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invention
Fédération de Russie Patent RU2277273

Les systèmes autonomes d'alimentation

Les systèmes autonomes d'alimentation

Nom de l'inventeur: Karic Zia Ramizovich
Le nom du titulaire du brevet: Karic Zia Ramizovich
Adresse de correspondance :. 129626, Moscou, Kuchin lane, 12, kv.1, ZR Karichevu
Date de début du brevet: 25.11.2004

L'invention concerne le système d'alimentation autonome (FPSE) des objets individuels supprimés de la ligne de transmission. Selon l'invention PCEA fournit une source externe d'électricité, générateur électrochimique (ECG) basé sur les piles à combustible, la batterie, la cellule et l'hydrogène et d'oxygène cylindres sont haute pression, reliés par des tuyaux et des valves avec les cavités de gaz pertinentes TE ECG et électrolyseur, en même temps que TE ECG pris les piles à combustible alcalines avec un circuit de circulation d'électrolyte est prise comme un électrolyseur cellule électrolytique alcaline, dans lequel la pile à combustible et électrolyseur ECG ont un chemin commun de circulation de l'électrolyte. Circuit de circulation de la cellule électrolytique à combustible équipé d'ECG réservoir d'électrolyte, destinée à compenser les changements du volume d'électrolyte dans la pile à combustible dans le mode de dilution, le système de pompe de circulation, un échangeur de chaleur et la valve pour relier l'électrolyte boucle de circulation pour la pile à combustible pour la cellule ou l'ECG. Dans l'état initial du volume libre du réservoir d'électrolyte est de 1,1 ÷ 1,2 volumes d'eau formée dans la pile à combustible par une réaction électrochimique à la consommation totale de l'hydrogène et de l'oxygène, qui sont dans les cylindres. Comme une source extérieure d'électricité pris une source d'énergie renouvelable, qui peut être aussi un panneau solaire ou une centrale éolienne, soit et à la fois. TE muni d'un capteur de température d'ECG d'électrolyte inclus dans la commande de fonctionnement la pompe de circulation du circuit. Le résultat technique de l'invention est de fournir un fonctionnement fiable dans le PCEA.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne le domaine des systèmes d'approvisionnement en énergie autonomes (PCEA) de bâtiments individuels ou des objets retirés de la ligne d'alimentation secteur, à savoir l'ASEP, y compris les sources d'énergie renouvelables comme source extérieure d'électricité, générateur électrochimique (ECG), une batterie, un électrolyseur et cylindres pour le stockage les réactifs (hydrogène et oxygène).

FPSE connu comprenant la ligne de transmission du réseau électrique en tant que source d'énergie externe, une cellule ECH à base de combustible (FC) de l'électrolyte polymère, un inverseur pour la conversion et la transmission de puissance à partir de l'ECG dans un réseau électrique, la cellule, le convertisseur pour fournir électrolytique courant du réseau électrique directe, cylindres pour le stockage d'hydrogène et les vannes du système pour connecter le cylindre à l'ECG, puis à la cellule (voir. US Pat. US №6660417, cl. H 01 M 8/18, 2003).

L'inconvénient de ceci est FPSE son attachement au réseau, et un manque de fiabilité associés à l'utilisation des systèmes complexes assurant un équilibre entre l'eau et la chaleur dans une pile à combustible à électrolyte polymère, mais aussi de la nécessité d'utiliser un électrolyseur d'eau spécialement préparée.

B 60 L 7 Connu ASEP pour les locomotives diesel-électriques, y compris un générateur électrique diesel comme source externe d'énergie, pile à combustible à base d'ECG, électrolyseur, des bouteilles de stockage d'hydrogène pour l'oxygène, la capacité de l'eau (voir. Pat. US Canada №2371297, cl. / 00, 2002).

L'inconvénient de cette PCEA est une ressource rare du travail et la faible fiabilité associée à une quantité limitée de carburant diesel et de l'eau et une faible fiabilité générateur diesel-électrique.

Du PCEA connu le plus proche des éléments essentiels et obtenu un résultat technique est PCEA contenant une source d'alimentation externe, la pile à combustible à base d'ECG, avec un électrolyte solide polymère, la cellule de batterie avec un électrolyte polymère solide et des réservoirs d'hydrogène et d'oxygène reliés par des conduites et des vannes cavités de gaz pertinentes TE ECG et électrolyseur (voir. US Pat. US №6610193, cl. H 01 M 6/00, 2003).

L'inconvénient de ce PCEA est un domaine borné d'utilisation associée à la nécessité d'une source externe d'eau, et la complexité de sa structure et le fonctionnement de la technologie associée à la nécessité de la purification de l'eau consommée à partir d'une source d'eau externe.

L'objet de l'invention est de fournir un fonctionnement fiable dans le PCEA, dépourvu de ces lacunes.

Ce résultat technique est obtenu en ce que PCEA a une source extérieure d'énergie par pile à combustible à base d'ECG, une batterie, les réservoirs cellulaires et d'hydrogène et d'oxygène reliés entre eux par des tuyaux et des vannes avec les cavités de gaz correspondant TE ECG et électrolyseur, en même temps que TE ECG prise des piles à combustible alcalines avec un circuit de circulation de l'électrolyte alcalin est considéré comme un électrolyseur cellule électrolytique alcaline, dans lequel la pile à combustible et à électrolyte alcalin électrolyseur ECG ont un trajet commun. Utilisation de l'ECG de pile à combustible alcaline et électrolyseur peut grandement simplifier le fonctionnement régime et de la technologie ASEP, parce qu'ils peuvent être combinés par la boucle d'électrolyte alcalin à l'aide d'une pompe de circulation, ne nécessite pas une source d'eau externe et le système de son traitement, ce qui élargit la plage d'utilisation possible de l'ASEP.

Avantageusement, les cylindres d'hydrogène et d'oxygène ont été ajustées à des valeurs limites des capteurs des pressions supérieures et inférieures. Sur la partie inférieure de la valeur de la pression maximale admissible sont déconnectées charge TE ECG, la cellule est reliée à une source d'alimentation externe pour la production d'hydrogène et d'oxygène, et le système de circulation de l'électrolyte alcalin est déconnecté de la pile à combustible est relié à l'ECG et de l'électrolyseur.

Avantageusement, la boucle de circulation d'un ECH de pile à combustible à électrolyte alcalin est muni d'un réservoir d'électrolyte, destinée à compenser les changements du volume d'électrolyte, qui se produit lorsque la pile à combustible par suite de l'eau de dilution formée dans la pile à combustible lors de la réaction électrochimique, une pompe de circulation, un échangeur de chaleur et un système de vannes pour relier la boucle de circulation électrolyte alcalin à la pile à combustible à la pile ou de l'ECG.

La présence de ces unités permet de simplifier le système et de la technologie ASEP fonctionner et d'améliorer la fiabilité de son fonctionnement, comme le travail de TE ECG dans un mode de dilution ne nécessite pas un système complexe d'enlèvement et de maintien de l'équilibre de l'eau. La présence d'un système alcalin commun du circuit de circulation de l'électrolyte et de la soupape peut être reliée, en fonction du mode de fonctionnement, le circuit de circulation d'électrolyte TE à l'ECG ou à une cellule.

Il est souhaitable que dans l'état initial du volume libre du réservoir d'électrolyte est égale à 1,1 ÷ 1,2 volumes d'eau formée dans la pile à combustible par une réaction électrochimique à la consommation totale d'hydrogène et d'oxygène, qui sont dans les cylindres.

La présence dudit volume libre dans le réservoir d'électrolyte simplifie grandement le régime ASEP, parce que sans dispositifs supplémentaires (capteurs, actionneurs, etc.) vous permet d'enregistrer dans un circuit d'électrolyte alcalin toute l'eau formée dans le processus de l'ECG avant la pleine consommation d'hydrogène et de l'oxygène à partir de la cylindres, si nécessaire, et ensuite l'utiliser dans une cellule électrolytique pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène.

Il est souhaitable que d'une source externe d'électricité a été prise d'énergie renouvelable: panneau solaire, une centrale éolienne soit et à la fois. L'utilisation de sources d'énergie renouvelables permet de PCEA dans les régions éloignées où il n'y a pas de lignes électriques de transmission de grille et utilisé comme l'énergie du rayonnement solaire et l'énergie éolienne. En outre, ces sources d'énergie sont écologiques et ne causent pas de dommages à l'environnement.

De manière avantageuse, l'électrolyte ECG de pile à combustible a été équipé d'un capteur de température, une pompe de circulation incluse dans le circuit de commande. La présence d'un capteur de température fournit la température requise, qui est maintenue en changeant le mode de fonctionnement de la pompe de circulation au signal du capteur de température.

l'analyse de l'art antérieur réalisée a montré que la combinaison revendiquée des caractéristiques essentielles énoncées dans les revendications, on ne sait pas. Ceci permet de conclure qu'il est approprié pour le critère de la «nouveauté».

Pour vérifier la conformité de l'invention revendiquée, le critère de «activité inventive» a mené une recherche supplémentaire de l'art antérieur afin de détecter des signes qui coïncident avec les traits distinctifs du prototype de la solution technique revendiquée. On a constaté que la solution technique revendiquée ne doit pas explicitement de l'art antérieur. Par conséquent, l'invention revendiquée répond au critère de «activité inventive».

Le dessin montre un mode de réalisation possible d'un circuit FPSE fonctionnel.

Les systèmes autonomes d'alimentation

ASEP comprend une source externe d'alimentation électrique 1, comme un panneau solaire ou une centrale éolienne, ECH 2, la batterie 3, la cellule 4, le pH 5 et de l'oxygène 6 cylindres, tuyaux 7 et les vannes 8, 9 pour la connexion avec les cavités de gaz pertinentes TE ECG et électrolyseur, capteurs supérieures et des valeurs limites inférieures de l'hydrogène et de l'oxygène des pressions de 17, 18, respectivement, le circuit de circulation de l'électrolyte 10 avec le réservoir 11, une pompe de circulation 12, un échangeur de chaleur 13 et le système de soupape 14 à se connecter à une boucle de circulation de l'électrolyte 2 TE ECG ou à un travail de contrôle de la cellule 4. ECG, la température TE 2 muni d'un capteur de température 15, la pompe 16 inclus dans le circuit de commande 12. la capacité de l'électrolyte 11 dans l'état initial est le volume libre, 1,1 à 1,2 volume égal d'eau formée dans la pile à combustible par une réaction électrochimique d'hydrogène, avec une consommation complète et oxygène située dans les cylindres 5, 6.

PCEA fonctionne comme suit

Hydrogène et d'oxygène dans les cylindres 5 et 6, respectivement, par l'intermédiaire de vannes 8 et 9 par l'intermédiaire de conduits 7 introduits dans des cavités respectives TE ECG. ECG génère un courant électrique qui est fourni au consommateur (non représenté). TE ECG excelle dans le rejet de chaleur de la boucle de circulation de l'électrolyte 10 et est déchargé dans l'environnement dans l'échangeur de chaleur 13. L'eau de réaction résultant accumule dans le réservoir d'électrolyte, provoquant son augmentation de volume et la dilution. Le volume libre du récipient d'électrolyte à l'état initial est sélectionné en fonction de la consommation d'énergie requise de l'ASEP et le stock réactif dans les cylindres 5, 6. Si dépenser la totalité du stock de réactifs sur le capteur de signal de la valeur limite inférieure de la pression 17, 18 à travers les vannes 14 circulation en boucle de l'électrolyte est déconnecté de TE ECG et 4 est reliée à la cellule, puis à la cellule 4 est alimentée électricité à partir de la source d'alimentation externe 1. l'électrolyte alcalin est électrolysée, de l'oxygène et de l'hydrogène formés sont accumulés dans les cylindres 5 et 6, respectivement, les vannes 8, 9 des cylindres déconnectés TE ECG. Une fois déclenchée, les pressions admissibles des réactifs électrolyte boucle de circulation maximale du capteur supérieur 10 est déconnecté de l'électrolyseur 4 et est relié à l'ECG de pile à combustible. La source d'alimentation externe est déconnecté des consommateurs d'énergie électrolyseur 1 4. Pendant les composants de commutation PCEA produites par la batterie 3.

Sur la base de ce qui précède, on peut conclure que la prétendue ASEP peut être réalisée dans la pratique avec la réalisation du résultat technique revendiquée, à savoir, il répond au critère de "applicabilité industrielle".

REVENDICATIONS

1. Système d'alimentation en énergie indépendante comprenant une source externe d'électricité à partir du générateur électrochimique batterie de piles à combustible, des cylindres d'hydrogène et d'oxygène électrolytique sont reliés par des tuyaux et des vannes respectives des cavités de gaz combustible éléments du générateur électrochimique et de la cellule électrolytique, caractérisé en ce que générateur électrochimique de pile à combustible pris des piles à combustible alcalines d'un circuit de circulation d'électrolyte est considéré comme un électrolyseur cellule électrolytique alcaline, dans lequel le générateur de pile à combustible électrochimique et l'électrolyte de la cellule électrolytique ont un circuit commun.

2. Le système d'alimentation autonome selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cylindres d'hydrogène et d'oxygène sont équipés de capteurs de valeurs maximales supérieure et inférieure de pression admissible.

3. Système d'alimentation en énergie indépendante selon la revendication 1, dans lequel l'électrochimique générateur de pile à combustible électrolyte à boucle de circulation est munie d'un réservoir d'électrolyte, destinée à compenser les changements du volume d'électrolyte qui se produit lorsque la pile à combustible par suite de l'eau de dilution formée dans la pile à combustible pendant la électrochimique réaction, une pompe de circulation, un échangeur de chaleur et un système de vannes pour relier le trajet de circulation de l'électrolyte dans les piles à combustible du générateur électrochimique ou à la cellule.

4. Système d'alimentation en énergie indépendante selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans l'état initial, le volume libre du réservoir d'électrolyte est de 1,1 ÷ 1,2 volumes d'eau formée dans la pile à combustible par une réaction électrochimique d'hydrogène, avec la consommation totale et de l'oxygène sont mis en bouteilles .

5. Système d'alimentation en énergie indépendante selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'alimentation externe est pris énergie renouvelable.

6. Système d'alimentation en énergie indépendante selon la revendication 4, caractérisé en ce qu 'en tant que source d'électricité renouvelable prise batterie solaire.

7. Système d'alimentation en énergie indépendante selon la revendication 4, caractérisé en ce que comme une source renouvelable d'électricité prise centrale éolienne.

8. Système d'alimentation autonome selon la revendication 4, dans lequel une source renouvelable d'électricité pris panneau solaire et de la centrale éolienne.

9. Système d'alimentation en énergie indépendante selon la revendication 1, caractérisé en ce que les piles à combustible électrochimique électrolyte pourvu d'un capteur de température inclus dans le circuit de commande de fonctionnement de la pompe de circulation.

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Date de publication 11.02.2007gg