芯包括2n对；各对所述磁芯与所述环状电解池同心圆设置。

13、优选的，在本发明中，所述磁芯包括4个；4个所述磁芯与所述环状电解池同心圆设置，分别与所述交流电源两相连接的两个所述电磁线圈各约占π电气角度。

14、优选的，在本发明中，所述分相器，包括电容、电感，也可以用变流器实现。

15、优选的，在本发明中，所述电解池隔膜用于将所述环状电解池分割为处于内环的阳极室和处于外环的阴极室。

16、优选的，在本发明中，所述环状电解池的内腔包括多个互相独立的子腔体；每个所述子腔体中均设有电解池隔膜、阴极板和阳极板。

17、优选的，在本发明中，还包括控制单元；

18、所述控制单元包括监测组件和处理单元；

19、所述监测组件用于监测电解液的电解反应速度；所述处理单元用于根据电解反应速度生成控制指令；所述控制指令用于控制所述电磁线圈及磁芯的磁感应强度和/或旋转速度即交流电源频率，以控制所述环状电解池内的感生电势和/或感生电流。在本发明的另一面，还提供了一种交流电直接供能的蓄电系统，包括原动机和如上所述的交流电直接供能的蓄电装置；

20、所述交流电源为交流发电机；

21、所述原动机用于驱动所述交流发电机。

22、优选的，在本发明中，所述原动机与所述交流发电机通过传动部件驱动链接；

23、所述传动部件还包括转速变速机构。

24、优选的，在本发明中，所述原动机包括燃汽轮机、蒸汽轮机、风力涡轮机或内燃机。

25、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

26、通过以上方案可知，本发明提供的交流电直接供能的蓄电装置或系统，将电解池设置为环状，并设有在励磁的时候能够在环状电解池的阴极室和阳极室间的电解液中生成感生电势和感生电流的可励磁磁路，这样，交流发电机等交流电源在原动机传的驱动下发电户，可以在可励磁磁路上产生可转动磁场，从而能够在环状电解池的阴极室和阳极室间的电解液中生成感生电势和感生电流用于对电解液进行电解。

27、由于输入至本发明中的电解池的直流电不需要设置整流器，可以直接通过交流电源的电能在环状电解池的阴极室和阳极室间的电解液中生成感生电势，因此减少了交直流转换的环节，进而也就可以有效的简化电解装置的结构，并降低由于能量转换所造成的能量损耗。

28、上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。

技术特征：

1.一种交流电直接供能的蓄电装置，其特征在于，包括传动部件和电解蓄电单元；所述电解蓄电单元包括可励磁磁路、环状电解池和交流电源；

2.根据权利要求1所述的交流电直接供能的蓄电装置，其特征在于，所述交流电源包括两相以上的交流电源。

3.根据权利要求2所述的交流电直接供能的蓄电装置，其特征在于，当所述交流电源为三相交流电时，所述可励磁磁路的结构为：

4.根据权利要求3所述的交流电直接供能的蓄电装置，其特征在于，所述磁芯包括6个；6个所述磁芯与所述环状电解池同心圆设置，分别与所述交流电源的三相连接的三个所述电磁线圈各占2/3π电气角度。

5.根据权利要求2所述的交流电直接供能的蓄电装置，其特征在于，当所述交流电源为单相交流电时，所述交流电源还包括用于生成第二相位的分相器；所述可励磁磁路的结构为：

6.根据权利要求5所述的交流电直接供能的蓄电装置，其特征在于，所述磁芯包括4个；4个所述磁芯与所述环状电解池同心圆设置，分别与所述交流电源两相连接的两个所述电磁线圈各占π电气角度。

7.根据权利要求5所述的交流电直接供能的蓄电装置，其特征在于，所述分相器包括电容、电感或变流器。

8.根据权利要求3或4中所述的交流电直接供能的蓄电装置，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的交流电直接供能的蓄电装置，其特征在于，所述环状电解池的内腔包括多个互相独立的子腔体；每个所述子腔体中均设有电解池隔膜、阴极板和阳极板。

10.根据权利要求1所述的交流电直接供能的蓄电装置，其特征在于，还包括控制单元；

11.一种交流电直接供能的蓄电系统，其特征在于，包括原动机和如权利要求1至10中任一所述的交流电直接供能的蓄电装置；

12.根据权利要求11所述的交流电直接供能的蓄电系统，其特征在于，所述原动机与所述交流发电机通过传动部件驱动链接；

13.根据权利要求12所述的交流电直接供能的蓄电系统，其特征在于，所述原动机包括燃汽轮机、蒸汽轮机、风力涡轮机或内燃机。

技术总结
本发明公开了一种交流电直接供能的蓄电装置和系统，其中所述交流电直接供能的蓄电装置包括传动部件和电解蓄电单元；电解蓄电单元包括可励磁磁路、注有电解液的环状电解池和交流电源；环状电解池包括的电解池隔膜用于将电解液分隔为阴极室和阳极室；阴极室和阳极室分别设有的阴极板和阳极板均设有输出接口；可励磁磁路包括多个缠有电磁线圈的磁芯；磁芯设于环状电解池外，且磁芯上下两端连接有极靴对；与原动机连接的传动部件用于驱动交流电源生成交流电；交流电源在极靴对间生成可转动磁场；可转动磁场使电解池隔膜两侧的电解液之间生成感生电势和感生电流。本发明可以有效的简化电解装置的结构，并降低了在能量多次转换过程中所造成能量损耗。

技术研发人员：时振堂,周金广,王美威,吴冠霖,熊楠,柴晓华
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12