WO2023238015A1 - 氢能不断电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氢能发电的技术领域，并提供一种氢能不断电系统，其包括有一制氢单元、一储电单元、一发电装置以及一控制单元，其中该制氢单元能利用电解法制备氢氧气，该储电单元能对该制氢单元供电，并能向外输出电力，该发电装置能接收该制氢单元所输出的氢氧气并发电，且该发电装置能向外输出电力或将电力传输至该储电单元，该控制单元以电讯号与该制氢单元、该储电单元及该发电装置通讯。

Description

氢能 不断 电系统 技 术领 域 本 发明 涉及一 种利 用氢 能的设 备，尤指 一种 氢能 不断电 系统 。 背 景技 术 有 鉴于 全球 的碳排 净零 与 ESG 的期程 已规 划上路 ， 产业界 对 于碳足 迹和 绿色 能源的 需求 与 日俱增 ； 如果没有 相应的 对策, 在 不久的 将来 势必 冲击产 业的 相关 发展、尤有 甚者 某些 企业甚 至 已 经到 了攸关 存续 的关键 。 其中， 氢能作为 一种 干净能 源， 制氢 设 备之技 术亦 有所 发展。 请 参阅 台湾 第 1550135号发 明专利 ，该专利揭 示一 种制氢 机, 其 于主体 外设 有至 少一组 主转 换分流 器，主体 内有 至少 一组前 转 换 分流 器、 变压器 及后转 换分 流器 ， 电源线连 接主 转换 分流 器, 再 输入前 转换 分流 器，再连接 变压 器、后转换 分流 器及 电解槽 内， 前 转换分 流器 、 变压器 及后转 换分 流器 可搭接 于多 组之 电解槽, 以 达到可 以前 转换分 流器 、 变压器及后 转换 分流 器为单 元， 利用 前 转换分 流器 及后转 换分 流器 组装 多组电 解槽 ，而能大 量快速 制 造 氢氧 气 （即氢气与氧气的 混合 气体）。 此 外， 请参阅 如图 7及图 8所示 ， 台湾第 1639765号 发明专 利 揭示一 种复 合式 绿能 净化机 ， 其包括 ： 一壳体 91 , 具有一进 水 口及一 出气 口 911 , 该进水口之开 口处设 有一 盖体 912; — 过 滤模 组 92, 设置于 该壳体 91 内， 该过滤模组 92包括 ： 一第一 , 过 滤组件 921及一 第二 过滤 组件 922; 一电解单 元 93, 设置于 该 壳体 91内 ， 该电解单 元 93设 有一加 热装 置 931 ; 以及一分 隔座 94, 设置于该 壳体 91内， 并设置在 该过 滤模 组 92与该 电解 单元 93 之间 ， 该分隔座 94具有 一管体 941及 至少一 孔洞 ， 该孔洞设 置在 该分 隔座 94之 底部 ； 其中当该进 水 口加入 水时 ， 水会经过 该 分隔座 94之 孔洞 而流进 该电 解单 元 93, 以该电解 单元 93的 加 热装置 931将水 加热 成水 蒸气，使水 蒸气依 序经 过该管 体 941、 该 第一过 滤组 件 921及 该第二 过滤 组件 922,而将水 与气体 分离 ， 并使 气体 经由 该出 气口向 壳体 91外侧 排出 。 藉此， 可提供将 水 与 气体有 效的 分离 ， 并将未蒸发 成气体 的水 资源 循环再 利用 ， 以 达 到节约 能源 的效果 。 基 于制 氢技术 的提 升，利用 氢能作 为能 量来 源的经 济价 值提 高 ， 相关应用也 在不 断地 发展， 然而， 现有技术的 重点在 于制 备 氢 气的效 率与 水气分 离的 技术 ， 其完成氢 气的制 备后 ， 随即通过 管路 输 出使用 ， 并未思及如 何高 效率 、 不浪费地使 用氢 能， 而仍 可 能产生 能源 的浪 费。 因此， 现有技术确 有其 可加 以改进 之处 。 技 术问 题 为 解决 现有技 术会 造成 能源的 浪费 、无法被 充分运 用的 问题, 本 发明提 供一 种氢 能不断 电系 统以改 进该 问题 ，进一步说 明如 下。 技 术解 决方案 本 发明提 供的 氢能 不断 电系统 包括 有： 一 制氢 单元 ， 其能利用 电解法 制备 氢氧 气； 一 储电 单元 ， 该储电单元 能对该 制氢 单元供 电， 并能向 外输 出 电力 ； 一 发电 装置 ， 其包括有一 发电模 组及 一输 出模组 ， 该发电模 组 能接收 该制 氢单元 所输 出的 氢氧 气并发 电，该输 出模 组能接 收 该 发电模 组所 发 出的 电力并 向外 输出 电力 或将 电力 传输 至该储 电 单元 ； 以及 一 控制 单元 ， 其以电讯号 与该制 氢单 元、该 储电单 元及 该发 电 装置 中的至 少一者 通讯 ， 并能调整 该制 氢单 元的制 氢速 率。 上 述氢 能不断 电 系统，其中 该制 氢单元 包括 有一 本体 以及一 出 气管， 该出 气管凸 出于该 本体 的一侧 ； 该氢能不 断电 系统包 括 有 一储水 槽，该储 水槽 设于该 发电 装置 与该制 氢单 元的 本体之 间, 且 该制氢 单元 的出 气管穿 过该 储水槽 并连 接该 发电模 组，使氢 氧 气 由该 本体 内部经 该 出气管 流至 该发 电模 组的 过程 中经过 该储 水槽 内部 。 进 一步 ， 上述氢能不 断电 系统 ， 其中该制氢 单元 包括有 一流 量 感测器 ， 该流量感 测器设 于该 出气 管上， 用于侦测通 过该流 量 感 测器的 氢氧 气流量 ;该控制 单元 能接收 该流量 感测 器发 出之 电 讯 号。 再 进一 步， 上述氢 能不断 电系 统， 其中该制 氢单 元包括 有一 排 气组件 ， 该排气组 件设 于该出 气管并 位于 该储 水槽 内， 且该排 气 组件 能于该 出气 管内的 气压 超过一 预设 值时 ，将氢氧 气排入 该 储 水槽 内的水 中。 上 述氢 能不 断电 系统，其 中该储 水槽靠 近底 部的位 置设 有一 供 水管 ， 该供水管连 通该 制氢 单元 的本体 内部 。 进 一步 ， 上述氢能不 断电 系统 ， 其中该发电 装置 的发电 模组 包括 有一 水蒸 气输 出管，该 水蒸 气输出 管连接 该制 氢单 元的本 体、 一 热泵 以及一 涡轮 发电装 置的 至少其 中一 者。 进 一步 ， 上述氢能不 断电 系统 ， 其中该氢能 不断 电系统 包括 有 一集热 板， 该集热 板与该 发电 装置 相连接 ， 而能吸收 该发 电装 置 产生的 热。 再 进一 步，上述氢 能不 断电 系统，其 中该集 热板连 接一 热泵 。 较 佳的 是， 上述氢 能不断 电系 统， 其中该氢 能不 断电 系统包 括 有一热 电装 置，该热 电装 置设于 该集 热板及 该储 水槽之 间或 是 设 于一涡 轮发 电装置 的一 中冷 器，该热 电装置 能利 用该 集热板 及 该 储水槽 之间 或是该 中冷 器与 空气 间的温 差的 温差发 电。 较 佳的 是， 上述氢 能不断 电系 统， 其中该氢 能不 断电 系统包 括 有一 气体分 流组件 ，该气体 分流 组件 包括有 一分 流管 及一 出流 管 ， 该分流管连 接于 该出 气管的 中段 ， 而位于该储 水槽 内， 该出 流 管连接 该分 流管 ， 并自该储 水槽 的一侧 壁伸 出该储 水槽 。 有 益效 果 藉 由上 述的技 术特 征，本发 明的 氢能不 断电 系统 能透过 该储 电 单元 与该控 制单 元进 行能源 调节 ， 达到充分 利用 能源 与资 源， 且 可以在 使用 上达 到不断 电的 效果 ，解决现有 技术 能源 未被充 分 利 用的 问题。 附 图说 明 图 1是本 发明 第一较 佳实 施例 的立体 外观 示意 图。 图 2A是 本发 明第二 较佳 实施 例的立 体外 观示 意图。 图 2B是 本发 明第二 较佳 实施例 的 出气管 另一型 态的 外观示 意 图。 图 3是本 发明 第三较 佳实 施例 的立体 外观 示意 图。 图 4是本 发明 第三较 佳实 施例 另一连 接方 式的 方块示 意 图。 图 5 是本发明 第三 较佳实 施例 搭配 一涡轮 发电 装置 使用 时 的 方块示 意图 。 图 6是本 发明 第四较 佳实 施例 的立体 外观 示意 图。 图 7是现 有制 氢设备 的侧 视剖 面图。 图 8是现 有制 氢设备 的另 一侧视 剖面 图。 本 发明 的实施 方式 为 能详 细了解 本发 明的技 术特 征及 实用功 效，并且 能依 照说 明 书的 内容来 实现 ，兹进一 步以 图式所 示的较 佳实 施例详 细说 明 如 后： 首 先， 本发明 提供一 种氢 气供 给装置 ， 如图 1所示 ， 在本发 明 的第一 较佳 实施例 中，该氢 气供给 装置 包括有 一制 氢单 元 10、 一 储水槽 20 以及一 控制单 元 30o 其中， 该制氢 单元 10包括 有 一 本体 11以及一 出气管 12,该本体 11能利用电 解法制 备氢 氧气, 如 台湾 第 1550135号发明 专利及 第 1639765号发 明专 利揭示 内容, 如 何大 量快速 制造 氢氧 气并 能提 升所 产出 的氢 氧气质 量为 现有 技 术， 故该本体 11的内 部构造 在此 不加 以详述 ； 该出气管 12凸 出 于该本 体 11的一侧 ， 并与该本体 11内部 相连 通， 藉以输 出该 本体 11制 备的 氢氧气 ， 且该出 气管 12远离该 本体 11的一 端为 一 出气端 。较佳地 ，如图 1所示 ，在本发 明的 第一较 佳实施 例 中， 该 出气管 12于该 出气 端上设 有一 排气 阀 120o 如 图 1所示， 该储水槽 20供该制 氢单 元 10的出气 管 12穿 设 ， 使气体 （即氢氧气） 由该本体 11内部 经该 出气管 12流至 该 出 气端的 过程 中经过 该储 水槽 20内部 。 在使用时 ， 该储水槽 20 内 填充水 ， 而可对该 出 气管 12提供 一水冷 效果 ， 且若该 出气管 12 有经过 接管 ， 当该接管 处在 水中， 且发生微 量气体 泄漏 时， 气体 会被 直接 排入并 能被 溶于 水中 ，因此能 降低氢 气泄 漏的危 险 性 。 进 一步 ， 该制氢单 元 10包括 有一排 气组 件 121 , 该排气组 件 121设于 该出 气管 12的中段 并位 于该 储水槽 20内 ， 较佳者， 该排 气组 件 121包含一 卸压 阀，使该排 气组 件 121能于该 出气 管 12 内的 气压超 过一 预设值 时 ， 将多余的 气体排 入该储 水槽 20内 的 水中 。 再 进一 步， 该制氢 单元 10包 括有 一流量 感测 器 122, 该流 量 感测器 122设 于该 出气管 12靠近 该出 气端的 排气 阀 120的位 置 ， 而能侦测 该出 气管 12的输 出流量 。 该 控制 单元 30能以 电讯号 与该 流量 感测器 122以 及该制 氢 单 元 10的本体 11通讯， 即电性连接 或讯号 连接 ， 其中， 电性连 接 是指透 过线 路连接 该控 制单 元 30与该流 量感测 器 122以及 该 制 氢单元 10的本 体 11 , 而能接收该流量 感测 器 122发出的 电讯 号 ， 该控制单元 30并能 调整 该制氢 单元 10的制 氢速 率； 讯号连 接 是指该 控制 单元 30透过 无线 讯号接 收该 流量感 测器 122所 发 出 的电讯 号，并 能透过 无线 讯号调 整该 制氢单 元 10的制氢 速率 。 藉 此， 该流量感 测器 122侦测 到较 大的气 体流量 时， 该控制 单元 30 即能 降低甚 至关 闭该 制氢单 元 10的制氢 速率 ， 以免氢气供 给 大 于使 用量， 造成危 险；在 该流量 感测 器 122侦测到较 小的 气体 流 量时 ， 该控制单元 30亦能 提高该 制氢 单元 10的制 氢速率 ， 以 满 足该 出气端 对氢氧 气的 需求 。 较 佳的 是， 在本发 明的第 一较 佳实施 例中 ， 如图 1所示 ， 该 储 水槽 20进一 步设 有一供 水管 21 , 该供水管 21设于 该储 水槽 20 靠近 底部 的位置 ， 并连通 该制氢 单元 10的 本体 11 内部， 而 能 以该储 水槽 20内储 存的 水供给 该制 氢单元 10, 作为制 氢的 原 料 使用 。 藉 由上 述的技 术特 征， 该储水 槽 20可 以提供 该制 氢单 元 10 所 需的水 源， 并能使该 出气管 12保 持在较 低的 温度 ， 还可以消 除 气体外 泄的 安全性 顾虑 。 请 参阅 如图 2A所 示， 本发明 第二较 佳实 施例提 供一 种氢 能 不 断电 系统，其 包括有 如第 一较佳 实施 例所述 的氢 气供 给装置 以 及 一发 电装置 40, 发电装置 40包括 有一 发电模 组 41及一输 出 模 组 42, 其中， 该发电 模组 41与该氢 气供 给装 置的制 氢单 元 10 的 出气端 相连 接， 使该发 电装 置 40及该制 氢单 元 10的本体 11 分 别位 于该储 水槽 20的 两侧 ， 即气体经 该出 气管 12 由该本体 11 流至 该发 电装置 40的过 程中 ， 必须经过该 储水槽 20, 而由该 储 水槽 20提供 水冷 、 溶解微量 外泄 气体等 功效 。 在本发明 第二 较 佳实施 例中 ， 该发电装 置 40及 该本体 11 分别位于该 储水 槽 20 的相 对两 侧， 然而， 实际上该 发电装 置 40与该 本体 11亦可 位 于该储 水槽 20的相 邻两侧 ， 例如该 出气管 12呈一 L形 管。 透 过该 本体 11、 该储水槽 20以及 该发 电模组 41的 串接 方 式 ， 该储水槽 20提 供较 大的热 容量 ， 介于会发 热的该 发 电模组 41 与该 制氢 单元 10之间， 防止氢能不 断电 系统整 体工 作温度 过 高 而发生 危险 。 该 发电 模组 41能利 用该 出气端 12输出 的氢氧 气发 电，举例 而 言， 该发电 模组 41可 为一燃 料电 池或 为一内 燃机搭 配一 发电 机 之组合 ， 透过将 氢气氧 化产 生电 能。 该输出模 组 42与该 发电 模 组 41电 性连接 ， 能接收该 发电模 组 41所发 出的电 力， 并向外 输 出电 力， 该输出模 组 42可具 有将 交流 电转换 为直 流电、 分配 及 输出 电流等 功能 。 该 发电 装置 40的输 出模组 42可进 一步 包括有 一分 流器 ，用 于 将该 发电模 组 40所 发出 的电力 分流 为通过 第一 供电路 径 01 向 外输 出的电 力以 及通过 第二 供电路 径 02将电 力回授 给该 制氢 单 元 10、 用于辅助制 氢的 电力 。 所述分流 器为 现有技 术， 在此 不 加以详 述。 该 输出 模组 42可进 一步 兼具将 直流 电与 交流 电转换 的功 能, 例 如台 湾第 1550135号发明 专利所 述的 转换分 流器 ； 该输出模 组 42 亦能 包含其 他电 子电路 组件 ， 藉以调整 输出 电力之 效果 。 如 此一 来， 在电力 需求 较大时 ， 该发电 装置 40所发 出的 电 力 优先透 过所 述第 一供 电路径 01向 外输 出电力 ， 供使用者 加以 利 用，而在 电力需 求相对 小、该发 电装 置 40能 发出 多余电 力时 ， 除 了透过 所述 第一供 电路 径 01向外 输出 电力， 亦能透过所 述第 二 供电路 径 02将电 力回 授给该 制氢 单元 10, 藉以辅助 制氢， 增 加 氢氧 气的产 量。 较佳的 是， 透过该输出 模组 42转换 及分 流的 功 能， 所述第 二供 电路径 02可 以搭 配直流 系统 的控 制电路 ， 如 脉 冲宽度 调变 (PWM; Pulse- width modulation) >模糊逻辑 (fuzzy logic) >人工智能 (AI) 的组合 ， 提供无段式 的控制 范围 来调 整该 制 氢单元 10的氢 氧气 产量 、 供给该发 电装置 40, 提升能 量使 用 的 效率 。 再 进一 步， 如图 2A所 示， 该本体 11包括 有一 进气管 13, 该 进气管 13设 于该 本体 11的一侧 ， 与该本体 11内 部相连 通， 该 发电装 置 40的发电 模组 41包括 有一水 蒸气 输出管 411 , 该水 蒸 气输 出管 411连接一 热泵及 该制 氢单元 10的进 气管 13的至少 其 中一者 ，藉以将 所述 内燃机 与发 电机 的组合 或所 述燃料 电池 产 生 的水 蒸气输 送 至所述 热泵 加 以利用 ， 或是输 送至 该制 氢单 元 10 的本 体 11 , 使水蒸气在该本体 11内部 凝结 成水后 ， 可以用于 制 氢。该 水蒸 气输出 管 411亦可透过 一分 流管 ， 同时对所述 热泵 及 该制氢 单元 10的本 体 11供给水 蒸气。 为能提升制 氢效率 ， 台 湾 第 1639765 号发明专 利揭示 透过 加热装 置提 高电 解时的 温度, 而 本发 明第二 较佳 实施例 透过 将该 发电装 置 40发电 时产生 的水 蒸 气回授 至该 制氢 单元 10的本体 11 , 如此一来， 可以减少加 热 所 需消耗 的能 量， 并使该制氢 单元 10能够 以低 耗能 的模式 制备 氢 氧气， 提升本 发明 氢能不 断电 系统 的能源 利用 效率 。透过此 模 式 可以避 免频 繁地 开关 该制氢 单元 10, 产生类似 以变 频的 方式 保 持在待 机状 态， 以避免 关机后 温度冷 却、重 新启 动后 又需要 大 量 耗电 以提升 温度 的缺点 。 此 外， 请参阅 如图 2B所示 ， 该出气管 12A可 以进 一步 具有 至 少一储 气部 123A, 藉以增加 该出 气管 12A内可 容纳 氢氧 气的 空 间， 在本较 佳实 施例 中， 该出气管 12A 具 有 复数个 所述储 气 部 123A, 各该储气 部 123A呈管 状。 如此一 来， 当该本体 11制 氢 速率 高时， 该发电装置 40消 耗不 完的氢 氧气 能被储 存在 该等 储 气部 123A 内， 而能在该发 电装置 40需 提高 发电 效率时 ， 例 如 外部 电力突 然断 电时， 提供短 时间 、 额外的氢氧 气供 发电 ， 提 升 氢能不 断电 系统 的供电 弹性 ， 产生延迟断 电的 效果 。透过此 种 方 式储存 氢氧 气，相较 于利 用高压 储存 的方式 储存 氢气更 为安 全, 且 该等储 气部 123A 皆位于 水中 ， 进一步增加 安全 性。 请 参阅 如图 3及图 4所示，本 发明第 三较 佳实施 例的 氢能 不 断 电系统 与第 二较佳 实施 例的 差异在 于：该氢 能不 断电 系统的 发 电 装置 40的输 出模组 42透过 所述分 流器 向外 输出 电力，以及 输 出 电力至 一储 电单 元 D 储存 。 如 图 3及图 4所示 ， 该储电单 元 D'可以通过 第三 供电路 径 03 接 收该输 出模 组 42所发出 的电 能，也可 以通过 第四 供电路 径 04 接 收外部 输入 的电 能； 进一步 ， 该储电单 元 D 可以 通过 第五 供 电路径 05 输出 电能 ， 或是通过 第六供 电路 径 06对该 制氢 单 元 10供 电， 辅助制氢 。 该控制单元 30 以电讯号与 该制 氢单 元 10、 该储 电单元 D'及该发 电装置 40中 的至少 一者 通讯 ， 如此一 来 ，该控制 单元 30可以视 各该 供电 路径 01、 02、 03、 04、 05、 06 的供 电状 况，以及该 储电 单元 D'的电量 ，调配电力分 流情 形， 并 能根据 该等 信息调 整该 制氢 单元 10的制 氢速 率， 藉以避 免氢 氧 气供给 不足 或是 系统内 氢氧 气累积 ， 导致含量 过 高发生 危险 。 此 外， 如图 3所示， 该氢能不 断电 系统进 一步 设有 一集热 板 50 以及 一热 电装置 60, 其中， 该集热板 50与该 发电装 置 40相 连接 ， 而能以热传 导或热 辐射 的方 式吸收 该发 电装置 40产 生的 热 ， 藉以提供该 发电 装置 40散热的 效果 ， 该集热板 50并能进 一 步 连接一 热泵 51 , 有效利用该 发电模 组 41产 生的 热能 ； 该热电 装 置 60设于 该集 热板 50及该储 水槽 20之间，能透过 热电 效应 ， 利 用该集 热板 50 及该储 水槽 20之 间的 温差 发电 。 该热电装 置 60 所产 生的 电力可 以如 图 3所示 ，透过 第七供 电路 径 07回授 给 该 控制单 元 30, 藉以进一步 控制 该制氢 单元 10的本 体 11 , 或是 直接 回授 给该 制氢单 元 10的本体 11, 辅助制氢 。该热 电装 置 60 所 产生的 电力 也可 以直接 储存 至该储 电单 元 D'。 藉 由向 需求端 输出 电力 为主，向储 电单元 D输 出电 力为辅 ， 能 增加整 体系 统之 电力输 出效 果，且能在 外部 的电 力系 统故障 时, 透 过本发 明的 氢能不 断电 系统在 一定 时间 内持 续向外 供电 ，而达 到 不断 电的效 果。 除 此之 外， 该储 电单元 D 还能 视使 用条件 进一 步连 接一绿 能 发电单 元，如一 风机 或一 太阳能 板或 一沼 气发电 单元或 一水 力 发 电单元 、 潮汐发电 单元 、 生物发电单 元， 进一步 提升 整体 系统 的 稳定性 ， 提升不断 电效 能；在更 高的 制氢效 率以 及更 高的氢 电 转 换效率 的情 况下 ，本发明 的氢能 不断 电系统 还可 以进一 步扩 充, 例如 ， 使该储 电单 元 D对 一除 湿装置 供电 ， 将空气 中的水 气凝 结 为水， 在流放 至该 储水槽 20中 ， 作为该制氢 单元 10工作的 原 料 。 除 此之 外，如图 5所示 ，该发 电模组 41的水 蒸气输 出管 411 也 可以跟 一涡 轮发 电装置 80相 连接 ， 较佳的态 样例如 ， 该涡轮 发 电装置 80包 括有 一涡轮 机 81、 一发电组件 82以 及一 中冷器 83, 其中该 水蒸 气输出 管 411以 及该进 气管 13透过 该涡轮 机 81 相 连接， 即该发电模 组 41排 出的高 温水 蒸气通 过该 涡轮 机 81、 带 动该涡 轮机 81的转 轴转动 后，再 经由该 进气 管 13被排入该 制 氢 单元 10的本体 11内。 如 图 5所示， 该发电组件 82与该 涡轮 机 81的转轴 相连接 ， 该 涡轮机 81的转 轴被 高压 水蒸 气驱动 后，带动 该发 电组件 82发 电 ， 且该发电 组件 82可以与 该储 电单元 D'电性连 接， 藉以将所 发 出的 电能储 存在 该储 电单元 D , 并藉以达 到统 一分配 能源 的 功 效；在 图 5中 ， 该涡轮机 81与该发 电组件 82之 间的连 接关 系 仅 是为与 其他 如管路 连接 或电 性连接 等连 接方 式区隔 ，并非对 该 涡轮 机 81与该发 电组件 82之间的 动力 传递机 构的 具体结 构有 所 限 制。 该中冷 器 83与该 涡轮机 81相 连接 ， 能收集该 涡轮机 81 所排 出 高温气 体的热 ， 并能进一 步对外 供热 ， 例如利用该 中冷 器 83 与空 气间 的温差 ， 透过另一 热电 装置进 行发 电。 透 过上 述说 明， 该水蒸气 输出 管 411可连 接所 述热 泵、 该制 氢 单元 10的进 气管 13以及 该涡轮 机 81的至少 其中 一者 ， 藉以 有 效利 用该发 电模 组 41排放 的水 蒸气 。 就 本发 明第三 较佳 实施 例的使 用情 况， 举例说明：

1. 一般情况 下， 若是该储电 单元 D 已存满 电能 ， 由该控制 单 元 30切换， 将该热电 装置 60、 该涡轮发电 装置 80或其 他绿 能 发电单 元所 发出 的电力 用于 对该制 氢单 元 10供电 ， 藉以提供 制 氢必须 的电 能。

2. 当负载高 时,除 了透过 该输 出模 组 42直接 对外 输出 电力， 该 控制单 元 30能介入调 配,使 该储 电单 元 D提 供 电力需 求差额 ， 藉 以快速 反应 短时 间的需 求。

3. 若有持续 高电 力需求 ， 该控制单 元 30可提高 该储 电单元 D 输 往该 制氢 单元 10的电 力， 提高制 氢速 率， 藉以透 过更 多的 氢 氧气进 行长 时间 发电， 以满足电力 需求， 更多的 水蒸 气产物 亦 能 进一 步驱动 该涡轮 发 电装置 80, 并回充 至该储 电单 元 D'。

4. 当负载下 降， 该控制 单元 30再调 整电路 输送 情形 ， 将多 余 的电 力回冲 到该储 电单 元 D中。

5. 在夜间等 缺乏 绿能 可以 使用 的情况 下， 以夜间来 说， 用 电 量相对 较低 ， 可以使该输 出模 组 42主要直 接对该 储电 单元 D' 输 出电 力，搭配该 热电 装置 60与该 涡轮发 电装 置 80对该储 电单 元 D输 出电 力， 藉以在 用电 的离峰 时间 ， 将该储电 单元 D再 次 充 7两 o 如 图 6所示，本发 明第 四较佳 实施 例的 氢能不 断电 系统 与第 三 较佳实 施例 的差 异在于 ：该氢 能不断 电系 统还包 括有 一气体 分 流 组件 70, 该气体 分流组 件 70包括 有一分 流管 71及 一出 流管 72, 该分流 管 71 连接于该 出气 管 12的中 段， 而位于该储 水槽 20 内， 该出流管 72连接该 分流 管 71, 并自该储 水槽 20的一 侧 壁 伸出该 储水 槽 20, 而能提供氢 氧气 到其他 需求 端。 在本 发明 第 四较佳 实施 例中 ， 该分流管 71为一 三通 管。 进 一步 ， 本发明第 三及 第四较 佳实 施例 中的 出气管 12亦 可 具 有如 图 2B所 示的 所述储 气部 123A,藉 以增加 储存在 该储 水槽 20 内部的 氢氧 气， 藉以增加 短时 间内 电力供 需 变化时 ， 可以透 过 储存在 所述 储气部 123A 内的 氢氧气 发电 ， 弥补供需 差异的 效 果 。 藉 由上 述的技 术特 征，本发 明提供 一种 氢能 不断 电系统 具有 下 列的技 术优 点：

1, 由该发电 装置 40产生的 电力 在直接 输 出没有 满载或 暂未 使 用的 情况下 ， 会储存 至该储 电单 元 D 中， 而能使所 发 电力在 未 来被使 用， 藉以达到节 约、 不轻易浪费 能源 的效果 。

2, 节约能源 与资 源： 进一步将 该发 电装 置 40工 作时会 产生 的 副产物 加以 利用 ，例如废 热可 以提供 所述 热泵或 所述 热电装 置 60 进一 步利 用， 主产物水 蒸 气也可 以提供 该涡 轮发 电装置 80进 行 发电 ， 以及回授 给该制 氢单 元 10再循环利 用。

3, 环保、 零碳排 ： 上述的 发电 方式 皆不会 产生 碳排 问题 ， 符 合智 能 ESG 的发 展趋 势， 且可提 供长 效不断 电的 效果 。

4 , 提升氢 能使用 的安 全性 ： 本发明 的氢能 不断 电系 统在 氢 氧 气离开 该制 氢单 元 10后， 直接输送 至该发 电装 置 40, 且会先 通 过储水 槽 20, 以避免易 燃的 氢氧 气泄漏 。

5, 现有电池 在低 温环境 下， 电压及能输 出的 能量皆 会降 低; 而 本发 明的氢 能不 断电 系统， 透过该发电 装置 40产 生的热 可以 提 供该储 电单 元 D'保温的效 果， 使该储 电单 元 D'维持 正常 的功 能 。

6, 该制氢单 元 10产生的氢 气与 氧气可 以透 过该 气体分 流组 件 70输 出并 调制成 2500〜 300CTC的氢氧焰， 而且燃烧后 不会排 放 一氧化 碳及 二氧化 碳， 不会有 一氧化 碳中毒 的危 险， 也不会产 生 碳排放 。

7, 在能源利 用效 率许 可的 情况 下， 该氢能 不断 电系 统还 能 连 接一除 湿装 置， 该除湿装置 收集 的水 并能排 入该 储水 槽 20, 藉 以充分 利用 能源及 空 气中的 水气 。 本 发明 的各较 佳实 施例 中皆在 该制 氢单 元 10及该发 电装 置 40 之间 设有该 储水 槽 20作为氢 能不断 电系 统的水 源及 使用氢 气 的 保护措 施， 然而在其他 可能 的实施 态样 中， 该储水槽 20也可 以 省略或 是以 其他形 式设 置。 举例来说， 该制氢单元 10与 该发 电 装置 40邻近设 置，使供应 氢氧 气的 出气管 12、12A长度 极短 ， 也 可能在 不设 置储水 槽 20的情 况下确 保氢 气使 用的安 全性 ； 另 外 ， 所述储水槽 也可 以整并 到该 制氢单 元 10的本体 11内， 使氢 氧 气先经 过该 本体 11内的储 水槽再 离开 该本体 11并输送 至该 发 电 装置 40 o 综 上所 述，本发 明的氢 能不 断电 系统不 仅能 提供 多种实 用功 能 ，能提高向 外输 出电 力的效 果，还能 达到充 分利 用能 源与资 源， 且 可以在 使用 上达 到不断 电，解决 现有 技术 能源跟 资源 未被充 分 利 用的 问题。 因此， 本发明的氢能 不断 电系统 可以 实现倍 增电 流 的 气、 电双缓 冲储存 、 节能待机 、 无段式精 准控制 ， 以及可衍 生 多 用途导 向的 功能 ， 并作为全程 符合 ESG 规 范的 长效 、 综合式 不 断电 系统 (UPS , Uninterruptible Power Supply)。 以上所 述， 仅是本发 明的 较佳实 施例 ， 并非对本 发明任 何形 式 上的限 制， 任何所属 技术 领域 中具有 通常 知识 者， 若在不脱 离 本 发明所 提技 术方案 的范 围内 ，利用本 发明所 揭示 技术 内容所 作 出 局部更 动或 修饰 的等效 实施 例，并且 未脱 离本发 明的技 术方 案 内 容， 均仍属 本发 明的技 术方 案的 范围内 。 工 业实 用性 本 发明 所提供 的氢 能不 断电 系统，透过 储电 单元 与控制 单元 进 行能源 调节 ， 达到充分利 用能 源与资 源， 且可以 在使 用上达 到 不 断电的 效果 ， 解决现有 技术 能源未 被充 分利 用的问 题。

【符号 说明 】

10:制氢 单元

11:本体

12,12A:出 气管

120:排 气阀

121:排 气组件

122:流量 感测 器

123A: 储气部

13:进 气管 :储水槽 :供水 管 :控制 单元 :发电 装置 :发电模 组 1:水蒸 气输 出管:输出模 组 :集热 板 :热泵 :热电 装置 :气体 分流组 件:分流 管 :出流 管 :涡轮 发电装 置:涡轮 机 :发电 组件 :中冷 器 :壳体 1:出气 口 2:盖体 :过滤模 组 1:第一 过滤组 件2:第二 过滤组 件:电解 单元 1:加热 装置 :分隔 座 1:管体 :储电 单元 :第一供 电路径 :第二供 电路径 :第三供 电路径 :第四供 电路 径:第五供 电路 径:第六供 电路 径:第七供 电路 径

Claims

权利 要求 书

1. 一种氢能 不断 电系统 ， 其包括有 ： 一 制氢 单元 ， 其能利用 电解法 制备 氢氧 气； 一 储电 单元 ， 该储电单元 能对该 制氢 单元供 电 ， 并能向外输 出 电力 ； 一 发电 装置 ， 其包括有一 发电模 组及 一输 出模组 ， 该发电模 组 能接收 该制 氢单 元所输 出的 氢氧 气并发 电，该输 出模 组能接 收 该 发电模 组所 发 出的 电力并 向外 输出 电力 或将 电力 传输 至该储 电 单元 ； 以及 一 控制 单元 ， 其以电讯号 与该制 氢单 元、该 储电单 元及 该发 电 装置 中的至 少一者 通讯 ， 并能调整 该制 氢单 元的制 氢速 率。

2. 根据权利 要求 1 所述的 氢能 不断 电系统 ， 其中该制 氢单 元 包括有 一本 体以 及一 出气管 ， 该出气 管凸 出于该 本体 的一侧; 该 氢能不 断电 系统 包括有 一储 水槽 ，该储水槽 设于 该发 电装置 与 该 制氢单 元的 本体之 间，且 该制氢 单元 的出 气管穿 过该储 水槽 并 连接 该 发电模 组，使氢 氧气 由该本 体内 部经该 出气 管流 至该发 电 模 组的过 程中 经过该 储水 槽内 部。

3. 根据权利 要求 1 所述的 氢能 不断 电系统 ， 其中该制 氢单 元 包括有 一流 量感测 器， 该流量 感测 器设于 该出 气管上 ， 用于侦 测 通过该 流量 感测 器的氢 氧气 流量 ；该控制单 元能 接收该 流量 感 测 器发 出之电 讯号 。

4. 根据权利 要求 2所 述的 氢能 不断 电系统 ， 其中该制 氢单 元 包括有 一排 气组件 ，该排 气组件 设于 该出 气管并 位于该 储水 槽 内 ， 且该排气组 件能 于该 出气管 内的 气压超 过一 预设值 时， 将氢 氧 气排入 该储 水槽 内的水 中。

5. 根据权利 要求 2所 述的 氢能 不断 电系统 ， 其中该储 水槽 靠近 底部 的位 置设有 一供 水管 ，该供水 管连通 该制 氢单 元的本 体 内 部。

6. 根据权利 要求 1至 5任一 项所 述的 氢能不 断电 系统 ， 其 中 该发 电装置 的发 电模组 包括 有一水 蒸气 输出 管，该水 蒸气输 出 管 连接该 制氢 单元 的本体 、一热泵 以及 一涡轮 发电 装置 的至少 其 中 一者 。

7. 根据权利 要求 1至 5任一 项所 述的 氢能不 断电 系统 ， 其 中 该氢 能不断 电系 统包括 有一 集热板 ，该集热 板与 该发 电装置 相 连接 ， 而能吸收该 发电装 置产 生的热 。

8. 根据权利 要求 7 所述的 氢能 不断 电系统 ， 其中该集 热板 连接 一热 泵。

9. 根据权利 要求 2至 5任一 项所 述的 氢能不 断电 系统 ， 其 中 该氢 能不断 电系 统包括 有一 热电装 置，该热 电装 置设 于该集 热 板 及该储 水槽 之间或 是设 于一 涡轮 发电装 置的 一中冷 器，该热 电 装 置能 利用该 集热 板及 该储 水槽 之间 的温 差或 是该 中冷 器与 空 气 间的温 差发 电。

10. 根据权利 要求 2至 5任一项所 述的 氢能 不断电 系统 ， 其 中 该氢 能不断 电系 统包括 有一 气体分 流组 件，该气 体分 流组件 包 括 有一分 流管 及一 出流管 ， 该分流管连 接于 该出 气管 的中段 ， 而 位 于该储 水槽 内， 该出流管 连接 该分 流管， 并自该 储水槽 的一 侧 壁 伸出该 储水 槽。