一种风能宽功率下电解水制氢装置的制作方法

本实用新型属于风电技术应用领域，涉及一种电解水制氢装置，具体的说是一种风能宽功率下电解水制氢装置。

背景技术：

目前，电解水制氢工艺需要消耗大量的能量，即电能，造成电解水制氢成本很高。而随着可再生资源的不断开发利用，将风能、太阳能等可再生资源转换为电能进行工业生产成为现在的发展趋势。尤其是随着风电行业的迅猛发展，对风能源的转化有了迫切需求。但是风能作为一种可再生能源，不确定性因素极多，对能源转化系统的风电波动性适应提出了很高要求，因此风电行业中仍然存在着大量的弃风情况，因此，如何利用可再生的风能电解水制得氢气，成为当前的重要研究方向。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型旨在提供一种风能宽功率下电解水制氢装置，本实用新型有效利用弃风发电，降低电解水制氢的成本，获得高纯度氢。

本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种风能宽功率下电解水制氢装置，包括电解液贮罐，所述电解液贮罐通过管道依次与电解液过滤器、电解槽连接，所述电解槽包括一个小电解池或并联的至少两个小电解池，每个小电解池均设有正、负极，小电解池的负极分别依次与氢气冷却器、压缩机、催化除氧器、冷却水装置、干燥器和高纯氢储罐管道连接，DC电压器的电能输出端电连接电解槽，DC电压器的电能输入端依次与整流器、风力电力供给设备电连接。

作为限定，小电解池的正极分别依次与氧气冷却器以及氧气储罐管道连接。

作为进一步限定，所述氢气冷却器和氧气冷却器与电解液过滤器之间均设有回流装置。

作为更进一步限定，所述氢气冷却器和氧气冷却器设有用于引进冷却水的入口以及排气口。

本实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

本实用新型通过风力电力供给设备、整流器和DC电压器与电解槽电连接，有效利用了风能发电，降低电解水制氢的成本；其次电解槽由多个小电解池并联构成，小电解池具有单独的正、负极，可以在不同发电功率下单个或多个小电解池工作进行制氢，解决了风能发电功率输出波动范围大难以利用的问题；最后小电解池的负极产生的湿氢依次与氢气冷却器、压缩机、催化除氧器、冷却水装置、干燥器和高纯氢储罐管道连接，可以获得高纯度氢。

综上，本实用新型有效利用风能，降低电解水制氢的成本，获得高纯度氢，适用于风电技术应用领域。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图1中，1-去离子水，2-碱液，3-电解液贮罐，4-压缩机，5-氢气冷却器，6-冷却水，7-催化除氧器，8-冷却水装置，9-干燥器，10-氧气冷却器，11-电解槽，12-电解液过滤器，13-DC电压器，14-整流器，15-风力电力供给设备，16-氧气储罐，17-高纯氢储罐，18-排气口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例 一种风能宽功率下组合式电解水制氢装置

参照图1，本实施例包括电解液贮罐3，所述电解液贮罐3通过管道依次与电解液过滤器12、电解槽11连接，所述电解槽11由多个小电解池并联构成，每个小电解池具有独立的正、负极，小电解池的负极分别依次与氢气冷却器5、压缩机4、催化除氧器7、冷却水装置8、干燥器9和高纯氢储罐17管道连接，小电解池的正极分别依次与氧气冷却器10以及氧气储罐16管道连接，氢气冷却器5和氧气冷却器10与电解液过滤器12之间均设有回流装置，氢气冷却器5和氧气冷却器10设有用于引进冷却水6的入口以及用于冷却水6排除的排气口18，DC电压器13的电能输出端电连接电解槽11，为电解槽11提供电解能量，DC电压器13的电能输入端依次与整流器14以及风力电力供给设备15电连接，其中整流器14将风力电力供给设备15产生的交流电变化为直流电，再经过DC电压器13的升压或降压输出恒流或恒压供给电解槽11进行电解。

本实施例工作时，将去离子水1和碱液2（本实施例采用氢氧化钾溶液）加入到电解液贮罐3中经过电解液过滤器12进入电解槽11，通过DC电压器13、整流器14、风力电力供给设备15的发电对电解槽11内的溶液电解，电解得到的湿氢和湿氧分别进入氢气冷却器5和氧气冷却器10内，冷却液体回流到电解液过滤器12重新进入电解槽11，生成的O2进入氧气储罐16，生成的H2进入压缩机4进行加压，压缩后进入催化除氧器7提纯H2，再经过冷却水装置8、干燥器9得到高纯度的H2进入高纯氢储罐17。

其中，电解槽11由多个小电解池并联构成，可在高功率下所有小电解池同时运用制氢，也可以在低功率下单个或几个小电解池运用制氢，当风力发电功率在4MW-10MW之间变化时可增加小电解池的使用个数，达到充分利用风能和保护装置的目的，当然本实用新型不仅限制于风力供给，其他的电能供给方式也可。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。