一種太陽能輔助發(fā)電的充電站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及充電站技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能輔助發(fā)電的充電站。
【背景技術(shù)】
[0002 ]目前，電力驅(qū)動的車輛例如電動車、插接式混合動力車輛正在快速增加使用。因為電動車快速增加使用，所以用于對電動車安裝的輔助電池進行充電的充電站正在采用。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，充電站的取電來源通常來自于市電電網(wǎng)，這方面的專利有:201210154770.2電動車充電站、201080035595.4充電站的控制技術(shù)、201010111427.0電動汽車充電站系統(tǒng)及其匹配充電方法、200680038494.6再充電站和相關(guān)電動車輛、201080035585.0用于電動車輛的電氣配送系統(tǒng)再充電站等等。由于充電站的取電來源為市電電網(wǎng)，因此，在偏遠公路和用電無保障地域難以設(shè)立充電站，往往需要采用太陽能或風(fēng)能取電，但是太陽能或風(fēng)能取電不僅成本高，而且供電不穩(wěn)定。
[0004]中國發(fā)明專利申請201510300534.0(申請日:2015-6-5，申請人為本創(chuàng)作者:廣東合即得能源科技有限公司)公開了一種具有多組甲醇水重整制氫發(fā)電模組的充電站及方法，該充電站的取電來源為甲醇水重整制氫發(fā)電模組，因此，在偏遠公路和用電無保障地域仍能保證充電站的正常運行，供電穩(wěn)定;該充電站的甲醇水重整制氫發(fā)電模組體積小、啟動快速，制氫溫度、氣體流量、氣體氣壓、發(fā)電速度等方面參數(shù)控制靈敏，能夠?qū)崿F(xiàn)多種充電范圍的智能快速充電。然而，甲醇水制氫設(shè)備在制氫過程中，其重整器的電加熱器需要耗費電量，其輸送栗也需要耗費電量，因而使得燃料電池產(chǎn)生的電能不能完全供應(yīng)給待充電的汽車等用電設(shè)備，而需要將一部分電能自供給甲醇水制氫設(shè)備；因此，如何令甲醇水重整制氫發(fā)電模組充電站的能效實現(xiàn)最大化，是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。
[0005]中國發(fā)明專利申請201010176781.1(申請日:2010-3-16，申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司)公開了一種集成的太陽能高壓制氫和電池充電系統(tǒng)，首先利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，然后將電能供應(yīng)給制氫系統(tǒng)制氫，接著將制備的氫氣儲存起來，再接著將氫氣供應(yīng)給燃料電池發(fā)電，最后為其他用電設(shè)備充電，例如電動汽車。其中，制氫系統(tǒng)為高壓電解槽電解水制氫系統(tǒng)。
[0006]然而，若將上述太陽能高壓制氫和電池充電系統(tǒng)應(yīng)用于充電站時，具有以下缺陷:其一、對于充電站來說，由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)的電量較小，使得電解水制氫系統(tǒng)在單位時間內(nèi)制備的氫氣量也比很小，制氫效率非常低，遠遠不能滿足燃料電池的需求，因此，需要制備足夠多氫氣并儲存時，才能使充電站正常工作;其二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)受太陽光照影響較大，在陰雨天或無陽光區(qū)域，均無法利用太陽能給電解水制氫系統(tǒng)供電，充電站難以正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種太陽能輔助發(fā)電的充電站，該充電站能利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與燃料電池綜合發(fā)電，為重整器之電加熱器/電磁加熱器及輸送栗供電，并向充電機輸出電，制氫效率高、發(fā)電效率高、能量利用率高，能節(jié)約甲醇水原料，不受天氣限制。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一技術(shù)方案是:一種太陽能輔助發(fā)電的充電站，包括甲醇水儲存容器、輸送栗、換熱器、重整器、燃料電池、電力轉(zhuǎn)換裝置、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及充電機，其中:
甲醇水儲存容器，其內(nèi)儲存有液態(tài)的甲醇水原料；
輸送栗，用于將甲醇水儲存容器中的甲醇水原料通過輸送管道栗送至重整器的重整室，該輸送栗由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及燃料電池綜合互補供電；
換熱器，安裝于甲醇水原料的輸送管道上，甲醇水原料在換熱器中，與重整器輸出的高溫氫氣進行換熱，甲醇水原料溫度升高，氫氣溫度降低；
重整器，設(shè)有電加熱器、重整室及氫氣純化裝置，所述電加熱器為重整室提供熱能，該電加熱器由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及燃料電池綜合互補供電；所述重整室內(nèi)的溫度為350-570°C溫度，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，甲醇和水在重整室內(nèi)發(fā)生重整制氫反應(yīng)制得含氫氣體，重整室與氫氣純化裝置通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室內(nèi)，能通過重整室內(nèi)的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的含氫氣體;所述連接管路作為重整室與氫氣純化裝置之間的緩沖，使得從重整室輸出的含氫氣體的溫度與氫氣純化裝置的溫度相同或接近，從氫氣純化裝置的產(chǎn)氣端得到氫氣，該氫氣經(jīng)換熱器后供應(yīng)給燃料電池；
燃料電池，用于氫氣與空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，該產(chǎn)生的電能經(jīng)電力轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換后，分別為輸送栗及電加熱器供電，并向充電機輸出電；
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其產(chǎn)生的電能經(jīng)電力轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換后，分別為輸送栗及電加熱器供電，并向充電機輸出電；
充電機，用于向待充電設(shè)備進行充電。
[0009]優(yōu)選地，所述太陽能輔助發(fā)電的充電站設(shè)有至少三組甲醇水重整制氫及發(fā)電模組，每組甲醇水重整制氫及發(fā)電模組均整合有所述的換熱器、重整器及燃料電池，每組甲醇水重整制氫及發(fā)電模組自身運行所需的電量均由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與燃料電池綜合互補供電。
[0010]優(yōu)選地，所述氫氣純化裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%-78%，銀占22%-25%。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第二技術(shù)方案是:一種太陽能輔助發(fā)電的充電站，包括甲醇水儲存容器、輸送栗、變頻器、換熱器、重整器、燃料電池、電力轉(zhuǎn)換裝置、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及充電機，其中:
甲醇水儲存容器，其內(nèi)儲存有液態(tài)的甲醇水原料；
輸送栗，用于將甲醇水儲存容器中的甲醇水原料通過輸送管道栗送至重整器的重整室，該輸送栗由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及燃料電池綜合互補供電；
變頻器，用于將低頻電壓或直流電壓轉(zhuǎn)換為電磁加熱器之電磁線圈所需要的高頻電壓，所述變頻器設(shè)置有液冷散熱器，所述甲醇水原料在輸送栗的栗送過程中，流經(jīng)該液冷散熱器，使變頻器產(chǎn)生的熱量被甲醇水原料帶走；
換熱器，安裝于甲醇水原料的輸送管道上，甲醇水原料在換熱器中，與重整器輸出的高溫氫氣進行換熱，甲醇水原料溫度升高，氫氣溫度降低； 重整器，設(shè)有電磁加熱器、重整室及氫氣純化裝置，所述電磁加熱器包括電磁線圈及金屬受磁體，所述電磁線圈輸入高頻電壓后能產(chǎn)生高頻磁場，使金屬受磁體受磁場感應(yīng)而發(fā)熱，為重整室提供熱能，該電磁加熱器由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及燃料電池綜合互補供電;所述重整室內(nèi)的溫度為350-570°C溫度，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，甲醇和水在重整室內(nèi)發(fā)生重整制氫反應(yīng)制得含氫氣體，重整室與氫氣純化裝置通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室內(nèi)，能通過重整室內(nèi)的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的含氫氣體;所述連接管路作為重整室與氫氣純化裝置之間的緩沖，使得從重整室輸出的含氫氣體的溫度與氫氣純化裝置的溫度相同或接近，從氫氣純化裝置的產(chǎn)氣端得到氫氣，該氫氣經(jīng)換熱器后供應(yīng)給燃料電池；
燃料電池，用于氫氣與空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，該產(chǎn)生的電能經(jīng)電力轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換后，分別為輸送栗及電磁加熱器供電，并向充電機輸出電；
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其產(chǎn)生的電能經(jīng)電力轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換后，分別為輸送栗及電磁加熱器供電，并向充電機輸出電；
充電機，用于向待充電設(shè)備進行充電。
[0012]優(yōu)選地，所述太陽能輔助發(fā)電的充電站設(shè)有至少三組甲醇水重整制氫及發(fā)電模組，每組甲醇水重整制氫及發(fā)電模組均整合有所述的換熱器、重整器及燃料電池，每組甲醇水重整制氫及發(fā)電模組自身運行所需的電量均由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與燃料電池綜合互補供電。
[0013]優(yōu)選地，所述重整器從外至內(nèi)依次包括保溫殼體、重整室及氫氣純化裝置，所述電磁加熱器的電磁線圈設(shè)置于保溫殼體與重整室之間，所述金屬受磁體設(shè)置于重整室內(nèi)，所述金屬受磁體設(shè)置有單層或多層。
[0014]優(yōu)選地，所述重整室的外側(cè)和內(nèi)側(cè)還設(shè)有汽化盤管，甲醇水原料在進入重整室之前先通過汽化盤管，以便甲醇和水汽化。
[0015]優(yōu)選地，所述氫氣純化裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%-78%，銀占22%-25%。