上汽集团光伏制氢加氢项目框架方案.docx
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上汽集团光伏制氢加氢项目框架方案
目录
一、 小型光伏制氢加氢一体化方案（DEMO） 2
1.1方案一：
1KW光伏电站应用方案 2
1.1.1光伏电站基本信息 2
1.1.2用电条件分析与制氢设备配置 3
1.1.3制氢设备基本信息 4
1.2方案二：
4KW光伏电站应用方案 6
1.2.1光伏电站基本信息 6
1.2.2用电条件分析与制氢设备配置 6
1.2.3制氢设备基本信息 7
二、 大型光伏制氢加氢一体化方案（商业化应用） 9
2.1光伏电站基本信息 9
2.2用电条件分析与制氢设备配置 10
2.3制氢设备基本信息 10
2.4储氢系统基本信息 12
2.4.1储氢设备基本信息 13
2.4.2压缩机基本信息 13
2.5加氢站基本信息 14
2.6制氢加氢一体化项目辅助设备基本信息 15
三、 系统控制概述 16
四、 系统安全策略 17
五、 制氢设备预算评估 18
上汽集团光伏制氢加氢项目框架方案
根据9月24日与上汽集团技术管理部沈总及前瞻技术研究部翟博士的初步交流沟通,结合上汽集团对此项目提出的技术要求，安思卓公司初拟此项框架方案，对此项目的建设规模和配套设备基本信息进行初步的核算与评估，详见此方案相关章节介绍。
需求：
以光伏发电与电网谷电结合，进行电解水制氢，将氢气进行高压存储，供应燃料电池或燃料电池汽车加氢使用；
一、小型光伏制氢加氢一体化方案（DEMO）
小型光伏制氢加氢一体化方案，基于制氢设备配置及光伏电站规模的不同，配置两套方案，供贵司选择；
1.1方案一：
1KW光伏电站应用方案
1.1.1光伏电站基本信息
序号
基本项目
基本参数
备注
1
占地面积（m2）
≈10m2
2
电站装机容量（KW）
1KW
地面电站≈10m2/KW；
3
光伏电站总效率
80%
地面电站一般80%左右，屋顶电站
一般75%左右；
4
倾斜面上总辐射量
（kWh/m2）
1390
上海：
1300-1450（kWh/m2）
5
峰值小时数
1390
峰值小时数=倾斜面上总辐射量/标准太阳辐射强度（1000W/m2）;
6
年发电量（kWh）
1112
L=W*H*η（L是指光伏电站年发电量；W是指光伏电站装机总量；H是指年峰值小时数；η是指光伏电站
系统总效率）；
《光伏发电站设计规范（GB
50797-2012）»；
此处未考虑组件效率衰减和寿命问
题；
7
光伏电站投资总额
0.8万
≈8元/W（包含配套设备及施工成
本）；
7.1
多晶硅组件功率
265W
单个组件功率
7.2
组件尺寸
1640*990mm
单个组件尺寸
7.3
组件转换效率
16.1%
7.4
组件数量
≈4块
1.1.2用电条件分析与制氢设备配置
序号
基本项目
基本数据
备注
1
光伏电站发电总量（kWh）
1112
2
光伏电站年发电小时数
1390
峰值小时数
3
制氢谷电补充小时数
0
按照上海谷时段（22时一次日6时），共计8个小时；实验演示无需谷电补充；
6
光伏发电年可制氢总量
≈247m3
按照4.5kWh/m3计算；
7
制氢设备产氢量
≈0.18m3/h
制氢站年制氢总量/年总制氢小时
数
8
制氢设备型号配置
0.2Nm3/h
V-0.2
1.1.3制氢设备基本信息
序号
型号
VERDE-0.2
1
设备类型（电源）
针对新能源+谷电的应用模式设备，通
过新能源模块调试改装
2
产氢量（Nm3/h）
0-0.2
3
产氧量（Nm3/h）
0-0.1
4
电压（（V/Hz））
谷电：
400V/50HZ
新能源：
波动直流电，根据电源定制
5
直流电流（A）
2A
6
直流电耗1Nm3（KWh）
4.5
7
最大功率消耗（KW）
1
8
去离子水最大导电性（ps/cm）
5
9
去离子水要求
无杂质，需满足导电性范围即可
10
去离子水消耗量（L/h）
0.2
11*
气体纯度（%）
99.5
12
设计压力（MPa）
1
13*
氢气输出压力范围（MPa）
0-0.4
14*
露点（°C）
-10
15
生产可调范围
0-100%
16*
氧气残留
<0.5%
17
氢气碱液残留值
无
18
设备最佳工作温度（°C）
58-60
19
输出气体温度（°C）
30
20
设备控制
PLC
21
设备寿命（年）
30-40
22
碱液更换周期
1次/年
23
碱液更换数量/次
8L
24
启动速度
<1s
25
能量转化效率
80%-93%
26
主机设备尺寸（cm）
105*85*165
27
辅机尺寸一电源模块（整合变压整流器
/新能源模块）（cm）
定制设备，约150*120*180
28
辅机尺寸一干燥装置（cm）
70*40*144
29
辅机尺寸一纯化装置（cm）
70*54*157
30
主机设备重量（kg）
定制设备，约300kg
31
辅机重量一变压器/新能源模块（kg）
定制设备，约150kg
32
辅机重量一干燥装置（kg）
250kg
33
辅机重量一纯化装置（kg）
150kg
34
占地面积（itf）（含维护区域）
5
35
海拔（m）
<1000
36
工作环境温度（°C）
5-35
37
防爆等级
安装区域要求
美标ClassIdiv.11
欧标/中国：
Zone2
38
维护周期
1年
39
供货周期
12-16周
备注：
1.此规格制氢设备标准设计为分体式设计，干燥纯化装置可根据实际需要进行配置；
2.气体纯度：
分体式设计，主机出氢纯度为99.5%,经纯化后，纯度可达99.999%；
3.设备规格：
不同的气体压力范围，设备规格稍有变动，请以最终需求确定后设计规格为准;
4.露点温度：
分体式设计，主机出氢露点为-10°C,经干燥后，根据选择的干燥介质不同,采用分子筛可达到-70°C,采用干燥盐可达到-40°C;可根据实际需要进行选型；
5.氧气残留：
分体式设计，主机出氢的氧气残留＜0.5%,经过干燥纯化后，氧气残留＜5ppm；
1.2方案二：
4KW光伏电站应用方案1.2.1光伏电站基本信息
序号
基本项目
基本参数
备注
1
占地面积（m2）
≈40m2
2
电站装机容量（KW）
4KW
地面电站≈10m2/KW；
3
光伏电站总效率
80%
地面电站一般80%左右,屋顶电站一般
75%左右；
4
倾斜面上总辐射量
（kWh/m2）
1390
上海：
1300-1450（kWh/m2）
5
峰值小时数
1390
峰值小时数=倾斜面上总辐射量/标准太阳辐射强度（1000W/m2）;
6
年发电量（kWh）
4448
L=W*H*η（L是指光伏电站年发电量;W是指光伏电站装机总量；H是指年峰值小时数；n是指光伏电站系统总效率）；
《光伏发电站设计规范（GB
50797-2012）»；
此处未考虑组件效率衰减和寿命问题；
7
光伏电站投资总额
3.2万
≈8元/W（包含配套设备及施工成本）；
7.1
多晶硅组件功率
265W
单个组件功率
7.2
组件尺寸
1640*990mm
单个组件尺寸
7.3
组件转换效率
16.1%
7.4
组件数量
≈4块
1.2.2用电条件分析与制氢设备配置
序号
基本项目
基本数据
备注
1
光伏电站发电总量（kWh）
4448
2
光伏电站年发电小时数
1390
峰值小时数
3
制氢谷电补充小时数
0
按照上海谷时段（22时一次日6时），共计8个小时；实验演示无需谷电补充；
6
光伏发电年可制氢总量
≈988m3
按照4.5kWh/m3计算；
7
制氢设备产氢量
≈0.6m3/h
制氢站年制氢总量/年总制氢小时数
8
制氢设备型号配置
0.66Nm3/h
V-0.5
1.2.3制氢设备基本信息
序号
型号
VERDE-0.5
1
设备类型（电源）
针对新能源+谷电的应用模式设备，通过
新能源模块调试改装
2
产氢量（Nm3/h）
0-0.66
3
产氧量（Nm3/h）
0-0.33
4
电压（（V/Hz））
谷电：
400V/50HZ
新能源：
波动直流电，根据电源定制
5
直流电流（A）
7A
6
直流电耗1Nm3（KWh）
4.5
7
最大功率消耗（KW）
4.1
8
去离子水最大导电性（ps/crn）
5
9
去离子水要求
无杂质，需满足导电性范围即可
10
去离子水消耗量（L/h）
0.6
11*
气体纯度（%）
99.5
12
设计压力（MPa）
1
13*
氢气输出压力范围（MPa）
0-0.4
14*
露点（。
C）
-10
15
生产可调范围
0-100%
16*
氧气残留
<0.5%
17
氢气碱液残留值
无
18
设备最佳工作温度（°C）
58-60
19
输出气体温度（°C）
30
20
设备控制
PLC
21
设备寿命（年）
30-40
22
碱液更换周期
1次/年
23
碱液更换数量/次
16L
24
启动速度
<1s
25
能量转化效率
80%-93%
26
主机设备尺寸（cm）
105*85*165
27
辅机尺寸一变压器/新能源模块（m）
定制设备，约150*120*180
28
辅机尺寸一干燥装置（cm）
70*40*144
29
辅机尺寸一纯化装置（cm）
70*54*157
30
主机设备重量（kg）
345
31
辅机重量一变压器/新能源模块（kg）
定制设备，约150kg
32
辅机重量一干燥装置（kg）
250
33
辅机重量一纯化装置（kg）
150
34
占地面积（itf）（含维护区域）
5
35
海拔（m）
<1000
36
工作环境温度（。
C）
5-35
37
防爆等级
安装区域要求
美标ClassIdiv.II
欧标/中国：
Zone2
38
维护周期
1年
39
供货周期
12-16周
二、大型光伏制氢加氢一体化方案（商业化应用）
2.1光伏电站基本信息
序号
基本项目
基本参数
备注
1
占地面积（m2）
≈6000m2
9亩
2
电站装机容量（KW）
600KW
地面电站由0m2/KW；
3
光伏电站总效率
80%
地面电站一般80%左右,屋顶电站一般
75%左右；
4
倾斜面上总辐射量
（kWh/m2）
1390
上海：
1300-1450（kWh/m2）
5
峰值小时数
1390
峰值小时数=倾斜面上总辐射量/标准
太阳辐射强度（1000W/m2）；
6
年发电量（kWh）
667200
L=W*H*η（L是指光伏电站年发电量;w是指光伏电站装机总量；H是指年峰值小时数；η是指光伏电站系统总效率）；
《光伏发电站设计规范（GB
50797-2012）»；
此处未考虑组件效率衰减和寿命问题；
7
光伏电站投资总额
480万
≈8元/W（
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