2。4  本章小结 16

第三章 电解水制氢 17

3。1 电解水的原理 17

3。2 电解质 18

3。3 制氢设备的制氢量和功耗 19

3。3。1 法拉第定律 19

3。3。2 电解槽的选型与计算 19

3。3。3 每天制氢总量与耗水量的计算 21

3。4  本章小结 21

第四章 氢气的存储 23

4。1 储氢方式介绍 23

4。2 选择储氢罐和相关的配件 24

4。3 本章小结 25

第五章 建模与仿真 26

5。1 Simulink 介绍 26

5。2  系统建模与仿真 26

5。3  性能分析 31

5。4  本章小结 32

结 论 33

致 谢 34

参考文献 35

第一章 绪 论

1。1 风能制氢的意义

氢气不仅一种清洁能源,而且是一种化学合成的原料。风力发电制氢是由电 解水制氢设备直接将电能转化为氢,盈余电力全国各地解决风力发电是一种有 效的方法。风自然是免费的资源,如果我们能充分利用风能,来制氢,这对我国风 能制氢产业将具有重要意义。

氢燃烧热量比较高,除了核燃料,氢的发热值是所有化石燃料和生物燃料中 最高的,142351 焦每千克(32352 千卡/公斤),是汽油热值的三倍[1]。氢的密度小, 纯氢的比例只有 1/14 的空气,0。0899 g / L。1 立方米(1000 公升)的氢重 89。9 克,热值是 12797。355 kJ(2956 卡路里)。1 公斤水的电解后不仅可以得到 1/9 公斤氢气和还可以得到 8/9 公斤的固体氧和公斤。

在风能取代干气制氢和煤制氢,可以有效的减少二氧化碳的排放,更好地利 用干气。现在大型风力发电项目,缺乏储蓄,简单的存储和控制措施,有效利用风 能的很大的困难,在这种情况下,风应运而生,制氢项目虽然临时经济比较缺乏, 但它不仅有效地解决了风力资源浪费的问题,并且提供了使用氢能源有效的示 范,这是中国氢能源利用的重要一步。将风能转化成电能,转化成的电能。电能 用来电解水,最后收集氢气。风电机是风的动能转化为电能。

水(H2O)由直流电解生成氢气和氧气被称为电解水的过程。电流通过水(H2O) 原水在阴极形成氢气(H2),在阳极氧化形成的水氧气(O2)。

1。2 国内外风能制氢的现状

1。2。1 全球风力发电的发展现状

1。2。2 风能在中国的现状

1。2。3 储氢的发展

1。 3 目前存在的问题

（1）储运的问题:现在氢储运技术是氢能源发展的障碍,无论是瓶装还是管 束车储运,以及科学家们现在正在研究的金属氢化物,出轻能力都比较低，储氢 质量比只有 1 - 10%。

（2）成本的问题: 目前,国内煤制氢成本约在 0。6-1。2 元/m3,中小型天然 气裂解制氢成本约 2/m3,甲醇制氢成本也仅在 1。8-2。5/m3,而如果用工业用电电 解水制氢,成本则高达 4-5 元/m3。

（3）效率的问题:使用风力发电电解水制氢,氢存储于一个特殊的储罐,效 率很低。论文网