一种基于燃料电池与风能的分布式能源系统

摘要

本发明涉及一种基于燃料电池与风能的分布式电源系统。风资源充足时，风力发电系统的叶片在风力作用下高速旋转，通过电机将风能转换为电能，在用电高峰期直接供电；电机同时连接至N个并列的电解槽，在用电低谷将电能用于电解水，电解水产生的氢气和氧气经压缩后分别储存；风资源匮乏时，储氢罐和储氧罐为燃料电池提供氢气和氧气进行发电；燃料电池产生的热水回流至电解槽内，燃料电池内换热出来的热空气可在燃料电池工作时替代传统的电加热装置对叶片进行加热，防止叶片结冰。通过合理布置总能系统，使大规模风电能够方便可靠的并入常规电网，同时使额定风速下，风力发电系统的有效输出功率由96％提高至98％以上，具有显著的社会经济效益。

主权项

一种基于燃料电池与风能联合发电系统，包括风力发电系统(1)和电解水系统(3)，所述风力发电系统(1)包括叶片(1‑1)和电机，叶片(1‑1)通过芯轴与电机相连，电机连接至负载(11)，叶片(1‑1)在风力作用下高速旋转，通过电机将风能转换为电能，其特征在于，所述电解水系统(3)包括并列的N个电解槽(3‑1)，所述N个电解槽(3‑1)并联连接至电机，且与负载(11)相并联；N路补水管道(2)分别通入N个电解槽(3‑1)内，用于补充水源；电解槽(3‑1)的阳极区通过第二压缩机(5)与储氧罐(7)连通，储氧罐(7)通过压力阀(8)连通至燃料电池(10)的阴极，为燃料电池(10)提供氧源；电解槽(3‑1)的阴极区通过第一压缩机(4)与储氢罐(6)连通，储氢罐(6)通过压力阀(8)连通至燃料电池(10)的阳极，为燃料电池(10)提供氢源；燃料电池(10)连接至负载(11)，燃料电池(10)的热水出口与热水回路(9)连通，热水回路(9)连通至电解槽(3‑1)内，将产生的热水循环至电解槽(3‑1)；所述燃料电池(10)的内壁上设有换热区，换热区不与燃料电池(10)内部的燃料电池堆相通，其内部设置散热片(12)以提高换热效率；换热区的一端连通至进风管道，进风管道与鼓风机(13)相连，鼓风机(13)将环境空气通过进风管道输送至换热区，对燃料电池(10)进行散热，换热区的另一端连接排风管道，排风管道连通至叶片加热装置(14)，所述叶片加热装置(14)的上侧排列1至多排风口；燃料电池(10)工作时，换热出来的热空气流通至叶片加热装置(14)，从叶片加热装置(14)的风口向上吹，替代电加热装置对叶片(1‑1)进行加热。