1.風氫耦合發電
隨著可再生能源的蓬勃發展,傳統電力系統結構和功能已經滿足不了新能源發電并網要求。美國等發達國家將風氫耦合發電作為解決風電上網難等問題的新技術手段,風氫耦合系統從結構方面考慮主要分為四部分,分別為風電機組、氫氧儲能、電磁儲能以及交直流變換部分。風電機組是實現風能到電能轉換的主要設備,其為風氫耦合系統提供能源的輸入;氫氧儲能主要包括電解槽和燃料電池兩部分,通過電解槽和燃料電池可以實現氫-電-氫的能量轉換關系;電磁儲能實現存儲電能;交直流變換器不改變能源形式只實現電能質量的改變。通過明確風氫耦合系統各部分結構,建立各功能單元模型和等效電路,為其發展和應用奠定基礎。

2.風氫耦合發電特點
(1)電解槽分類和特點
水電解制氫電解槽是利用直流電極將水電解成氫和氧的一種設備,傳統電解槽是在穩定電能條件下,定氫生產率運行的,而風氫耦合發電系統中的風電具有間歇性、隨機性等特點,因而電解槽應具有不穩定電能條件下安全、可靠和高效制氫的能力。目前世界上的風電制氫系統普遍采用的是堿式和質子交換膜(proton
exchange membrane,PME)式電解槽,因為這兩種電解槽可在間歇波動性功率、大壓力、高電流密度、低電壓下穩定運行。
(2)儲氫方案和特點
氫作為一種能源載體,可替代傳統的儲能,是一種較具前途的新型儲能方式。氫的存儲方式有壓縮氣態、低溫液態(如金屬氫化物、碳材料等)和固態(如甲醇、氨等)。其中,壓縮氣體儲氫是氫規?;鎯Φ氖走x方式。
壓縮氣態儲氫方式下的能量損失相對較少,且具有較高的轉換效率;活性炭在低溫條件下也具有較高的效率。由于風氫耦合發電系統中風電制氫的時間較長,因而具有較低能量損失、較高效率的壓縮氣態儲氫較適用于風氫耦合發電系統。儲氫系統在啟動時存在時滯,如果其時滯超過燃料電池的啟動時間,將增加電池儲能的容量,減小氫存儲系統的動態響應時間。
(3)FC分類和特點
風氫耦合發電系統中,低溫燃料電池因具有靈活啟停、適應間歇性運行的特性而受到廣泛應用。但燃料電池普遍具有響應時間不能滿足負荷瞬時變化及風電瞬時功率波動的特性,因而需與超級電容器、飛輪儲能、電池儲能等配合應用,才能達到較高的電能質量。
以上梳理了風氫耦合發電技術的定義及特點,希望對你有所幫助,如果你想了解更多相關內容,敬請關注三個皮匠報告的行業知識欄目。
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