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鏵德氫能:純氫型燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)研發(fā)成功

2022-12-17 來源:鏵德氫能 瀏覽數(shù):445

近日,鏵德氫能源科技純氫型燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)CarNeu-5研發(fā)成功,即將交付給西北某光伏-電解水制氫-加氫-發(fā)電-供熱一體化工程

 近日,鏵德氫能源科技純氫型燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)CarNeu-5研發(fā)成功,即將交付給西北某光伏-電解水制氫-加氫-發(fā)電-供熱一體化工程。產(chǎn)品實物圖如圖1所示。
 

圖1 產(chǎn)品實物外觀圖
 
CarNeu-5系統(tǒng)是一款氫燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)設(shè)備,產(chǎn)品通過電化學(xué)反應(yīng),將氫氣和空氣反應(yīng)生成直流電,進一步通過電力電子系統(tǒng)逆變?yōu)榻涣麟娝腿腚娋W(wǎng),供用戶使用。產(chǎn)品工作產(chǎn)生的廢熱被回收,以熱水的形式向用戶供應(yīng)。整個系統(tǒng)發(fā)電功率5000W,采用380V三相交流并網(wǎng),可向外輸出50-60℃熱水,熱功率>4500W,全系統(tǒng)全流程額定凈發(fā)電效率>47%,最高凈發(fā)電效率>53%,系統(tǒng)采用了經(jīng)典的外形設(shè)計,相比較附帶重整系統(tǒng)的H2ES系列產(chǎn)品,體積縮小接近二分之一。系統(tǒng)詳細(xì)參數(shù)如表1所示。
 
 
CarNeu-5純氫型燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)遵循GB/T 27748系列標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計并采用了以下技術(shù):
 
低壓發(fā)電專用電堆
 
CarNeu-5 系統(tǒng)采用鏵德氫能源自主研發(fā)的低壓低溫質(zhì)子交換膜電堆。不同于車用燃料電池電堆,該電堆采用增強型質(zhì)子交換膜,載量優(yōu)化型膜電極,有效降低了膜的降解速度和催化劑的流失速度,極大的延長電堆的使用壽命,滿足長時間發(fā)電工況對壽命的要求。并且膜電極的催化劑采用了抗CO毒化設(shè)計,可長時間耐受0-10ppm的CO毒化沖擊,電壓穩(wěn)定,提高了發(fā)電工況下系統(tǒng)的冗余性。此外,該型號電堆還可以工作于混合氣體模式,例如75%的氫氣和25%的二氧化碳混合氣。
 
 
圖2 電堆耐CO測試曲線
 
微小流量氫循環(huán)工藝
 
CarNeu-5 系統(tǒng)上集成了專為微小流量氫氣循環(huán)開發(fā)的氫氣循環(huán)裝置,優(yōu)化的循環(huán)算法,有效提高了氫氣的利用率(避免危險直排或氧化后直排),提高了發(fā)電效率。循環(huán)裝置采用低功耗的設(shè)計,也有效降低了對系統(tǒng)凈發(fā)電功率和效率的影響,實測最高發(fā)電效率可達(dá)53.7%,系統(tǒng)總效率>90%。整機效率如圖3所示。
 
圖3 發(fā)電功率與效率曲線
 
高安全設(shè)計
 
CarNeu-5 系統(tǒng)采用安全PLC控制,設(shè)計了多重完整的安全鏈,在燃料電池內(nèi)部和外部環(huán)境集成了多個氫氣探測器和煙霧探測器,并在程序中設(shè)置多項安全響應(yīng)功能,當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)超溫、超壓、低壓等非正常工況或系統(tǒng)外出現(xiàn)泄露、火災(zāi)等異常時,系統(tǒng)會進行預(yù)警,必要時會自動停機,保證系統(tǒng)運行安全。此外,電堆系統(tǒng)采用低壓設(shè)計,電堆操作壓強僅為8-14kpa,降低了管道和電堆的壓強,極大的提高電堆的安全性,最大限度的降低了氫氣泄露風(fēng)險。
 
冷啟動設(shè)計
 
CarNeu-5系統(tǒng)設(shè)計了冷啟動單元,可以實現(xiàn)-20℃快速啟動,提高了產(chǎn)品在在北方等寒冷地區(qū)使用的適應(yīng)性。
 
模塊化設(shè)計
 
CarNeu-5系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計理念,整體由燃料電池模塊、控制模塊、電力電子模塊和熱管理模塊四大模塊組成的模塊化系統(tǒng),可輕松實現(xiàn)多機并聯(lián)運行。整個系統(tǒng)設(shè)計緊湊,簡潔,維護方便。系統(tǒng)安裝簡便,對安裝環(huán)境無特殊要求,可實現(xiàn)即插即用。此外機箱采用密封式設(shè)計,箱內(nèi)整體呈微負(fù)壓,可安裝在地下室等密閉環(huán)境,安全、穩(wěn)定。
 
便捷性操作
 
CarNeu-5 系統(tǒng)采用了智能化控制設(shè)計,可實現(xiàn)一鍵啟動,一鍵關(guān)機,操作十分便捷友好,無需專業(yè)理論知識儲備,觸控屏操作如圖4所示,設(shè)備主操作界面如圖5所示。整機運行過程中的系統(tǒng)的各項參數(shù)可以通過智能屏幕顯示,可以隨時查看系統(tǒng)的溫度曲線、壓力曲線、電堆單電池電壓等參數(shù),運行參數(shù)如圖6所示,溫度界面如圖7所示,壓力曲線如圖8所示,單電池電壓如圖9所示。并且系統(tǒng)支持曲線功率調(diào)節(jié)模式,用戶可以根據(jù)自己的個性化需求,對燃料電池系統(tǒng)進行功率調(diào)節(jié),系統(tǒng)會按照用戶設(shè)定的參數(shù)曲線24h循環(huán)工作,分時運行參數(shù)如圖10所示。


 
圖4 觸控屏操作


 
圖5 設(shè)備主操作界面


 
圖6 設(shè)備運行參數(shù)界面


 
圖 7 溫度曲線界面


 
圖8 壓力曲線


 
圖9電堆單電池電壓界面


 
圖10分時段運行參數(shù)設(shè)定界面

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