專利名稱：一種利用風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)氫氣的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種將自然能轉(zhuǎn)換成氫氣能量的設(shè)備，尤其是一種 利用風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)氫氣的裝置。
技術(shù)背景
在現(xiàn)有技術(shù)中，公知的技術(shù)是美國(guó)US20070216165號(hào)專利，該專利公開了 一種風(fēng)力發(fā)電制氫系統(tǒng)的技術(shù)方案，闡述了將風(fēng)力轉(zhuǎn)換成電能，再用電能來 電解制氫的方法。由于風(fēng)能是一種可再生的能量，但又是隨機(jī)變化的能量， 利用風(fēng)力吹動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電 壓是要隨風(fēng)力的變化而變化，因此，這種電能能夠利用的部分較少。為了提 高風(fēng)力的利用率，在風(fēng)力變化時(shí)盡量減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，達(dá)到風(fēng)力 發(fā)電機(jī)能發(fā)出較為穩(wěn)定的電壓，該方案是采用控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪螺距角的 變化來適應(yīng)風(fēng)力的變化，以達(dá)到風(fēng)能的最大利用，用以產(chǎn)生氫氣。但是，控 制風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪的螺距角隨風(fēng)力變化，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓穩(wěn)定在一 個(gè)可利用的范圍內(nèi)，在結(jié)構(gòu)上是一個(gè)極為復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，這是現(xiàn)有技術(shù)所存在 的不足之處。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種利用風(fēng) 力發(fā)電生產(chǎn)氫氣的裝置技術(shù)方案，該方案采用風(fēng)力發(fā)電機(jī)和整流器組成發(fā)電 單元，利用發(fā)電單元所產(chǎn)生的電壓不穩(wěn)定的供電電源，經(jīng)電壓調(diào)整單元將不 穩(wěn)定的電壓調(diào)整成恒流或恒壓的輸出電源，輸給氫氣產(chǎn)生單元，使氫氣產(chǎn)生 單元產(chǎn)生氫氣并收集、儲(chǔ)藏或利用，使風(fēng)能得以有效地用來發(fā)電制氫，將不 易存儲(chǔ)的電能變成易于存儲(chǔ)的氫能。本方案是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的包括有由風(fēng)力發(fā)電機(jī)和整流器組 成的發(fā)電單元、氫氣產(chǎn)生單元和氫氣回收單元，本方案的特點(diǎn)是所述的發(fā)電 單元的電源輸出連接電壓調(diào)整單元，電壓調(diào)整單元輸出的恒流或恒壓電源連 接氫氣產(chǎn)生單元，氫氣產(chǎn)生單元再連接氫氣回收單元；所述的電壓調(diào)整單元
是由全電壓變換電路構(gòu)成。本方案的具體特點(diǎn)還有，所述的全電壓變換電路
是輸入發(fā)電單元輸來隨機(jī)變化不穩(wěn)定的28V-975V之間直流輸入電壓VZ，直流 輸入電壓VZ的正、負(fù)端與邏輯控制電路LCU的輸入電壓端7和6、升壓變換電 路VRU的輸入電壓端2和1、降壓變換電路DVU的輸入電壓端2和1連接；電壓 VZ的負(fù)端和主變換電路MCU的輸入電壓端2連接；電壓VZ的正端經(jīng)電感Ll接 第1晶閘管TH1的陽極，同時(shí)經(jīng)并聯(lián)的第1電阻R1和第1電容C1接第2晶閘管TH2 的陽極；第1晶閘管TH1的陰極接升壓變換電路VRU的輸出端3，同時(shí)經(jīng)反向的 第l二極管Dl接降壓變換電路DVU的輸出端3，又同時(shí)接主變換電路MCU的輸 入電壓端l;第2晶閘管TH2的陰極則接直流輸入電壓VZ的負(fù)端；第l晶閘管 TH1的控制極經(jīng)第2電容C2接升壓變換電路VRU的輸出端3，同時(shí)經(jīng)串聯(lián)的反向 第2二極管D2和第2電阻R2接第l變壓器Tl次級(jí)的4腳；第l變壓器Tl次級(jí)的3 腳接升壓變換電路VRU的輸出端3;第2晶閘管TH2的控制極經(jīng)第3電容C3接直 流電壓VZ的負(fù)端，同時(shí)經(jīng)串聯(lián)的反向第3二極管D3和第3電阻R3接第2變壓器 T2次級(jí)的4腳；第2變壓器T2次級(jí)的3腳接直流電壓VZ的負(fù)端；第l變壓器Tl 初級(jí)的l腳接邏輯控制電路LCU的控制脈沖輸出端3，第l變壓器Tl初級(jí)的2腳 與第2變壓器T2初級(jí)的2腳接直流供電電壓+24V;第2變壓器T2初級(jí)的l腳接 邏輯控制電路LCU的控制脈沖輸出端2;邏輯控制電路LCU的l端接直流供電 電壓+24V;升壓變換電路VRU的控制輸入端4和5接邏輯控制電路LCU的升壓 控制脈沖輸出端4和5;降壓變換電路DVU的控制輸入端4和5接邏輯控制電路 LCU的降壓控制脈沖輸出端8和9;主變換電路MCU的3和4端為恒流或恒壓電源 的正、負(fù)輸出端0UT。所述的氫氣產(chǎn)生單元是電解水制氫設(shè)備。所述的氫氣回收單元是儲(chǔ)氫設(shè)備。所述的氫氣回收單元是在線供氣設(shè)備。
本方案的有益效果可根據(jù)對(duì)上述方案的敘述得知，由于在該方案中所述 的電壓調(diào)整單元是由全電壓變換電路構(gòu)成，全電壓變換電路可以將發(fā)電單元
輸來的直流28V-975V之間變化不穩(wěn)定的電壓，經(jīng)升壓或降壓處理，輸出一個(gè) 根據(jù)需要按恒流或恒壓要求的直流輸出電源，供給氫氣產(chǎn)生單元生產(chǎn)氫氣， 再經(jīng)氫氣回收單元將氫氣收集儲(chǔ)藏或利用。這樣氫氣產(chǎn)生單元可以得到生產(chǎn) 氫氣所需的恒流或恒壓電源，而發(fā)電單元又可以不顧忌氫氣產(chǎn)生單元對(duì)電源 的要求只管發(fā)電，從而省略了發(fā)電單元控制輸出電壓范圍的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，例如 控制發(fā)電單元中風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪螺距角的方法。這可使得整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得 簡(jiǎn)單，而又降低了成本，并易于控制和實(shí)施。由此可見，本實(shí)用新型與現(xiàn)有 技術(shù)相比，具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見的。


圖l為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為全電壓變換電路的電路原理圖。
圖中，l為風(fēng)力發(fā)電機(jī)，2為整流器，3為發(fā)電單元，4為電壓調(diào)整單元，5 為氫氣產(chǎn)生單元，6為氫氣回收單元，7為儲(chǔ)氫設(shè)備，8為在線供氣設(shè)備。
具體實(shí)施方式
為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過一個(gè)具體實(shí)施方式
，并結(jié)合 其附圖，對(duì)本方案進(jìn)行闡述。
通過附圖可以看出，利用風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)氫氣的方法所使用的系統(tǒng)，是由 風(fēng)力發(fā)電機(jī)(1)和整流器(2)組成的發(fā)電單元(3)，所產(chǎn)生的電源輸出連 接電壓調(diào)整單元(4)，電壓調(diào)整單元(4)輸出的恒流或恒壓電源連接由電解 水制氫設(shè)備構(gòu)成的氫氣產(chǎn)生單元(5)，氫氣產(chǎn)生單元(5)再連接氫氣回收單 元(6)，所述的氫氣回收單元(6)是儲(chǔ)氫設(shè)備(7)或在線供氣設(shè)備(8)。 所述的電壓調(diào)整單元(4)是由全電壓變換電路構(gòu)成。所述的全電壓變換電路是輸入發(fā)電單元輸來隨機(jī)變化不穩(wěn)定的28V-975V之間直流輸入電壓VZ，直流 輸入電壓VZ的正、負(fù)端與邏輯控制電路LCU的輸入電壓端7和6、升壓變換電 路VRU的輸入電壓端2和1、降壓變換電路DVU的輸入電壓端2和1連接；電壓 VZ的負(fù)端和主變換電路MCU的輸入電壓端2連接，電壓VZ的正端經(jīng)電感Ll接 第1晶閘管TH1的陽極，同時(shí)經(jīng)并聯(lián)的第1電阻R1和第1電容C1接第2晶閘管TH2 的陽極；第1晶閘管TH1的陰極接升壓變換電路VRU的輸出端3，同時(shí)經(jīng)反向的 第l二極管Dl接降壓變換電路DVU的輸出端3，又同時(shí)接主變換電路MCU的輸 入電壓端l;第2晶閘管TH2的陰極則接直流輸入電壓VZ的負(fù)端；第l晶閘管 TH1的控制極經(jīng)第2電容C2接升壓變換電路VRU的輸出端3，同時(shí)經(jīng)串聯(lián)的反向 第2二極管D2和第2電阻R2接第l變壓器Tl次級(jí)的4腳，第l變壓器Tl次級(jí)的3 腳接升壓變換電路VRU的輸出端3;第2晶閘管TH2的控制極經(jīng)第3電容C3接直 流電壓VZ的負(fù)端，同時(shí)經(jīng)串聯(lián)的反向第3二極管D3和第3電阻R3接第2變壓器 T2次級(jí)的4腳，第2變壓器T2次級(jí)的3腳接直流電壓VZ的負(fù)端；第l變壓器Tl 初級(jí)的l腳接邏輯控制電路LCU的控制脈沖輸出端3，第l變壓器Tl初級(jí)的2腳 與第2變壓器T2初級(jí)的2腳接直流供電電壓+24V，第2變壓器T2初級(jí)的l腳接 邏輯控制電路LCU的控制脈沖輸出端2;邏輯控制電路LCU的l端接直流供電 電壓+24V;升壓變換電路VRU的控制輸入端4和5接邏輯控制電路LCU的升壓 控制脈沖輸出端4和5;降壓變換電路DVU的控制輸入端4和5接邏輯控制電路 LCU的降壓控制脈沖輸出端8和9;主變換電路MCU的3和4端為恒流或恒壓電源 的正、負(fù)輸出端0UT。
在所述的全電壓變換裝置中的邏輯控制電路LCU、升壓變換電路VRU、降壓變 換電路DVU和主變換電路MCU均是本專業(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。邏輯控制電 路LCU是根據(jù)設(shè)定的閾值發(fā)出打開或關(guān)閉升壓變換電路VRU的訊號(hào)，或者打 開或關(guān)閉降壓變換電路DVU的訊號(hào)。升壓變換電路VRU —般可采用升壓變壓 器的方式升壓，并將升壓后的電壓輸給主變換電路MCU主變換電路MCU。而降壓變換電路DVU則可采用開關(guān)電路的方式實(shí)現(xiàn)降壓，降壓后的電壓輸給主變 換電路MCU。主變換電路MCU除升壓變換電路VRU發(fā)來的電壓，或降壓變換電 路DVU發(fā)來的電壓外，又可根據(jù)升壓變換電路VRU關(guān)閉，而降壓變換電路DVU 打開前這之間的VZ電壓作為直接輸入電壓，來輸出根據(jù)需要的恒流或恒壓的 穩(wěn)定輸出。
權(quán)利要求1.一種利用風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)氫氣的裝置，包括有由風(fēng)力發(fā)電機(jī)和整流器組成的發(fā)電單元、氫氣產(chǎn)生單元和氫氣回收單元，其特征是所述的發(fā)電單元的電源輸出連接電壓調(diào)整單元，電壓調(diào)整單元輸出的恒流或恒壓電源連接氫氣產(chǎn)生單元，氫氣產(chǎn)生單元再連接氫氣回收單元；所述的電壓調(diào)整單元是由全電壓變換電路構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征是所述的全電壓變換電路是輸入 發(fā)電單元輸來隨機(jī)變化不穩(wěn)定的28V-975V之間直流輸入電壓[VZ]，直流輸入 電壓[VZ]的正、負(fù)端與邏輯控制電路[LCU]的輸入電壓端7和6、升壓變換電路 [VRU]的輸入電壓端2和1、降壓變換電路[DVU]的輸入電壓端2和1連接；電壓 [VZ]的負(fù)端和主變換電路[MCU]的輸入電壓端2連接，電壓[VZ]的正端經(jīng)電感 [L1]接第1晶閘管[TH1]的陽極，同時(shí)經(jīng)并聯(lián)的第1電阻[R1]和第1電容[C1]接 第2晶閘管[TH2]的陽極；第1晶閘管[TH1]的陰極接升壓變換電路[VRU]的輸出 端3，同時(shí)經(jīng)反向的第1二極管[D1]接降壓變換電路[DVU]的輸出端3，又同時(shí) 接主變換電路[MCU]的輸入電壓端1;第2晶閘管[TH2]的陰極則接直流輸入電 壓[VZ]的負(fù)端；第1晶閘管[TH1 ]的控制極經(jīng)第2電容[C2]接升壓變換電路[VRU] 的輸出端3，同時(shí)經(jīng)串聯(lián)的反向第2二極管[D2]和第2電阻[R2]接第1變壓器[T1] 次級(jí)的4腳；第1變壓器[T1]次級(jí)的3腳接升壓變換電路[VRU]的輸出端3;第2 晶閘管[TH2]的控制極經(jīng)第3電容[C3]接直流電壓[VZ]的負(fù)端，同時(shí)經(jīng)串聯(lián)的 反向第3二極管[D3]和第3電阻[R3]接第2變壓器[T2]次級(jí)的4腳；第2變壓器 [T2]次級(jí)的3腳接直流電壓[VZ]的負(fù)端；第1變壓器[T1]初級(jí)的1腳接邏輯控制 電路[LCU]的控制脈沖輸出端3，第1變壓器[T1]初級(jí)的2腳與第2變壓器[T2]初 級(jí)的2腳接直流供電電壓+ 24V;第2變壓器[T2]初級(jí)的1腳接邏輯控制電路 [LCU]的控制脈沖輸出端2;邏輯控制電路[LCU]的1端接直流供電電壓+ 24V; 升壓變換電路[VRU]的控制輸入端4和5接邏輯控制電路[LCU]的升壓控制脈沖輸出端4和5;降壓變換電路[DVU]的控制輸入端4和5接邏輯控制電路[LCU]的 降壓控制脈沖輸出端8和9;主變換電路[MCU]的3和4端為恒流或恒壓電源的 正、負(fù)輸出端[0UT]。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征是所述的氫氣產(chǎn)生單元是電解水制氫設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征是所述的氫氣回收單元是儲(chǔ)氫設(shè)備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征是所述的氫氣回收單元是在線供 氣設(shè)備。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種將自然能轉(zhuǎn)換成氫氣能量的設(shè)備，尤其是一種利用風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)氫氣的裝置技術(shù)方案，該方案包括有由風(fēng)力發(fā)電機(jī)和整流器組成的發(fā)電單元、氫氣產(chǎn)生單元和氫氣回收單元，本方案所述的發(fā)電單元的電源輸出連接電壓調(diào)整單元，電壓調(diào)整單元輸出的恒流或恒壓電源連接氫氣產(chǎn)生單元，氫氣產(chǎn)生單元再連接氫氣回收單元；所述的電壓調(diào)整單元是由全電壓變換電路構(gòu)成。所述的氫氣產(chǎn)生單元是電解水制氫設(shè)備。所述的氫氣回收單元是儲(chǔ)氫設(shè)備或在線供氣設(shè)備。利用全電壓變換電路可以將發(fā)電單元輸來不穩(wěn)定的電壓，經(jīng)升壓或降壓處理，輸出恒流或恒壓的直流輸出電源，從而省略了發(fā)電單元控制輸出電壓范圍的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)F03D9/00GK201152233SQ20072015951
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者劉慶蘭, 吳修讓, 李延榮, 娟 薛 申請(qǐng)人:山東賽克賽斯氫能源有限公司