一种海上光伏发电制氢储能支撑装置及系统的制作方法

本发明涉及一种海上光伏发电制氢储能支撑装置及系统，属于制氢储能。

背景技术：

1、随着全球能源结构去碳化转型，光伏发电作为一种绿色清洁可再生能源，近年来发展势头强劲，尤其是海上光伏迎来了大发展时期。然而，随着光伏等新能源发电系统的大量装机投产，新能源的随机性和波动性造成了能源系统中可再生能源弃电问题逐渐严重，大规模可再生富余电力的规模消纳是我国能源系统的新难题。因此，建立并完善储能系统成为缓解弃电问题的一种有效技术手段。

2、氢作为能量载体，具有很高的热值，且其具有可再生性、可储存性，是一种具有广阔前景的新型燃料。用电低谷期，通过电解水制氢储能，可将富余的电能转换为氢能储存起来；用电高峰期，可以利用氢气和氧气燃烧，组成氢氧发电机组，将储存的氢能转化为电能输出，从而改善新能源电力的随机性和波动性，实现用电低谷期和用电高峰均能稳定供电。

3、然而，由于淡水资源短缺，电解水制氢储能技术的发展推广受到制约，利用海水制氢储能成为新的发展方向。目前，我国海上光伏发电制氢储能技术尚处于初步发展阶段，海上光伏发电系统与制氢储能系统之间缺乏有机融合，导致二者无法紧密配合而组成稳定供电的一体化发电系统，使得海上光伏发电系统的弃电问题难以改善。因此，如何有机融合海上光伏发电系统与制氢储能系统成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种海上光伏发电制氢储能支撑装置及系统，能够解决现有海上光伏发电系统与制氢储能系统之间缺乏有机融合，导致二者无法组成稳定供电的一体化发电系统的问题。

2、一方面，本发明提供了一种海上光伏发电制氢储能支撑装置，所述装置包括：

3、储水桩，其内设有第一空腔，所述第一空腔内容置有待电解水；所述储水桩上连接有电解设备，所述电解设备用于电解所述待电解水；

4、储氢桩，其内设有第二空腔；所述第二空腔通过输氢管道与所述第一空腔连通，用于容纳电解水后制得的氢气；

5、储氧桩，其内设有第三空腔；所述第三空腔通过输氧管道与所述第一空腔连通，用于容纳电解水后制得的氧气；所述储水桩、所述储氢桩和所述储氧桩均竖直设于海床上并呈三角形分布，且其顶部均高于海面；

6、浮体单元，设置在所述海面上，且位于所述储水桩、所述储氢桩和所述储氧桩所限定的三角形区域内，用于支撑光伏组件；所述光伏组件用于向所述电解设备供电。

7、可选地，所述装置还包括：

8、加固单元，用于将所述储水桩、所述储氢桩和所述储氧桩两两连接。

9、可选地，所述加固单元包括：

10、三个加固杆，分别水平连接在所述储水桩、所述储氢桩和所述储氧桩两两之间。

11、可选地，所述加固单元为多个，多个加固单元分布在不同高度处。

12、可选地，高于海面的所述加固单元与所述储水桩、所述储氢桩和所述储氧桩围合形成所述三角形区域。

13、可选地，所述浮体单元与高于海面的所述加固单元柔性连接。

14、可选地，所述浮体单元包括多个浮体，且多个浮体之间柔性连接。

15、可选地，所述储水桩、所述储氢桩和所述储氧桩均竖直设于海床上并呈等边三角形分布。

16、可选地，所述输氢管道和所述输氧管道的设置高度均高于海面。

17、另一方面，本发明提供了一种海上光伏发电制氢储能支撑系统，所述系统包括：

18、多个支撑装置，所述支撑装置为上述任一种所述的海上光伏发电制氢储能支撑装置；相邻的两个支撑装置至少共用储水桩、储氢桩和储氧桩中的一个。

19、本发明能产生的有益效果包括：

20、本发明通过设置储水桩、储氢桩、储氧桩和浮体单元，能够对光伏组件进行支撑，确保了光伏组件的正常工作，同时利用储水桩、储氢桩和储氧桩的内部结构，为电解水制氢储能提供了空间，从而可以实现在用电低谷期，将富余的电能转化为氢能储存起来，在用电高峰期，将储存的氢能再转化为电能输出。通过光伏发电与制氢储能的紧密配合，有效改善新能源电力的随机性和波动性，实现用电低谷期和用电高峰均能稳定供电，提高了新能源电力的稳定性。

21、本发明利用加固杆与储水桩、储氢桩和储氧桩围合形成三角形区域，将光伏组件设置在该三角形区域内，可以有效阻挡海上漂浮物撞击光伏组件，并减缓海上波浪爬高对光伏组件的影响；同时，本发明设置的浮体单元可以随海浪波动而运动，能够有效避免光伏组件在风浪潮较大的环境中受到损坏，提高了装置的抗风浪潮能力。

22、本发明中的结构均可采用模块化设计，可以在岸上对各结构进行单独预制，再运送至安装现场进行组装，避免了大规模海上作业，降低了安装难度和安全风险。

23、本发明可适用于不同水深的安装环境，且可以根据实际情况灵活布置，具有适应性高，适用范围广等优势。

技术特征：

1.一种海上光伏发电制氢储能支撑装置，其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述加固单元包括：

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述加固单元为多个，多个加固单元分布在不同高度处。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，高于海面的所述加固单元与所述储水桩、所述储氢桩和所述储氧桩围合形成所述三角形区域。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述浮体单元与高于海面的所述加固单元柔性连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述浮体单元包括多个浮体，且多个浮体之间柔性连接。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储水桩、所述储氢桩和所述储氧桩均竖直设于海床上并呈等边三角形分布。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输氢管道和所述输氧管道的设置高度均高于海面。

10.一种海上光伏发电制氢储能支撑系统，其特征在于，所述系统包括：

技术总结
本发明公开了一种海上光伏发电制氢储能支撑装置及系统，属于制氢储能技术领域，能够解决海上光伏发电系统与制氢储能系统之间缺乏有机融合的问题。所述装置包括：储水桩，其内设有第一空腔，第一空腔用于容置待电解水；储水桩连接电解设备，电解设备用于电解待电解水；储氢桩，其内设有第二空腔，第二空腔与第一空腔连通，用于容纳氢气；储氧桩，其内设有第三空腔，第三空腔与第一空腔连通的，用于容纳氧气；储水桩、储氢桩和储氧桩均竖直设于海床上并呈三角形分布，且顶部均高于海面；浮体单元，设置在海面上且位于储水桩、储氢桩和储氧桩所限定的三角形区域内，用于支撑光伏组件；光伏组件用于向电解设备供电。本发明用于制氢储能。

技术研发人员：刘静,邵明磊,姬阳,刘潇敏,徐嘉琪
受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22