专利名称：一种利用风力发电生产氢气的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种将自然能转换成氢气能量的设备，尤其是一种 利用风力发电生产氢气的装置。
技术背景
在现有技术中，公知的技术是美国US20070216165号专利，该专利公开了 一种风力发电制氢系统的技术方案，阐述了将风力转换成电能，再用电能来 电解制氢的方法。由于风能是一种可再生的能量，但又是随机变化的能量， 利用风力吹动风力发电机叶轮转动使风力发电机发电，风力发电机发出的电 压是要随风力的变化而变化，因此，这种电能能够利用的部分较少。为了提 高风力的利用率，在风力变化时尽量减少风力发电机转速的变化，达到风力 发电机能发出较为稳定的电压，该方案是采用控制风力发电机叶轮螺距角的 变化来适应风力的变化，以达到风能的最大利用，用以产生氢气。但是，控 制风力发电机叶轮的螺距角随风力变化，使风力发电机的发电电压稳定在一 个可利用的范围内，在结构上是一个极为复杂的机构，这是现有技术所存在 的不足之处。 发明内容
本实用新型的目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种利用风 力发电生产氢气的装置技术方案，该方案采用风力发电机和整流器组成发电 单元，利用发电单元所产生的电压不稳定的供电电源，经电压调整单元将不 稳定的电压调整成恒流或恒压的输出电源，输给氢气产生单元，使氢气产生 单元产生氢气并收集、储藏或利用，使风能得以有效地用来发电制氢，将不 易存储的电能变成易于存储的氢能。本方案是通过如下技术措施来实现的包括有由风力发电机和整流器组 成的发电单元、氢气产生单元和氢气回收单元，本方案的特点是所述的发电 单元的电源输出连接电压调整单元，电压调整单元输出的恒流或恒压电源连 接氢气产生单元，氢气产生单元再连接氢气回收单元；所述的电压调整单元
是由全电压变换电路构成。本方案的具体特点还有，所述的全电压变换电路
是输入发电单元输来随机变化不稳定的28V-975V之间直流输入电压VZ，直流 输入电压VZ的正、负端与逻辑控制电路LCU的输入电压端7和6、升压变换电 路VRU的输入电压端2和1、降压变换电路DVU的输入电压端2和1连接；电压 VZ的负端和主变换电路MCU的输入电压端2连接；电压VZ的正端经电感Ll接 第1晶闸管TH1的阳极，同时经并联的第1电阻R1和第1电容C1接第2晶闸管TH2 的阳极；第1晶闸管TH1的阴极接升压变换电路VRU的输出端3，同时经反向的 第l二极管Dl接降压变换电路DVU的输出端3，又同时接主变换电路MCU的输 入电压端l;第2晶闸管TH2的阴极则接直流输入电压VZ的负端；第l晶闸管 TH1的控制极经第2电容C2接升压变换电路VRU的输出端3，同时经串联的反向 第2二极管D2和第2电阻R2接第l变压器Tl次级的4脚；第l变压器Tl次级的3 脚接升压变换电路VRU的输出端3;第2晶闸管TH2的控制极经第3电容C3接直 流电压VZ的负端，同时经串联的反向第3二极管D3和第3电阻R3接第2变压器 T2次级的4脚；第2变压器T2次级的3脚接直流电压VZ的负端；第l变压器Tl 初级的l脚接逻辑控制电路LCU的控制脉冲输出端3，第l变压器Tl初级的2脚 与第2变压器T2初级的2脚接直流供电电压+24V;第2变压器T2初级的l脚接 逻辑控制电路LCU的控制脉冲输出端2;逻辑控制电路LCU的l端接直流供电 电压+24V;升压变换电路VRU的控制输入端4和5接逻辑控制电路LCU的升压 控制脉冲输出端4和5;降压变换电路DVU的控制输入端4和5接逻辑控制电路 LCU的降压控制脉冲输出端8和9;主变换电路MCU的3和4端为恒流或恒压电源 的正、负输出端0UT。所述的氢气产生单元是电解水制氢设备。所述的氢气回收单元是储氢设备。所述的氢气回收单元是在线供气设备。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中所述 的电压调整单元是由全电压变换电路构成，全电压变换电路可以将发电单元
输来的直流28V-975V之间变化不稳定的电压，经升压或降压处理，输出一个 根据需要按恒流或恒压要求的直流输出电源，供给氢气产生单元生产氢气， 再经氢气回收单元将氢气收集储藏或利用。这样氢气产生单元可以得到生产 氢气所需的恒流或恒压电源，而发电单元又可以不顾忌氢气产生单元对电源 的要求只管发电，从而省略了发电单元控制输出电压范围的复杂结构，例如 控制发电单元中风力发电机叶轮螺距角的方法。这可使得整个系统结构变得 简单，而又降低了成本，并易于控制和实施。由此可见，本实用新型与现有 技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
图l为本实用新型具体实施方式
的结构示意图。 图2为全电压变换电路的电路原理图。
图中，l为风力发电机，2为整流器，3为发电单元，4为电压调整单元，5 为氢气产生单元，6为氢气回收单元，7为储氢设备，8为在线供气设备。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式
，并结合 其附图，对本方案进行阐述。
通过附图可以看出，利用风力发电生产氢气的方法所使用的系统，是由 风力发电机(1)和整流器(2)组成的发电单元(3)，所产生的电源输出连 接电压调整单元(4)，电压调整单元(4)输出的恒流或恒压电源连接由电解 水制氢设备构成的氢气产生单元(5)，氢气产生单元(5)再连接氢气回收单 元(6)，所述的氢气回收单元(6)是储氢设备(7)或在线供气设备(8)。 所述的电压调整单元(4)是由全电压变换电路构成。所述的全电压变换电路是输入发电单元输来随机变化不稳定的28V-975V之间直流输入电压VZ，直流 输入电压VZ的正、负端与逻辑控制电路LCU的输入电压端7和6、升压变换电 路VRU的输入电压端2和1、降压变换电路DVU的输入电压端2和1连接；电压 VZ的负端和主变换电路MCU的输入电压端2连接，电压VZ的正端经电感Ll接 第1晶闸管TH1的阳极，同时经并联的第1电阻R1和第1电容C1接第2晶闸管TH2 的阳极；第1晶闸管TH1的阴极接升压变换电路VRU的输出端3，同时经反向的 第l二极管Dl接降压变换电路DVU的输出端3，又同时接主变换电路MCU的输 入电压端l;第2晶闸管TH2的阴极则接直流输入电压VZ的负端；第l晶闸管 TH1的控制极经第2电容C2接升压变换电路VRU的输出端3，同时经串联的反向 第2二极管D2和第2电阻R2接第l变压器Tl次级的4脚，第l变压器Tl次级的3 脚接升压变换电路VRU的输出端3;第2晶闸管TH2的控制极经第3电容C3接直 流电压VZ的负端，同时经串联的反向第3二极管D3和第3电阻R3接第2变压器 T2次级的4脚，第2变压器T2次级的3脚接直流电压VZ的负端；第l变压器Tl 初级的l脚接逻辑控制电路LCU的控制脉冲输出端3，第l变压器Tl初级的2脚 与第2变压器T2初级的2脚接直流供电电压+24V，第2变压器T2初级的l脚接 逻辑控制电路LCU的控制脉冲输出端2;逻辑控制电路LCU的l端接直流供电 电压+24V;升压变换电路VRU的控制输入端4和5接逻辑控制电路LCU的升压 控制脉冲输出端4和5;降压变换电路DVU的控制输入端4和5接逻辑控制电路 LCU的降压控制脉冲输出端8和9;主变换电路MCU的3和4端为恒流或恒压电源 的正、负输出端0UT。
在所述的全电压变换装置中的逻辑控制电路LCU、升压变换电路VRU、降压变 换电路DVU和主变换电路MCU均是本专业技术人员的公知技术。逻辑控制电 路LCU是根据设定的阈值发出打开或关闭升压变换电路VRU的讯号，或者打 开或关闭降压变换电路DVU的讯号。升压变换电路VRU —般可采用升压变压 器的方式升压，并将升压后的电压输给主变换电路MCU主变换电路MCU。而降压变换电路DVU则可采用开关电路的方式实现降压，降压后的电压输给主变 换电路MCU。主变换电路MCU除升压变换电路VRU发来的电压，或降压变换电 路DVU发来的电压外，又可根据升压变换电路VRU关闭，而降压变换电路DVU 打开前这之间的VZ电压作为直接输入电压，来输出根据需要的恒流或恒压的 稳定输出。
权利要求1.一种利用风力发电生产氢气的装置，包括有由风力发电机和整流器组成的发电单元、氢气产生单元和氢气回收单元，其特征是所述的发电单元的电源输出连接电压调整单元，电压调整单元输出的恒流或恒压电源连接氢气产生单元，氢气产生单元再连接氢气回收单元；所述的电压调整单元是由全电压变换电路构成。
2. 根据权利要求l所述的装置，其特征是所述的全电压变换电路是输入 发电单元输来随机变化不稳定的28V-975V之间直流输入电压[VZ]，直流输入 电压[VZ]的正、负端与逻辑控制电路[LCU]的输入电压端7和6、升压变换电路 [VRU]的输入电压端2和1、降压变换电路[DVU]的输入电压端2和1连接；电压 [VZ]的负端和主变换电路[MCU]的输入电压端2连接，电压[VZ]的正端经电感 [L1]接第1晶闸管[TH1]的阳极，同时经并联的第1电阻[R1]和第1电容[C1]接 第2晶闸管[TH2]的阳极；第1晶闸管[TH1]的阴极接升压变换电路[VRU]的输出 端3，同时经反向的第1二极管[D1]接降压变换电路[DVU]的输出端3，又同时 接主变换电路[MCU]的输入电压端1;第2晶闸管[TH2]的阴极则接直流输入电 压[VZ]的负端；第1晶闸管[TH1 ]的控制极经第2电容[C2]接升压变换电路[VRU] 的输出端3，同时经串联的反向第2二极管[D2]和第2电阻[R2]接第1变压器[T1] 次级的4脚；第1变压器[T1]次级的3脚接升压变换电路[VRU]的输出端3;第2 晶闸管[TH2]的控制极经第3电容[C3]接直流电压[VZ]的负端，同时经串联的 反向第3二极管[D3]和第3电阻[R3]接第2变压器[T2]次级的4脚；第2变压器 [T2]次级的3脚接直流电压[VZ]的负端；第1变压器[T1]初级的1脚接逻辑控制 电路[LCU]的控制脉冲输出端3，第1变压器[T1]初级的2脚与第2变压器[T2]初 级的2脚接直流供电电压+ 24V;第2变压器[T2]初级的1脚接逻辑控制电路 [LCU]的控制脉冲输出端2;逻辑控制电路[LCU]的1端接直流供电电压+ 24V; 升压变换电路[VRU]的控制输入端4和5接逻辑控制电路[LCU]的升压控制脉冲输出端4和5;降压变换电路[DVU]的控制输入端4和5接逻辑控制电路[LCU]的 降压控制脉冲输出端8和9;主变换电路[MCU]的3和4端为恒流或恒压电源的 正、负输出端[0UT]。
3. 根据权利要求l所述的装置，其特征是所述的氢气产生单元是电解水制氢设备。
4. 根据权利要求l所述的装置，其特征是所述的氢气回收单元是储氢设备。
5. 根据权利要求l所述的装置，其特征是所述的氢气回收单元是在线供 气设备。
专利摘要本实用新型提供了一种将自然能转换成氢气能量的设备，尤其是一种利用风力发电生产氢气的装置技术方案，该方案包括有由风力发电机和整流器组成的发电单元、氢气产生单元和氢气回收单元，本方案所述的发电单元的电源输出连接电压调整单元，电压调整单元输出的恒流或恒压电源连接氢气产生单元，氢气产生单元再连接氢气回收单元；所述的电压调整单元是由全电压变换电路构成。所述的氢气产生单元是电解水制氢设备。所述的氢气回收单元是储氢设备或在线供气设备。利用全电压变换电路可以将发电单元输来不稳定的电压，经升压或降压处理，输出恒流或恒压的直流输出电源，从而省略了发电单元控制输出电压范围的复杂结构。
文档编号F03D9/00GK201152233SQ20072015951
公开日2008年11月19日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者刘庆兰, 吴修让, 李延荣, 娟 薛 申请人:山东赛克赛斯氢能源有限公司