甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于新能源技術領域，涉及一種燃料電池電源系統，尤其涉及一種甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統。
【背景技術】
[0002]通信基站最常用的備用電源是由鉛酸蓄電池組成的，在使用中需要始終處于浮充狀態，耗能大壽命短，制造過程與廢舊電池的處理都會給環境帶來不得影響。當前也出現了一些使用氫燃料電池制備的備用電源，其優點是無污染、備用待機狀態不會消耗大量能源，因而使用壽命長，綜合成本低。
[0003]但在儲備氫源用完后需要及時提供氫源，現在見到的一些報道主要是使用瓶裝壓縮氫氣，儲存占用體積大，更換及運輸過程安全性差，需要專業人士去操作。
[0004]有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的備用電源提供方式，以便克服現有提供方式的上述缺陷。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統，可提尚儲能效率。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0007]一種甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統，所述系統包括甲醇重整制氫機、氫能電源、控制器、固化儲氫系統、第一控制閥、第二控制閥、氫氣壓縮機、氫氣脫水系統；
[0008]所述甲醇重整制氫機、氫能電源與固化氫儲氫系統互相連接；甲醇重整制氫機與氫能電源之間設有第一控制閥，固化氫儲氫系統與氫能電源之間設有第二控制閥；甲醇重整制氫機、氫氣脫水系統、氫氣壓縮機、固化儲氫系統依次連接；控制器檢測與控制各個單元的信息與動作。
[0009]作為本實用新型的一種優選方案，所述控制器中包含少量儲能電池，具有快速反應的不間斷供電能力，儲能能夠保證維持設定時間的基站電源使用，保證平穩過渡到氫能電源向基站電源供電，同時這個少量儲能電池又用于啟動氫能電源。
[0010]作為本實用新型的一種優選方案，固化儲氫系統用于快速啟動氫能電源，甲醇重整制氫機用于持續提供氫氣以及向固化儲氫系統充氫。
[0011]作為本實用新型的一種優選方案，若控制器檢測到外網供電中斷，控制器中包含的不間斷電源即向基站通信設備不間斷供電，同時控制第二控制閥向氫能電源供氫，并啟動氫能電源，在設定時間內氫能電源輸出正常后控制氫能電源向基站通信設備供電，由電位平衡關系控制器內置的不間斷電源將停止工作；
[0012]啟動甲醇重整制氫裝置，在甲醇重整制氫裝置開始工作產生氫氣后，打開第一控制閥，與固化儲氫系統同時向氫能電源供氫；
[0013]控制器在檢測到甲醇重整制氫機達到額定輸出能力后，關閉第二控制閥，由甲醇重整制氫裝置單獨向氫能電源供氫；
[0014]控制器檢測到外網恢復供電后，關閉氫能電源、關閉第一控制閥、啟動氫氣壓縮機，甲醇重整制氫機產生的氫氣通過氫氣脫水裝置脫水，由氫氣壓縮機升壓后向固化儲氫系統充氫，以補充甲醇重整制氫機在啟動階段固化儲氫消耗的氫氣儲量，控制器檢測到固化儲氫已經充滿后，停止甲醇重整制氫裝置的工作，檢測甲醇儲箱的剩余容量，向管理人員發送信息；
[0015]控制器檢測到外網供電正常后，自動補充內置不間斷電源的儲能。
[0016]作為本實用新型的一種優選方案，控制器具備遠程網絡通信能力，管理人員能夠通過網絡遠程監視備用電源系統的工作狀態，在甲醇儲量小于設定的臨界值時，將向管理員發出報警信號；如果外網供電中斷時間過長，而甲醇又無法及時補充，控制器將充分利用固化儲氫與控制器的內置不間斷電源，盡量延長基站通信設備的電力保障時間。
[0017]一種甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統，所述系統包括甲醇重整制氫機、氫能電源、控制器、固化儲氫系統、氫氣純化裝置、控制閥、氫氣壓縮機；
[0018]所述甲醇重整制氫機、氫能電源與固化儲氫系統互相連接；控制器檢測與控制各個單元的信息與動作；
[0019]所述甲醇重整制氫機連接氫氣純化裝置，氫氣純化裝置、氫氣壓縮機、固化儲氫系統依次連接；氫氣純化裝置、固化儲氫系統通過控制閥連接氫能電源；
[0020]使用氫能電源時甲醇重整制氫機制得的氫氣經過氫氣純化裝置的純化后向氫能電源供氫；在外網恢復正常供電后甲醇重整制氫機經過純化升壓后向固化儲氫系統充氫。
[0021]本實用新型的有益效果在于:本實用新型提出的甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統，使用甲醇作含氫儲能媒介，在基站現場使用甲醇重整技術現場制氫，氫氣供燃料電池發電機發電，再供通信基站設備使用。這樣儲能效率將比直接使用壓縮氫氣鋼瓶高許多，補充燃料也極為方便，只需要遠程監控發現燃料不足時，直接加注甲醇即可，而不需要像更換壓縮氫氣那樣連容器一起更換，大大提高了運輸效率與安全性。同時，為了彌補甲醇重整技術現場制氫慢的缺點，能快速啟動氫能發電機，系統配置了一個固態儲氫單元，能在瞬間提供氫源發電。
[0022]與使用壓縮氫氣供氫的氫能備用電源系統相比，使用甲醇作為儲能載體，儲氫儲能效率高于壓縮氫氣，并且儲運安全方便。使用固化氫快速啟動氫能電源，克服了甲醇重整制氫反應比較慢的缺點，固化氫的使用壓力大大低于壓縮氫氣，安全性好。固化氫儲氫系統只需要經過簡單的升壓即可完成充氫。
【附圖說明】
[0023]圖1為實施例一中燃料電池基站備用電源系統的組成示意圖。
[0024]圖2為實施例二中燃料電池基站備用電源系統的組成示意圖。
[0025]附圖標注如下:
[0026]11為甲醇重整制氫機，12為氫氣脫水系統，13為氫氣壓縮機；
[0027]14為固化儲氫系統，15為第一控制閥，16為第二控制閥；
[0028]17為氫能電源，18為用電接口，19為控制器，20為甲醇儲箱。
[0029]21為甲醇重整氫機，22為氫氣純化裝置，23為氫氣壓縮機；
[0030]24為固化儲氫系統，25為控制閥，26為氫能電源；
[0031 ] 27控制器，28為用電接口，29為甲醇儲箱。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖詳細說明本實用新型的優選實施例。
[0033]實施例一
[0034]請參考圖1，圖1為本實用新型一種甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統的第一種【具體實施方式】的方框圖。
[0035]如圖1所示，甲醇制氫儲能的燃料電池基站備用電源系統包括甲醇重整制氫機11、氫能電源17(HT-PEMFC氫能電源)、控制器19、固化儲氫系統14、第一控制閥15、第二控制閥16、氫氣壓縮機13、氫氣脫水系統12。氫能電源17設有用電接口 18。
[0036]所述甲醇重整制氫機11、氫能電源17與固化氫儲氫系統14互相連接；甲醇重整制氫機11與氫能電源17之間設有第一控制閥15，固化氫儲氫系統14與氫能電源17之間設有第二控制閥16 ;甲醇重整制氫機11、氫氣脫水系統12、氫氣壓縮機13、固化儲氫系統14依次連接；控制器19檢測與控制各個單元的信息與動作。
[0037]所述控制器19中包含少量儲能電池，具有快速反應的不間斷供電能力，儲能能夠保證維持不少于5分鐘的基站電源使用，保證平穩過渡到氫能電源向基站電源供電，同時這個少量的儲能又用于啟動氫能電源。
[0038]如圖1所示，上述燃料電池基站備用電源系統的控制方法如下:
[0039]一旦控制器19檢測到外網供電中斷，控制器中包含的不間斷電源即向基站通信設備不間斷供電，同時控制第二控制閥16向氫能電源17供氫，并啟動氫能電源，在I?2分鐘內氫能電源輸出正常后控制氫能電源向基站通信設備供電，由電位平衡關系控制器內置的不間斷電源將停止工作。啟動甲醇重整制氫機11，在甲醇重整制氫裝置開始工作產生氫氣后，打開第一控制閥15，與固化儲氫系統同時向氫能電源供氫。控制器19在檢測到甲醇重整制氫機達到額定輸出能力后，關閉第二控制閥，由甲醇重整制氫裝置單獨向氫能電源供氫。控制器檢測到外網恢復供電后，關閉氫能電源、關閉第一控制閥15、啟動氫氣壓縮機13，甲醇重整制氫機11產生的氫氣通過氫氣脫水系統12脫水，由