以H原子和O原子为储能介质的储能系统、新能源电网储能系统、双向逆变器

摘要

以H原子和O原子为储能介质的储能系统，包含制氢发电模块和储电模块；制氢发电模块，包括防混合装置、第一容器、第二容器、充水口、充水阀、第一电极、第二电极、第一管道、第二管道、第一气泵、第二气泵、第一单向阀、第二单向阀、第一气罐、第二气罐、第一入口气阀、第二入口气阀、第一稳压阀、第二稳压阀、氢燃料电池、第三管道、第四管道、循环阀、除气容器；储电模块，包含多个蓄电模块、控制模块、隔离二极管、第二电源点、电源输入点、电源输出点、公共地点。新能源电网储能系统、双向逆变器，具有前述的以H原子和O原子为储能介质的储能系统。本发明成本低廉、应用灵活、使用寿命长、不易损坏、稳定可靠。

主权项

以H原子和O原子为储能介质的储能系统，其特征在于：包含制氢发电模块和储电模块；制氢发电模块，其特征在于：包括防混合装置（LXQ）、第一容器（L1）、第二容器（L2）、充水口、充水阀（F3）、第一电极（DJ1）、第二电极（DJ2）、第一管道（GD1）、第二管道（GD2）、第一气泵（B1）、第二气泵（B2）、第一单向阀（DF1）、第二单向阀（DF2）、第一气罐（Q1）、第二气罐（Q2）、第一入口气阀（F1）、第二入口气阀（F2）、第一稳压阀（W1）、第二稳压阀（W2）、氢燃料电池（BAT1）、第三管道（GD3）、第四管道（GD4）、循环阀（F4）、除气容器（YLG）；制氢发电模块的防混合装置包括壳体(LXQ)、螺旋管腔（LXG）、第一管腔（ZG1）、第二管腔（ZG2）；螺旋管腔（LXG）为螺旋状，螺旋管腔（LXG）具有第一端和第二端；第一管腔（ZG1）的轴线方向与螺旋管腔（LXG）的螺旋轴线方向相同，第一管腔（ZG1）位于螺旋管腔（LXG）的螺旋线以内，第一管腔（ZG1）的长度大于螺旋管腔（LXG）的两个端点所在的与螺旋管腔（LXG）轴线垂直的面的距离；第一管腔（ZG1）具有连接端和开口端（JK1）；第一管腔（ZG1）的连接端与螺旋管腔（LXG）的第一端相通；第一管腔（ZG1）穿在整个螺旋管腔（LXG）段，且第一管腔（ZG1）的开口端（JK1）超出螺旋管腔（LXG）的第二端；第二管腔（ZG1）的轴线方向与螺旋管腔（LXG）的螺旋轴线方向相同，第二管腔（ZG1）位于螺旋管腔（LXG）的螺旋线以内，第二管腔（ZG1）的长度大于螺旋管腔（LXG）的两个端点所在的与螺旋管腔（LXG）轴线垂直的面的距离；第二管腔（ZG1）具有连接端和开口端（JK1）；第二管腔（ZG1）的连接端与螺旋管腔（LXG）的第二端相通；第二管腔（ZG1）穿在整个螺旋管腔（LXG）段，且第二管腔（ZG1）的开口端（JK1）超出螺旋管腔（LXG）的第一端；制氢发电模块中：第一容器（L1）的底部与防混合装置（LXQ）的一端相通，第二容器（L2）的的底部与防混合装置（LXQ）的另一端相通；也就是说第一容器（L1）的的底部、第二容器（L2）的的底部通过防混合装置（LXQ）相通；制氢发电模块中：第一电极（DJ1）装置在第一容器（L1）的容腔内，第一电极（DJ1）的最下端的水平位置高于第一容器（L1）与防混合装置（LXQ）相通接口的水平位置；制氢发电模块中：第二电极（DJ2）装置在第二容器（L2）的容腔内，第二电极（DJ2）的最下端的水平位置高于第二容器（L2）与防混合装置（LXQ）相通接口的水平位置；当第一容器（L1）、第二容器（L2）电解时气压差太大时会由于液体脱离电极而终止电解反应；制氢发电模块中：第一容器（L1）的顶部通过第一管道（GD1）经由第一气泵（B1）、第一单向阀（DF1）与第一气罐（Q1）相通，第一气泵（B1）将第一容器（L1）内的气体驱动到第一气罐（Q1）内，第一单向阀（DF1）允许第一容器（L1）内的气体流动到第一气罐（Q1），第一单向阀（DF1）不允许第一气罐（Q1）流动到第一容器（L1）内；制氢发电模块中：第二容器（L2）的顶部通过第二管道（GD2）经由第二气泵（B2）、第二单向阀（DF2）与第二气罐（Q2）相通，第二气泵（B2）将第二容器（L2）内的气体驱动到第二气罐（Q2）内，第二单向阀（DF2）允许第二容器（L2）内的气体流动到第二气罐（Q2），第二单向阀（DF2）不允许第二气罐（Q2）流动到第二容器（L2）内；制氢发电模块中：第一气罐（Q1）与氢燃料电池（BAT1）的一个进气通道相连, 第一气罐（Q1）与氢燃料电池（BAT1）的联通路径上具有第一稳压阀（W1），第一稳压阀（W1）允许流体从第一气罐（Q1）流向氢燃料电池（BAT1），第一稳压阀（W1）不允许流体从氢燃料电池（BAT1）流向第一气罐（Q1），第一稳压阀（W1）能够控制第一气罐（Q1）所连接的氢燃料电池（BAT1）的一个进气通道的气压；制氢发电模块中：第二气罐（Q2）与氢燃料电池（BAT1）的一个进气通道相连, 第二气罐（Q2）与氢燃料电池（BAT1）的联通路径上具有第二稳压阀（W2），第二稳压阀（W2）允许流体从第二气罐（Q2）流向氢燃料电池（BAT1），第二稳压阀（W2）不允许流体从氢燃料电池（BAT1）流向第二气罐（Q2），第二稳压阀（W2）能够控制第二气罐（Q2）所连接的氢燃料电池（BAT1）的一个进气通道的气压；制氢发电模块中：第三管道（GD3）的上端与氢燃料电池（BAT1）的排水口相通，第三管道（GD3）的下端与除气容器（YLG）的容腔相通；第四管道（GD4）的上端与除气容器（YLG）的容腔相通，第四管道（GD4）的下端经由循环阀（F4）与第一容器（L1）相通，使得氢燃料电池（BAT1）的产物水可以重新流入第一容器（L1）、第二容器（L2）构成的电解容腔中，循环使用；第三管道（GD3）的下端开口的水平位置低于第四管道（GD4）的上端开口的水平位置，可以防止气体进入第一容器（L1）、第二容器（L2）构成的电解容腔中；制氢发电模块中：还具有超声波发生器（C1），超声波发生器（C1）位于除气容器（YLG）内部；还具有排气口，除气容器（YLG）通过第五管道（GD5）与排气孔相通，第五管道（GD5）的流体路径中还具有第五泵（B5）、排气阀（F5）；通过控制除气容器（YLG）除气操作时在超声波发生器（C1）的同时开放排气阀（F5）并打开第五泵（B5）降低除气容器（YLG）的气压，使使得氢燃料电池（BAT1）的产物水中溶解的气体脱出，超声波发生器（C1）脱气的同时降低除气容器（YLG）的气压的设计使得脱气硬件成本很低且效果很好;制氢发电模块中：氢燃料电池（BAT1）具有电源输出点（VCC1）、电源地点（GND1）；储电模块，其特征在于：包含多个蓄电模块、控制模块、隔离二极管（D99）、第二电源点（VCC2）、电源输入点（VCC1）、电源输出点（OUT）、公共地点；储电模块的蓄电模块包含输入节点（IN1）、输出节点（IN2）、保险丝（LF）、第二电阻（R2）、第一电阻（R1）、第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三电阻（R3）、可充电池（BAT）、电源地点（GND1）、单片机（PIC12F510）、第一节点（S1）、第二节点（S2）、第三节点（S3）、光耦（OC1）；储电模块的蓄电模块中：第一二极管（D1）的正极与输入节点（IN1）相连，第一二极管（D1）的负极经由保险丝连接到可充电池（BAT）的正极；储电模块的蓄电模块中：第二二极管（D2）的负极和输出节点（IN2）相连，第二二极管（D2）的正极与第一二极管（D1）的负极相连；储电模块的蓄电模块中：第三电阻（R3）的一端和第三节点（S3），第三电阻（R3）的另一端与第一节点（S1）相连；储电模块的蓄电模块中：第三节点（S3）与可充电池（BAT）的正极相连；储电模块的蓄电模块中：光耦（OC1）的发射端的正极与第一二极管（D1）的负极相连，光耦（OC1）的发射端的负极经由第二电阻（R2）连接到第二节点（S2），光耦（OC1）的接收端的正极与单片机（PIC12F510）的IO脚（GP5）相连，光耦（OC1）的接收端的负极与单片机（PIC12F510）的一个IO脚相连；储电模块的蓄电模块中：第二节点（S2）与单片机（PIC12F510）的一个IO脚相连；储电模块的蓄电模块中：单片机（PIC12F510）的电源脚与可充电池（BAT）的正极相连，单片机（PIC12F510）的接地脚与电源地点（GND1）相连；储电模块的单片机（PIC12F510）的一个的IO脚与第二节点（S2）相连，单片机（PIC12F510）的一个的IO脚与第一节点（S1）相连；储电模块的蓄电模块中：第一电阻（1）、第二电阻（2）、第三电阻(3)三者的阻值相近；储电模块的蓄电模块中：电源地点（GND1）与可充电池（BAT）的负极相连；储电模块的电源输入点（VCC1）与隔离二极管（D99）的正极相连，电源输出点（OUT）与隔离二极管（D99）的负极相连；储电模块的第二电源点（VCC2）与隔离二极管（D99）的负极相连；储电模块的控制模块与各个蓄电模块之间能够进行通讯，控制模块能够指挥各个蓄电模块进行自检操作检测光耦和保险丝的状态，控制模块的电源接入点与第二电源点（VCC2）相连，控制模块依靠第二电源点（VCC2）与公共地点之间的电势差驱动运行；储电模块的电源输入点（VCC1）与制氢发电模块的氢燃料电池（BAT1）的电源输出点（VCC1）相连，储电模块的电源地点（GND1）与制氢发电模块的氢燃料电池（BAT1）的电源地点（GND1）相连；储电模块的蓄电模块的单片机（PIC12F510）中具有检测程序，其步骤包含：（1）将单片机（PIC12F510）与第一节点（S1）相连的IO脚设置为高阻态；将单片机（PIC12F510）与第二节点（S2）相连的IO脚设置为高阻态；将与光耦（OC1）的接收端的负极相连的单片机（PIC12F510）的IO脚（GP2）设置为输出模式并输出低电位；将与光耦（OC1）的接收端的正极相连的单片机（PIC12F510）的IO脚（GP5）设置为输出模式并设置为输出高电位；（2）读取将与光耦（OC1）的接收端的正极相连的单片机（PIC12F510）的IO脚（GP5）的电位；如果读取的电位的值为高电位，说明光耦正常进入下一步骤；如果读取的电位的值为低电位，则说明光耦异常或者保险丝断裂，程序返回代表‘测试失败’的值并结束检测程序；（3）将单片机（PIC12F510）与第二节点（S2）相连的IO脚设置为输出模式并输出低电位；（4）读取将与光耦（OC1）的接收端的正极相连的单片机（PIC12F510）的IO脚（GP5）的电位；如果读取的电位的值为低电位，则说明光耦正常，程序进入下一步骤；如果读取的电位的值为高电位，则说明光耦异常，程序返回代表‘测试失败’的值并结束检测程序；（5）将单片机（PIC12F510）与第一节点（S1）相连的IO脚设置为采样模式，并对第一节点（S1）的电压进行采样；如果第一节点（S1）的电压值接近单片机（PIC12F510）的低电位值则说明第三电阻（R3）开路或第一电阻（R1）短路，程序返回代表‘测试失败的消息’的值并结束检测程序；如果第一节点（S1）的电压值接近单片机（PIC12F510）的高电位值则说明第三电阻（R3）短路，程序返回代表‘测试失败的消息’的值并结束检测程序；如果第一节点（S1）的电压值接近单片机（PIC12F510）的高电位值的一半则说明第三电阻（R3）正常，程序进入下一步骤；（6）将单片机（PIC12F510）与第一节点（S1）相连的IO脚设置为输出模式并输出低电位，将单片机（PIC12F510）与第二节点（S2）相连的IO脚设置为高阻态；（7）读取与光耦（OC1）的接收端的正极相连的单片机（PIC12F510）的IO脚（GP5）的电位；如果读取的电位的值为低电位，则说明光耦（OC1）、第二电阻（R2）、第一电阻（R1）正常，程序进入下一步骤;如果读取的电位的值为高电位，则说明光耦（OC1）或第二电阻（R2）或第一电阻（R1）异常，程序返回代表‘测试失败’的值并结束检测程序；（8）将与光耦（OC1）的接收端的正极相连的单片机（PIC12F510）的IO脚（GP5）设置为高阻态，减少功率损失；将与光耦（OC1）的接收端的负极相连的单片机（PIC12F510）的IO脚（GP2）设置为高阻态，减少功率损失；将单片机（PIC12F510）与第二节点（S2）相连的IO脚（GP1）设置为高阻态，减少功率损失；将单片机（PIC12F510）与第一节点（S1）相连的IO脚（GP0）设置为高阻态，减少功率损失；（9）程序返回代表‘测试正常，保险丝未断路’的值并结束检测程序。