一种能源互补自供电系统及供电方法

1.一种能源互补自供电系统，其特征在于：包括太阳能发电装置、风能发电装置、甲醇水重整制氢发电模组、交直流电力转换装置、电解制氢装置、第一合成甲醇装置、甲醇水储存输送装置及负载；其中：
太阳能发电装置及风能发电装置，其电力输出端与交直流电力转换装置连接，电力转化后，为负载和电解制氢装置供电；
电解制氢装置，用于电解水制氢，制得的氢气送入第一合成甲醇装置；
第一合成甲醇装置，用于氢气与二氧化碳合成甲醇，该二氧化碳来源于甲醇水重整制氢发电模组的尾气或者外界空气，合成的甲醇送入甲醇水储存输送装置；
甲醇水储存输送装置，用于向甲醇水重整制氢发电模组输送甲醇和水原料；
甲醇水重整制氢发电模组，用于在太阳能及风能发电不足时启动运行并输出电力；该甲醇水重整制氢发电模组的电力输出端与交直流电力转换装置连接，电力转化后，为负载供电；该甲醇水重整制氢发电模组包括重整器及燃料电池，甲醇和水原料在重整器内发生重整制氢反应，制得的氢气进入燃料电池，在燃料电池内，氢气与空气中的氧气发生电化学反应，产生电力输出。
2.根据权利要求1所述的能源互补自供电系统，其特征在于：所述太阳能发电装置包括太阳能电池，该太阳能电池为单晶硅太阳能电池或者多晶硅太阳能电池或者非晶硅太阳能电池。
3.根据权利要求1所述的能源互补自供电系统，其特征在于：所述电解制氢装置包括光照单元、磁化单元、加热单元中的任意一种或多种的组合；所述电解制氢装置所采用的水中添加有催化剂。
4.根据权利要求1所述的能源互补自供电系统，其特征在于：所述甲醇水重整制氢发电模组的数量为至少两组，所述甲醇水重整制氢发电模组的重整器内设有重整室及氢气纯化装置，重整室内的温度为300-570℃温度，重整室内设有催化剂，甲醇和水在重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应制得含氢气体，重整室与氢气纯化装置通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室内，能通过重整室内的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与氢气纯化装置之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与氢气纯化装置的温度相同或接近，从氢气纯化装置的产气端得到氢气，供应给燃料电池。
5.根据权利要求4所述的能源互补自供电系统，其特征在于：所述甲醇水重整制氢发电模组整合有换热器，所述换热器安装于甲醇水储存输送装置与重整器之间的输送管道上，低温的甲醇和水原料在换热器中，与重整室输出的高温氢气进行换热，甲醇和水原料温度升高、汽化；所述重整器的氢气纯化装置的产气端输出的氢气，经换热器后温度降低，再供应给燃料电池。
6.根据权利要求4所述的能源互补自供电系统，其特征在于：所述甲醇水重整制氢发电模组的燃料电池包括水循环降温系统，该水循环降温系统用于对燃料电池进行散热降温，该水循环降温系统包括散热装置、至少两个水泵、水容器及集水器，所述散热装置位于燃料电池内，所述水容器中的水可在水泵的驱动作用下，经集水器集水后，从燃料电池之进水口进入散热装置，再从燃料电池之出水口回流至水容器，所述至少两个水泵与能源互补自供电系统的控制装置电性连接，以控制每个水泵运转；该燃料电池在电化学反应产生电的过程中，将即时温度信号反馈给控制装置，控制装置根据即时温度信号控制适当数量的水泵运转，当即时温度较低时，控制较少的水泵运转，当即时温度较高时，控制较多的水泵运转，控制装置实时侦测水循环降温系统中水泵的运转状况，当任意一个水泵运转异常时，控制装置控制该异常水泵停止运转，并控制一待机的水泵运转，或者控制其他运转中的水泵加快运转速度，以补偿因该异常水泵停止运转而减少的水流量。
7.根据权利要求4所述的能源互补自供电系统，其特征在于：所述甲醇水重整制氢发电模组的燃料电池包括风冷降温与空气输送系统，该风冷降温与空气输送系统包括空气过滤器及风扇，空气过滤器位于燃料电池的一侧，风扇位于燃料电池的另一侧，在风扇的驱动下，外界空气经空气过滤器过滤后从燃料电池一侧进入，再从燃料电池另一侧排出；外界空气在通过燃料电池的过程中，为燃料电池提供电化学反应所需要的氧气，并同时为燃料电池散热降温。
8.根据权利要求1所述的能源互补自供电系统，其特征在于：所述能源互补自供电系统还包括沼气生成装置及第二合成甲醇装置，该沼气生成装置用于从生物质中生成沼气并输送给第二合成甲醇装置；所述电解制氢装置在电解水制氢过程中还生成氧气，该氧气输送至第二合成甲醇装置；在第二合成甲醇装置中，沼气与氧气合成甲醇。
9.权利要求1-8中任意一项所述的能源互补自供电系统的供电方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）当太阳能和/或风能充沛时，利用太阳能发电装置和/或风能发电装置进行发电，其发出的电力在保证负载正常使用的前提下，还供应给电解制氢装置；
（2）电解制氢装置在电解水制氢过程中，制得的氢气作为合成甲醇的原料送入第一合成甲醇装置；
（3）第一合成甲醇装置接收到氢气原料后，再利用空气中的二氧化碳或甲醇水重整制氢发电模组的尾气中的二氧化碳，在催化剂作用下合成甲醇；
（4）合成的甲醇输送至甲醇水储存输送装置中储存起来；
（5）当太阳能及风能发电不足时，启动并运行甲醇水重整制氢发电模组，此时，甲醇水储存输送装置向甲醇水重整制氢发电模组输送甲醇和水原料，甲醇水重整制氢发电模组发出的电力供应给负载。
10.根据权利要求9所述的能源互补自供电系统的供电方法，其特征在于：所述甲醇水重整制氢发电模组的数量为至少两组，当太阳能及风能发电不足时，控制装置根据即时负载用电需求量信息控制适当数量的甲醇水重整制氢发电模组运转；当即时负载用电需求量较小时，控制较少的甲醇水重整制氢发电模组运转，当即时负载用电需求量较大时，控制较多的甲醇水重整制氢发电模组运转。

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