|
風電製氫係統主要由風力發電機組、電解水裝置、儲氫裝置、燃料電池、電網等組成。如圖1weifengdianzhiqingxitongxinafengdianqifengliangshiyitu，shangbanbufenweiqifengzhiqingbufen，xiabanbufenweifengdianbingwangbufen。zaifengdianbingwangbufen，fengdianjingguodijielvbodanyuan、AD-DC整流變換單元、逆變和高階的濾波單元，將風電的諧波濾去，產生達到並網需求的高質量電能，經由升壓變壓器為電網供電;在棄風製氫部分，風電被濾波後經過AD-DC整流變換單元，將交流電轉換為直流電，再經過直流支撐電路接入DC-DC電dian路lu，將jiang直zhi流liu電dian進jin行xing降jiang壓ya或huo升sheng壓ya處chu理li，使shi直zhi流liu電dian變bian換huan為wei可ke以yi製zhi氫qing的de電dian能neng，進jin而er製zhi氫qing。在zai此ci過guo程cheng中zhong，北bei京jing柏bai艾ai斯si的de高gao精jing度du電dian流liu傳chuan感gan器qi可ke以yi精jing確que的de測ce量liang直zhi流liu電dian的de大da小xiao。風feng電dian並bing網wang側ce與yu製zhi氫qing側ce應ying進jin行xing合he理li的de功gong率lv分fen配pei，在zai風feng電dian滿man足zu電dian網wang需xu求qiu的de前qian提ti下xia，剩sheng餘yu的de風feng能neng進jin行xing製zhi氫qing，做zuo到dao能neng源yuan的de最zui大da利li用yong。
1.風電製氫技術類型
(1)離/並網型風電製氫
根據風電來源的不同，風電製氫技術分為並網型風電製氫和離網型風電製氫。
——並網型風電製氫，是指將風電機組接入電網，從電網取電的製氫方式，比如從風場的 35kV或220kV電網側取電，進行電解水製氫，主要應用於大規模風電場的棄風消納和儲能。由於與電網相連，單機容量較大。
——liwangxingfengdianzhiqing，shizhijiangdantaihuoduotaifengjisuofadedianneng，bujingguodianwangzhijietigonggeidianjieshuizhiqingshebeijinxingzhiqing，zhuyaoyingyongyufenbushizhiqinghuojubuyingyongyuranliaodianchifadiangongneng。youyuduliyudianwangyunxing，danjirongliangjiaoxiao。
(2)堿性/質子交換膜/固體氧化物電解水製氫
根據電解水製氫技術的不同，風電製氫技術分為：堿性(ALK)電解水製氫、質子交換膜(PEM)電解水製氫和固體氧化物(SOE)電解水製氫。
——堿性(ALK)電解水製氫，是以KOH、NaOH等堿液為電解質，如采用石棉布等作為隔膜，在直流電的作用下，水電解生成氫氣和氧氣。
——質子交換膜(PEM)電解水製氫，是指應用質子交換膜(PEM)替代隔膜，傳導質子，並隔絕電極兩端氣體，在直流電的作用下，水電解生成氫氣和氧氣。
——固體氧化物(SOE)電解水製氫，采用固體氧化物作為電解質材料，在700-1000℃的高溫下，對兩側施加直流電，陽極產生O2，陰極產生H2。 目前，目前ALK技術已實現工業化;PEM技術尚處於從研發走向工業化，商業化水平低;SOE技術正處於實驗室研發階段，各製氫技術有如下特點。
2.風電製氫技術要求 從技術角度來看，因為風電具有隨機性、不穩定性、波動性較大的特點，風力發電機、電解水製氫設備、風電場能量控製係統都有著較高的要求。
(1)風力發電機 風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)不(bu)僅(jin)需(xu)要(yao)將(jiang)電(dian)能(neng)通(tong)過(guo)變(bian)流(liu)裝(zhuang)置(zhi)輸(shu)送(song)到(dao)電(dian)網(wang)，同(tong)時(shi)也(ye)要(yao)將(jiang)棄(qi)風(feng)發(fa)電(dian)為(wei)電(dian)解(jie)裝(zhuang)置(zhi)供(gong)電(dian)。因(yin)此(ci)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)需(xu)要(yao)很(hen)強(qiang)的(de)扛(kang)風(feng)波(bo)動(dong)能(neng)力(li)，即(ji)高(gao)適(shi)應(ying)性(xing)。
(2)電解水製氫係統 由於風力發電係統的間歇性、隨機性的特點，電解水製氫係統需要具備在不穩定電能下能夠安全、可靠和高效製氫的能力，即高適應性。此外，電解水製氫技術的高效性、環保性、成本和技術成熟度也很重要。當前三種製氫技術在這些性能上表現各異。
從高適應性來看，PEM技術和風電的耦合性較好，適合風電製氫係統。SOE技術尚需要進一步研究探索其與風電製氫的適應性。
從高效性來看，目前ALK技術的製氫能力更強，但是能耗效率相對最低。PEM技術和SOE技術能耗效率相對較高，但目前PEM技術的單堆製氫能力主要為幾十標方每小時，而SOE技術製氫能力最小，尚在探索階段。
從環保性來看，ALK技術使用腐蝕性的堿液作為電解質，會對環境造成汙染。PEM技術和SOC技術相對較為綠色環保。
從成本和技術成熟度的來看，ALK技術成熟、成本較低，適用大規模的風電製氫係統。
三類電解水製氫技術要求 目前，由於ALK技術與PEM技術的動態響應時間較短，動態響應能力較好，適用於風電製氫係統。相比之下，SOE技術的動態響應時間比較長，目前並不適合大規模風電製氫。再從製氫能力、成本和技術成熟度來看，目前ALK技術的總體優勢大於PEM技術，因此我國當前的風電製氫主要采用ALK電解水製氫技術。 北京柏艾斯的電流傳感器深耕於製氫行業多年，取得了不少客戶的認可。
|
