甲醇制氫儲(chǔ)能的燃料電池基站備用電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種燃料電池電源系統(tǒng)，尤其涉及一種甲醇制氫儲(chǔ)能的燃料電池基站備用電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]通信基站最常用的備用電源是由鉛酸蓄電池組成的，在使用中需要始終處于浮充狀態(tài)，耗能大壽命短，制造過(guò)程與廢舊電池的處理都會(huì)給環(huán)境帶來(lái)不得影響。當(dāng)前也出現(xiàn)了一些使用氫燃料電池制備的備用電源，其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)污染、備用待機(jī)狀態(tài)不會(huì)消耗大量能源，因而使用壽命長(zhǎng)，綜合成本低。
[0003]但在儲(chǔ)備氫源用完后需要及時(shí)提供氫源，現(xiàn)在見(jiàn)到的一些報(bào)道主要是使用瓶裝壓縮氫氣，儲(chǔ)存占用體積大，更換及運(yùn)輸過(guò)程安全性差，需要專業(yè)人士去操作。
[0004]有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計(jì)一種新的備用電源提供方式，以便克服現(xiàn)有提供方式的上述缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種甲醇制氫儲(chǔ)能的燃料電池基站備用電源系統(tǒng)，可提尚儲(chǔ)能效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種甲醇制氫儲(chǔ)能的燃料電池基站備用電源系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括甲醇重整制氫機(jī)、氫能電源、控制器、固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)、第一控制閥、第二控制閥、氫氣壓縮機(jī)、氫氣脫水系統(tǒng)；
[0008]所述甲醇重整制氫機(jī)、氫能電源與固化氫儲(chǔ)氫系統(tǒng)互相連接；甲醇重整制氫機(jī)與氫能電源之間設(shè)有第一控制閥，固化氫儲(chǔ)氫系統(tǒng)與氫能電源之間設(shè)有第二控制閥；甲醇重整制氫機(jī)、氫氣脫水系統(tǒng)、氫氣壓縮機(jī)、固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)依次連接；控制器檢測(cè)與控制各個(gè)單元的信息與動(dòng)作。
[0009]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述控制器中包含少量?jī)?chǔ)能電池，具有快速反應(yīng)的不間斷供電能力，儲(chǔ)能能夠保證維持設(shè)定時(shí)間的基站電源使用，保證平穩(wěn)過(guò)渡到氫能電源向基站電源供電，同時(shí)這個(gè)少量?jī)?chǔ)能電池又用于啟動(dòng)氫能電源。
[0010]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)用于快速啟動(dòng)氫能電源，甲醇重整制氫機(jī)用于持續(xù)提供氫氣以及向固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)充氫。
[0011]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，若控制器檢測(cè)到外網(wǎng)供電中斷，控制器中包含的不間斷電源即向基站通信設(shè)備不間斷供電，同時(shí)控制第二控制閥向氫能電源供氫，并啟動(dòng)氫能電源，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)氫能電源輸出正常后控制氫能電源向基站通信設(shè)備供電，由電位平衡關(guān)系控制器內(nèi)置的不間斷電源將停止工作；
[0012]啟動(dòng)甲醇重整制氫裝置，在甲醇重整制氫裝置開(kāi)始工作產(chǎn)生氫氣后，打開(kāi)第一控制閥，與固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)同時(shí)向氫能電源供氫；
[0013]控制器在檢測(cè)到甲醇重整制氫機(jī)達(dá)到額定輸出能力后，關(guān)閉第二控制閥，由甲醇重整制氫裝置單獨(dú)向氫能電源供氫；
[0014]控制器檢測(cè)到外網(wǎng)恢復(fù)供電后，關(guān)閉氫能電源、關(guān)閉第一控制閥、啟動(dòng)氫氣壓縮機(jī)，甲醇重整制氫機(jī)產(chǎn)生的氫氣通過(guò)氫氣脫水裝置脫水，由氫氣壓縮機(jī)升壓后向固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)充氫，以補(bǔ)充甲醇重整制氫機(jī)在啟動(dòng)階段固化儲(chǔ)氫消耗的氫氣儲(chǔ)量，控制器檢測(cè)到固化儲(chǔ)氫已經(jīng)充滿后，停止甲醇重整制氫裝置的工作，檢測(cè)甲醇儲(chǔ)箱的剩余容量，向管理人員發(fā)送信息；
[0015]控制器檢測(cè)到外網(wǎng)供電正常后，自動(dòng)補(bǔ)充內(nèi)置不間斷電源的儲(chǔ)能。
[0016]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，控制器具備遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信能力，管理人員能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)視備用電源系統(tǒng)的工作狀態(tài)，在甲醇儲(chǔ)量小于設(shè)定的臨界值時(shí)，將向管理員發(fā)出報(bào)警信號(hào)；如果外網(wǎng)供電中斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而甲醇又無(wú)法及時(shí)補(bǔ)充，控制器將充分利用固化儲(chǔ)氫與控制器的內(nèi)置不間斷電源，盡量延長(zhǎng)基站通信設(shè)備的電力保障時(shí)間。
[0017]一種甲醇制氫儲(chǔ)能的燃料電池基站備用電源系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括甲醇重整制氫機(jī)、氫能電源、控制器、固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)、氫氣純化裝置、控制閥、氫氣壓縮機(jī)；
[0018]所述甲醇重整制氫機(jī)、氫能電源與固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)互相連接；控制器檢測(cè)與控制各個(gè)單元的信息與動(dòng)作；
[0019]所述甲醇重整制氫機(jī)連接氫氣純化裝置，氫氣純化裝置、氫氣壓縮機(jī)、固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)依次連接；氫氣純化裝置、固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)通過(guò)控制閥連接氫能電源；
[0020]使用氫能電源時(shí)甲醇重整制氫機(jī)制得的氫氣經(jīng)過(guò)氫氣純化裝置的純化后向氫能電源供氫；在外網(wǎng)恢復(fù)正常供電后甲醇重整制氫機(jī)經(jīng)過(guò)純化升壓后向固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)充氫。
[0021]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型提出的甲醇制氫儲(chǔ)能的燃料電池基站備用電源系統(tǒng)，使用甲醇作含氫儲(chǔ)能媒介，在基站現(xiàn)場(chǎng)使用甲醇重整技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)制氫，氫氣供燃料電池發(fā)電機(jī)發(fā)電，再供通信基站設(shè)備使用。這樣儲(chǔ)能效率將比直接使用壓縮氫氣鋼瓶高許多，補(bǔ)充燃料也極為方便，只需要遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)現(xiàn)燃料不足時(shí)，直接加注甲醇即可，而不需要像更換壓縮氫氣那樣連容器一起更換，大大提高了運(yùn)輸效率與安全性。同時(shí)，為了彌補(bǔ)甲醇重整技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)制氫慢的缺點(diǎn)，能快速啟動(dòng)氫能發(fā)電機(jī)，系統(tǒng)配置了一個(gè)固態(tài)儲(chǔ)氫單元，能在瞬間提供氫源發(fā)電。
[0022]與使用壓縮氫氣供氫的氫能備用電源系統(tǒng)相比，使用甲醇作為儲(chǔ)能載體，儲(chǔ)氫儲(chǔ)能效率高于壓縮氫氣，并且儲(chǔ)運(yùn)安全方便。使用固化氫快速啟動(dòng)氫能電源，克服了甲醇重整制氫反應(yīng)比較慢的缺點(diǎn)，固化氫的使用壓力大大低于壓縮氫氣，安全性好。固化氫儲(chǔ)氫系統(tǒng)只需要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的升壓即可完成充氫。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為實(shí)施例一中燃料電池基站備用電源系統(tǒng)的組成示意圖。
[0024]圖2為實(shí)施例二中燃料電池基站備用電源系統(tǒng)的組成示意圖。
[0025]附圖標(biāo)注如下:
[0026]11為甲醇重整制氫機(jī)，12為氫氣脫水系統(tǒng)，13為氫氣壓縮機(jī)；
[0027]14為固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)，15為第一控制閥，16為第二控制閥；
[0028]17為氫能電源，18為用電接口，19為控制器，20為甲醇儲(chǔ)箱。
[0029]21為甲醇重整氫機(jī)，22為氫氣純化裝置，23為氫氣壓縮機(jī)；
[0030]24為固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)，25為控制閥，26為氫能電源；
[0031 ] 27控制器，28為用電接口，29為甲醇儲(chǔ)箱。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。
[0033]實(shí)施例一
[0034]請(qǐng)參考圖1，圖1為本實(shí)用新型一種甲醇制氫儲(chǔ)能的燃料電池基站備用電源系統(tǒng)的第一種【具體實(shí)施方式】的方框圖。
[0035]如圖1所示，甲醇制氫儲(chǔ)能的燃料電池基站備用電源系統(tǒng)包括甲醇重整制氫機(jī)11、氫能電源17(HT-PEMFC氫能電源)、控制器19、固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)14、第一控制閥15、第二控制閥16、氫氣壓縮機(jī)13、氫氣脫水系統(tǒng)12。氫能電源17設(shè)有用電接口 18。
[0036]所述甲醇重整制氫機(jī)11、氫能電源17與固化氫儲(chǔ)氫系統(tǒng)14互相連接；甲醇重整制氫機(jī)11與氫能電源17之間設(shè)有第一控制閥15，固化氫儲(chǔ)氫系統(tǒng)14與氫能電源17之間設(shè)有第二控制閥16 ;甲醇重整制氫機(jī)11、氫氣脫水系統(tǒng)12、氫氣壓縮機(jī)13、固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)14依次連接；控制器19檢測(cè)與控制各個(gè)單元的信息與動(dòng)作。
[0037]所述控制器19中包含少量?jī)?chǔ)能電池，具有快速反應(yīng)的不間斷供電能力，儲(chǔ)能能夠保證維持不少于5分鐘的基站電源使用，保證平穩(wěn)過(guò)渡到氫能電源向基站電源供電，同時(shí)這個(gè)少量的儲(chǔ)能又用于啟動(dòng)氫能電源。
[0038]如圖1所示，上述燃料電池基站備用電源系統(tǒng)的控制方法如下:
[0039]一旦控制器19檢測(cè)到外網(wǎng)供電中斷，控制器中包含的不間斷電源即向基站通信設(shè)備不間斷供電，同時(shí)控制第二控制閥16向氫能電源17供氫，并啟動(dòng)氫能電源，在I?2分鐘內(nèi)氫能電源輸出正常后控制氫能電源向基站通信設(shè)備供電，由電位平衡關(guān)系控制器內(nèi)置的不間斷電源將停止工作。啟動(dòng)甲醇重整制氫機(jī)11，在甲醇重整制氫裝置開(kāi)始工作產(chǎn)生氫氣后，打開(kāi)第一控制閥15，與固化儲(chǔ)氫系統(tǒng)同時(shí)向氫能電源供氫?？刂破?9在檢測(cè)到甲醇重整制氫機(jī)達(dá)到額定輸出能力后，關(guān)閉第二控制閥，由甲醇重整制氫裝置單獨(dú)向氫能電源供氫?？刂破鳈z測(cè)到外網(wǎng)恢復(fù)供電后，關(guān)閉氫能電源、關(guān)閉第一控制閥15、啟動(dòng)氫氣壓縮機(jī)13，甲醇重整制氫機(jī)11產(chǎn)生的氫氣通過(guò)氫氣脫水系統(tǒng)12脫水，由