专利摘要

本实用新型公开一种基于海上废弃油气平台的综合发电制氢储氢系统，包括依附于海上废弃油气平台建立的综合发电部分、制氢部分和储氢部分；综合发电部分利用各种海洋能进行综合发电；所述制氢部分为水电解制氢装置，水电解制氢装置的电解槽内水源为海水，电能由综合发电部分提供；所述储氢部分包括氢气收集装置和稀土合金储氢装置，水电解制氢装置制取的氢气在常温从常压下收集，然后以束缚状态保存在固体稀土合金装置中。本实用新型因地制宜充分利用海上丰富的多种能源，就地利用发电电能进行电解海水制氢储氢，对降低生产成本提高效益具有重要的指导意义。

权利要求

1.一种基于海上废弃油气平台的综合发电制氢储氢系统，其特征在于，包括依附于海上废弃油气平台建立的综合发电部分、制氢部分和储氢部分；

综合发电部分利用各种海洋能进行综合发电，并将电力输送至制氢储氢部分；

所述制氢部分为水电解制氢装置，水电解制氢装置的电解槽内水源为海水，电能由综合发电部分提供；

所述储氢部分包括氢气收集装置和稀土合金储氢装置，氢气收集装置分别与水电解制氢装置和稀土合金储氢装置连通，氢气收集装置的电力由综合发电部分提供，水电解制氢装置制取的氢气在常温从常压下收集，后以束缚状态保存在稀土合金储氢装置中。

2.根据权利要求1所述的基于海上废弃油气平台的综合发电制氢储氢系统，其特征在于，所述综合发电部分包括风力发电装置、太阳能发电装置和波浪能发电装置的多种发电装置，以及储存发电装置产生电能的蓄电池；

所述蓄电池分别与水电解制氢装置和氢气收集装置相连接，向水电解制氢装置和氢气收集装置供电。

3.根据权利要求2所述的基于海上废弃油气平台的综合发电制氢储氢系统，其特征在于，所述风力发电装置为基于文丘里效应的风力发电装置。

4.根据权利要求2所述的基于海上废弃油气平台的综合发电制氢储氢系统，其特征在于，所述太阳能发电装置为光伏发电阵列及其控制电路部分。

5.根据权利要求2所述的基于海上废弃油气平台的综合发电制氢储氢系统，其特征在于，所述波浪能发电装置包括浮子、齿条、两传动齿轮、两棘轮传动组件和发电机；

浮子在海浪的带动下，作升降运动；所述齿条与浮子固定连接，随浮子同步升降；两传动齿轮分别啮合在齿条的两侧，两棘轮传动组件的一端分别与一传动齿轮啮合，另一端与发电机的输入轴连接；

所述齿条的上升或下降带动两传动齿轮一起转动，其中一传动齿轮带动对应的棘轮传动组件转动，棘轮传动组件带动发电机的输入轴同方向转动，另一传动齿轮空转。

说明书

技术领域

本实用新型属于新能源综合发电利用和储能技术领域，具体是涉及一种综合发电及制氢储氢的装置。

背景技术

海洋能蕴含量巨大，主要包括海上风能、海上光能、海浪能、海流能、海洋温差能、海洋盐差能等。

目前在海洋能利用上的现状是：除离岸的海浪能发电技术以外，海上风能、海上光能、近岸海浪能、海流能、海洋温差能、海洋盐差能等各种能源的发电技术都已研制成功，但由于设备成本较高，能量转化效率低等原因，导致实际应用较少。

其实利用这些能源发电，在工艺上并不是十分困难的。但是现在面对这么丰富的能源却并没有加以利用，其难以开发的主要的原因就是单一深海海洋能发电的成本太高，而且平台载体和输电困难也是制约其发展的另外两大技术瓶颈。

另一方面，随着油气行业毛利不断缩紧，世界各地的油气公司正不断寻求替代方案，以便解决行业中耗费最多成本的问题之一，即废弃石油平台的处理。目前来说，多数海上废弃油气平台仍然采取完全拆除的处理方式，但这种方式不仅耗资巨大，且浪费资源，因此，很多油气公司开始研究海上废弃油气平台再利用的方式，但大多还处于设想阶段，缺乏技术可行性。

如果能够基于海上废弃油气平台建立海洋能利用系统，无疑可以实现海上废弃油气平台的再利用，同时也能解决当前海洋能利用中存在的无平台载体、前期投入大等很多问题，推动海洋能的有效利用。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于海上废弃油气平台的综合发电制氢储氢系统，结合海上能源综合发电和远海制氢储氢，达到海上多种能源开发利用的目的。

技术方案：本实用新型所述基于海上废弃油气平台的综合发电制氢储氢系统，包括依附于海上废弃油气平台建立的综合发电部分、制氢部分和储氢部分；

综合发电部分利用多种海洋能源进行发电，并将电力输送至制氢部分和储氢部分；

所述制氢部分为水电解制氢装置，水电解制氢装置的电解槽内水源为海水，电能由综合发电部分提供；

所述储氢部分包括氢气收集装置和稀土合金储氢装置，氢气收集装置分别与水电解制氢装置和稀土合金储氢装置连通，氢气收集装置的电力由综合发电部分提供，水电解制氢装置制取的氢气在常温从常压下收集，后以束缚状态保存在稀土合金储氢装置中。

本实用新型进一步优化的技术方案为，所述综合发电部分包括风力发电装置、光能发电装置和波浪能发电装置中的一种或多种发电装置，以及储存发电装置产生的电能的蓄电池；

所述蓄电池分别与水电解制氢装置和氢气收集装置相连接，向水电解制氢装置和氢气收集装置供电。

作为优选地，所述风力发电装置为基于文丘里效应的风力发电装置。

优选地，所述光能发电装置为光伏发电阵列及其控制电路部分。

优选地，所述波浪能发电装置包括浮子、齿条、两传动齿轮、两棘轮传动组件和发电机；

浮子在海浪的带动下，作升降运动；所述齿条与浮子固定连接，随浮子同步升降；两传动齿轮分别啮合在齿条的两侧，两棘轮传动组件的一端分别与一传动齿轮啮合，另一端与发电机的输入轴连接；

所述齿条的上升或下降带动两传动齿轮一起转动，其中一传动齿轮带动对应的棘轮传动组件转动，棘轮传动组件带动发电机的输入轴同方向转动，另一传动齿轮空转。

优选地，所述储氢装置为稀土合金构成。

优选地，所述储氢装置为掺杂2%~8%重量份铝的钪合金化合物。

优选地，所述稀土合金储氢装置掺杂的铝为6%重量份。

有益效果：（1）本实用新型充分利用海上废弃油气平台，针对深海输电困难的问题，因地制宜充分利用海上丰富的多种能源，就地利用发电电能进行电解海水制氢储氢，将电力传输问题变为氢气储存运输问题，降低能源传输难度和成本，间接解决了深海输送电困难的问题，同时氢气作为清洁能源，在制备过程中和使用过程中都不会产生污染，节能减排效果十分显著，对降低生产成本提高效益具有重要的指导意义；

（2）本实用新型以海上废弃油气平台为载体搭建海上风力发电机装置、海上光伏组件及波浪能发电装置，立体化开发海上能源，提高能量收集效率，旨在将各个发电系统有机结合，解决现有海上多种能源综合发电技术中存在的匹配问题；

（3）本实用新型将海上多种能源发电装置进行综合匹配，并在此基础上实现电能-氢能的转换和储存，提供了一套完整的海上能源开发-储能系统，以现有的海上废弃油气平台为基础来搭建本系统，在平台四周搭建中小型文丘里风电机进行风力发电，在平台上方架设光伏组件进行光伏发电，底部安装波浪能发电装置，在平台中央设置电解海水，实现制氢储氢，将以往难以开发的深海能源高效地转化利用起来；

（4）本实用新型由于借助深海废弃油气平台搭建此综合发电及转换系统，所以大大降低了海上平台建设的成本，同时安全系数也有保证，具有极大的低成本优势；本系统发电效率高，安全性能强，具有很强的运行稳定性，操作方便，可行性强。经估算，本系统每度电成本在0.7-0.8元，接近陆地风电成本。且本系统维护简单，运行成本低，投资回收期短，两至三年即可收回成本；

（5）本实用新型的储氢装置为稀土合金化合物，储氢合金在较低的压力（1×106Pa）下具有较高的储氢能力，可以达到100kg/m3以上；同时针对合金经过频繁吸放氢后，会粉末化的问题，在储氢合金中掺杂不同浓度的铝，增加储氢合金的使用寿命，经过试验，掺杂6%重量份铝的储氢稀土合金为最适宜的浓度，其工作寿命会延长到2倍以上，且其它工作参数并没有变坏。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型的能量转化示意图；

1-风力发电装置、2-光能发电装置、3-蓄电池、4-水电解制氢装置、5-储氢装置。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：一种基于海上废弃油气平台的综合发电制氢储氢系统，包括依附于海上废弃油气平台建立的综合发电部分、制氢部分和储氢部分。

1、综合发电部分

通过在深海废弃油气平台上方搭建风力发电装置1、光能发电装置2和波浪能发电装置3，实现全方位、立体化海上能源综合发电，单位面积产能提高，节约了投资成本。且综合发电装置安全系数高，稳定性好，方便检修维护等。高效的收集海上多种能源，降低了发电成本。同时就地电解海水制氢储氢，解决了深海电能输送困难的问题。系统结构示意图如图1。

综合发电部分包括风力发电装置1、光能发电装置2和波浪能发电装置，以及储存发电装置产生的电能的蓄电池3。蓄电池3分别与水电解制氢装置4和氢气收集装置相连接，向水电解制氢装置4和氢气收集装置供电。

1.1风力发电装置

风力发电装置1为文丘里风力发电装置。目前文丘里风力发电已经有实际应用，可用于微风发电从3.2km/h到90km/h的风能都可以利用，发电效率高，安全性能强，具有较强的运行稳定性且成本低、便于安装维护。但现阶段的实际应用都是大型的风力发电机，本系统采用等比例缩小的中小型风力发电机，应用面十分广泛。

相比于传统风机，不仅对风能的利用率更高，还可使其效率提高至年均6000小时以上，并且每年发电超过1000万度，其1度电的成本也就相当于2毛钱左右。同时，封闭式的涡轮电机组，也避免了意外伤害到飞禽和维修人员的风险，噪音和振动也更加微小，其叶片比传统风机叶片小84%之多。

1.2 光能发电装置

光能发电装置2为光伏发电阵列。在废弃油气平台表面架设光伏发电组件，利用太阳能进行发电，不与其他结构发生遮挡，因地制宜，提高了单位面积产能，符合当今社会大力开发利用海洋能的主题。

1.3波浪能发电装置

波浪能发电装置通过传动机构实现波浪能从往复运动到单向旋转运动的传递来驱动发电机发电。

其包括浮子、齿条、两传动齿轮、两棘轮传动组件和发电机；浮子在海浪的带动下，作升降运动；所述齿条与浮子固定连接，随浮子同步升降；两传动齿轮分别啮合在齿条的两侧，两棘轮传动组件的一端分别与一传动齿轮啮合，另一端与发电机的输入轴连接；所述齿条的上升或下降带动两传动齿轮一起转动，其中一传动齿轮带动对应的棘轮传动组件转动，棘轮传动组件带动发电机的输入轴同方向转动，另一传动齿轮空转。

2、制氢部分和储氢部分

2.1制氢部分

海上发电由于陆地用户距离远，用海底电缆输电是不现实的，必须建立一个独立的“自产自销”式的发电系统，这就是海洋能开发需要克服的第二个问题，如果解决了这个问题，那么就可以大力开发无限的海洋能源。本系统解决的方案是在改造后的油气平台上利用多余或者全部的电能进行电解水制氢来进行蓄能，产品就是“氢、氧”等高能产品。这样就可以在任何海域进行综合发电而无后顾之忧，解决了这个问题才能实现海洋能的利用。

制氢部分为水电解制氢装置4，水电解制氢装置4的电解槽内水源为海水，电能由综合发电部分提供。将上述综合发电装置产生的电力有效利用，就地实现电解海水制氢储氢，提供了一套完整的综合发电-制氢储氢系统。将多种海上能源高效地收集，并通过制氢储氢实现能量的转换，能量转换如图2所示。

2.2储氢部分

储氢部分包括氢气收集装置和若干储氢装置5，氢气收集装置分别与水电解制氢装置4和储氢装置5连通，氢气收集装置的电力由综合发电部分提供，水电解制氢装置4制取的氢气被氢气收集装置收集后以束缚状态储存在稀土合金储氢装置5中。

目前氢气储存方法主要有：压缩储氢、液化储氢、稀土合金储氢。加压压缩储氢是最常见的一种储氢技术，通常采用笨重的钢瓶作为容器。由于氢密度小，故其储氢效率很低能量密度低，不适合大规模应用。由于氢气液化要消耗很大的冷却能量，液化1kg氢需耗电4kW•h～10kW•h，增加了储氢和用氢的成本。液氢储存容器必须使用超低温用的特殊容器。因而其储存成本较贵，安全技术也比较复杂。稀土金属在较低的压力（1×106Pa）下具有较高的储氢能力，可以达到100kg/m3以上。不过储氢金属经过频繁吸放氢后，逐渐会粉末化。

储氢金属的合金化会阻碍氦从固相氢化物中的加速释放，也就是能增加临界浓度。采用改变固体金属氢化物中氦-3释放动力学的方法，能够使利用合金化钪氢化物的仪器，比起利用纯钪氢化物的仪器，其工作寿命明显增加。

本实施例通过在储氢合金中掺杂不同浓度的铝可以增加储氢合金的使用寿命，经过试验，掺杂6%重量份铝的稀土钪合金储氢装置5，可以使合金的使用寿命延长到2倍。完全满足本系统的使用要求。

如上所述，尽管参照特定的优化实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出一些变化。

一种基于海上废弃油气平台的综合发电制氢储氢系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。