燃料电池热电联供系统的工作原理

　　一、为何选用热电联供

　　燃料电池热电联供，是利用燃料电池发电技术同时向用户供给电能和热能的生产方式。用燃料电池运行过程中产生的余热供热，可提高能源的利用效率，而且减少二氧化碳和其他有害气体的排放。

　　我们都知道，在交通运输领域，燃料电池发电过程中有较大的能量损失就是热量，电池的能量转换率为40%多，为了降低燃料电池运行过程中的温度，还需要配上水冷或空冷系统。而热电联供则是将这一部分能量收集起来，使得氢气能源转换效率达到80%以上，能量利用率大大提升。

　　二、接下来我将以我司自主研发的热电联供系统给大家解析介绍

　　1 主体结构如下：

工作原理

　　2 、热电联系统的主要组成部分包括：

　　• 燃料电池模块

　　• 热交换系统

　　• 电压逆变模块

　　• 储热水箱（外置）

　　• 控制模块

　　• 储氢模块（外置）

　　• 辅助电池模块

　　3、主要模块介绍以及其组建的要点

　　电堆：因为需要拓展供热功率，要注意预留空间放置更大功率的电堆

　　热交换器：要考虑使用环境对防腐蚀的要求、换热效率以及寿命要求，尽可能使用最优组合，这样可以保证系统的高可靠性

　　电压逆变模块：

　　这个一般可以根据用户需求，来匹配电路系统参数，可以拓展升降压、稳压以及逆变等功能

　　储氢模块：

　　储氢这一块目前各有不同，根据不同的场景应用，其储氢方案均有所差异，但是我们根据目前的氢能发展情况，以及相关的适用场景，定制了储氢方案，基本可以解决大部分场景的使用。以下方案仅供大家参考。

　　储氢方案一：高压气瓶组：选择铝合金碳纤维缠绕气瓶165L/35MPa， 一用一备，尺寸：1.8m×0.4m×0.4m，重量约100kg

　　特点： • 体积小、重量轻 • 需要专门的加氢站加注 氢气

　　储氢方案二：中压气瓶组：选择钢制气瓶40L/15MPa，每集装格8瓶组， 配2集装格，一用一备,尺寸：1.1m×1.1m×1.5m，重量约 500kg

　　特点： • 体积、重量大 • 有气体公司直接配送

　　三、热电联供（又叫分布式储能系统）的政策情况

　　华东和华北政策支持力度比较大，分别有16个和10个氢能政策支持分布式能源，目前北京、佛山、四川氢能规划明确了分布式的装机量：

　　2025年前北京分布式能源系统装机规模10MW以上；2025年和2030年佛山市分布式能源系统装机规模分别实现2MW和10MW；

　　四川省提出，到2025年实现热电联供（含氢能发电和分布式能源）、轨道交通、无人机等领域示范应用，建设氢能分布式能源站和备用电源项目5 座

　　另外，9月13日，科技部发布国家重点研发计划“氢能技术”重点专项2021年度定向项目申报指南，根据指南，2021 年拟在“氢进万家” 项目实施周期不超过4年，燃料电池热电联供的氢气使用量不低于1万吨。

　　作者：政飞科技

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