一种光伏发电氢燃料电池装置及控制方法与流程

1.本发明涉及新能源技术领域，特别涉及一种光伏发电氢燃料电池装置及控制方法。


背景技术：

2.新能源逐渐普及到人们生活的方方面面，太阳能作为新能源之一，更是被广泛利用。
3.现有的对太阳能的利用，是通过光伏板获取太阳能，经过稳压后存储于蓄电池中，再由蓄电池为负载供电，蓄电池一般选用锂电池或铅酸电池，以储存光能转化而来的电能，锂电池性能和寿命较高，但价格较高，铅酸电池价格较低，但重量、寿命和性能均劣于锂电池。但是，无论选用哪种蓄电池，由于使用过程中全依赖蓄电池承担充放电的压力，因此均需要每年更换电池，以获得较佳的储能和放电性能，由此会具有较大的保养费用以及加剧了日益严峻的电池回收现状。
4.后来，氢燃料电池逐渐出现在用户的选择中，但是假如对氢燃料电池结构的不合理配置，容易发生危险，因此，氢燃料电池未能被广泛利用。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种光伏发电氢燃料电池装置及控制方法，运行稳定，绿色清洁，提高使用安全性能。
6.根据本发明的第一方面实施例的一种光伏发电氢燃料电池装置，包括：光伏发电模组；电源管理模组，与所述光伏发电模组电连接；水电解模组，内设有电解腔、电解组件以及均与所述电解腔连通的正极输出口以及负极输出口，所述电解组件位于电解腔中，所述电源管理模组与所述电解组件连接以能够利用光伏发电模组转化的电能为电解组件供电；储水模组，内设有隔离结构以将所述储水模组内分隔成第一储水腔和第二储水腔，所述隔离结构能够允许水通过并且能够隔离氧气、氢气、氢氧根离子、过氧化氢、含氧自由基、氢离子以及金属离子中的一种或者多种，所述储水模组设置有均与所述第一储水腔连通的第一出水口、第一回流口以及氧气输出口和均与所述第二储水腔连通的第二出水口、第二回流口以及氢气输出口，所述第一出水口与所述正极输出口接通，所述第二出水口与所述负极输出口接通；储氢模组，内设有储氢腔以及与所述储氢腔连通的进氢口和出氢口，所述进氢口与所述氢气输出口接通；电堆模组，内设有膜电极组件以将所述电堆模组内分隔成第一反应腔和第二反应腔，所述膜电极组件与所述电源管理模组电连接，所述电堆模组设置有均与所述第一反应腔连通的第一进气口以及第三出水口和均与所述第二反应腔连通的第二进气口以及第四出水口，所述第一进气口用于输入氧气或者空气，所述第二进气口与所述出氢口接通，所述第三出水口与所述第一回流口接通，所述第四出水口与所述第二回流口接通。
7.根据本发明实施例的一种光伏发电氢燃料电池装置，至少具有如下有益效果：
8.本发明光伏发电氢燃料电池装置，光伏发电模组能够将太阳能转化为电能，经过电源管理模组分配，电能能够为电解组件供电，第一储水腔和第二储水腔中均存放有水，第一储水腔和第二储水腔对应地通过第一出水口和第二出水口向电解腔提供水，电解组件将电解腔中的水电解为氢气和氧气，受电解组件施加的电压作用，氧气会集聚在电解组件的正极，氢气会集聚在电解组件的负极，氧气在水中从正极输出口进入到第一储水腔，而氢气在水中则从负极输出口进入到第二储水腔，由于储水模组内设有隔离结构，氧气不会进入到第二储水腔，氢气也不会进入到第一储水腔，氧气不会与氢气混合而造成燃烧的危险，同时，隔离结构允许水通过，保持第一储水腔和第二储水腔中的水压平衡，而后，氧气可以从氧气输出口输出，氢气可以从氢气输出口输出至储氢模组中存放，从而存储了光能转化而来的能量，而当负载需要用电时，储氢模组向电堆模组输出氢气，同时第一进气口输入氧气或者空气，氢气和氧气于电堆模组反应，膜电极组件产生电能并且输出至电源管理模组，电源管理模组再输出为负载供电，第一反应腔中的氧气和第二反应腔中的氢气不会相互渗漏，氢气和氧气反应产生水，第一反应腔中的水可以从第一回流口回流至第一储水腔，第二反应腔中的水可以从第二回流口回流至第二储水腔，回流的水中有可能携带氢气或者氧气，但是采用以上的结构，氢气和氧气不会混合，本设计运行稳定，绿色清洁，提高使用安全性能。
9.根据本发明的一些实施例，所述储水模组位于所述水电解模组的上方，所述第一出水口位于所述第一储水腔的底部，所述第二出水口位于所述第二储水腔的底部。
10.根据本发明的一些实施例，还包括循环模组，所述循环模组包括第一水汽分离器、第一增压泵、第一止回阀以及比例阀，所述比例阀包括第一输入端、第二输入端以及混合输出端，所述第一水汽分离器包括输入端、水输出端以及汽输出端，所述第一水汽分离器的输入端与所述第四出水口接通，所述第一水汽分离器的水输出端与所述第二回流口接通，所述第一水汽分离器的气输出端与所述第一增压泵的输入端接通，所述第一增压泵的输出端与所述第一止回阀的输入端接通，所述第一止回阀的输出端与所述比例阀的第一输入端接通，所述比例阀的第二输入端与所述出氢口接通，所述比例阀的混合输出端与所述第二进气口接通。
11.根据本发明的一些实施例，还包括氢水传输模组，所述氢水传输模组包括第二水汽分离器、第二增压泵以及第二止回阀，所述第二水汽分离器包括输入端、水输出端以及汽输出端，所述第二水汽分离器的输入端与所述氢气输出口接通，所述第二水汽分离器的汽输出端与所述第二增压泵的输入端接通，所述第二增压泵的输出端与所述第二止回阀的输入端接通，所述第二止回阀的输出端与所述进氢口接通，所述第二水汽分离器的水输出端分别与所述第一水汽分离器的水输出端以及所述第二回流口接通。
12.根据本发明的一些实施例，所述比例阀设置有流量计量器，所述流量计量器用于检测所述比例阀的第二输入端的氢气输入量，所述流量计量器与所述电源管理模组电连接。
13.根据本发明的一些实施例，还包括氧水传输模组，所述氧水传输模组包括第三水汽分离器以及第四水汽分离器，所述第三水汽分离器和所述第四水汽分离器均包括输入端、水输出端以及汽输出端，所述第三水汽分离器的输入端与所述第三出水口接通，所述第四水汽分离器的输入端与所述氧气输出口接通，所述第三水汽分离器的水输出端分别与所
述第四水汽分离器的水输出端以及所述第一回流口接通。
14.根据本发明的一些实施例，还包括供气泵以及过滤器，所述供气泵用于与空气或者氧气源接通，所述供气泵与所述过滤器的输入端连接，所述过滤器的输出端与所述第一进气口接通。
15.根据本发明的一些实施例，所述电源管理模组包括电源控制单元、第一整流开关单元以及第二整流开关单元，所述电源控制单元包括光伏输入端、电解输出端、电堆输入端以及供电输出端，所述电源控制单元的光伏输入端与所述光伏发电模组电连接，所述电源控制单元的电解输出端与所述第一整流开关单元的输入端连接，所述第一整流开关单元的输出端与所述电解组件电连接，所述膜电极组件与所述第二整流开关单元的输入端电连接，所述第二整流开关单元的输出端与所述电源控制单元的电堆输入端电连接，所述电源控制单元的供电输出端用于与负载电连接。
16.根据本发明的一些实施例，所述电源管理模组包括蓄电池以及充放电开关单元，所述充放电开关单元的一端与所述蓄电池连接，所述电源控制单元还包括电池连接端，所述电源控制单元的电池连接端与所述充放电开关单元的另一端连接。
17.根据本发明第二方面实施例的控制方法，应用于上述任一实施例公开的一种光伏发电氢燃料电池装置，所述光伏发电氢燃料电池装置还包括电堆输出检测单元、负载功率检测单元以及光伏输入检测单元，所述电源控制单元分别与所述负载电压检测单元以及所述光伏输入检测单元连接，所述控制方法包括：获取所述负载电压检测单元检测负载需求电压变化率；获取所述光伏输入检测单元检测的光伏输入电压；获取所述电堆输出检测单元检测的电堆输出电压；当光伏输入电压小于光伏输入阈值、电堆输出电压小于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率小于需求电压变化率阈值，控制所述第二整流开关单元导通以及所述电堆模组启动，控制所述第一整流开关单元断开以及控制所述充放电开关单元导通，以使得所述电堆模组为负载供电和为蓄电池充电；当光伏输入电压小于光伏输入阈值、电堆输出电压小于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率大于需求电压变化率阈值，控制所述第二整流开关单元导通以及所述电堆模组启动，控制所述第一整流开关单元断开以及控制所述充放电开关单元导通，以使得所述电堆模组以及所述蓄电池共同为负载供电，并且控制所述电堆模组恒流输出以及控制所述蓄电池恒压输出；当光伏输入电压小于光伏输入阈值、电堆输出电压大于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率小于需求电压变化率阈值，控制所述第二整流开关单元导通以及所述电堆模组启动，控制所述第一整流开关单元断开以及控制所述充放电开关单元导通，以使得所述电堆模组以及所述蓄电池共同为负载供电，并且控制所述电堆模组恒流输出以及控制所述蓄电池恒压输出；当光伏输入电压小于光伏输入阈值、电堆输出电压大于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率大于需求电压变化率阈值，控制所述第二整流开关单元导通以及所述电堆模组启动，控制所述第一整流开关单元断开以及控制所述充放电开关单元导通，以使得所述电堆模组以及所述蓄电池共同为负载供电，并且控制所述电堆模组恒压输出以及控制所述蓄电池恒流输出；当光伏输入电压高于光伏输入阈值、电堆输出电压小于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率小于需求电压变化率阈值，控制所述第一整流开关单元导通，利用所述光伏发电模组转化的电能为电解组件供电，控制所述第二整流开关单元导通以及所述电堆模组启动，所述电堆模组为负载供电，获取所述蓄电池的储电量，若储电量小于满电阈值，则控制所述充放电开关
单元导通以利用所述光伏发电模组转化的电能或者电堆模组输出的电能为蓄电池充电，若储电量达到满电阈值，则控制所述充放电开关单元断开；当光伏输入电压大于光伏输入阈值、电堆输出电压小于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率大于需求电压变化率阈值，控制所述第一整流开关单元导通，利用所述光伏发电模组转化的电能为电解组件供电，控制所述第二整流开关单元导通以及所述电堆模组启动，控制充放电开关单元导通导通，以使得所述电堆模组以及所述蓄电池共同为负载供电，控制所述电堆模组恒流输出以及控制所述蓄电池恒压输出；当光伏输入电压大于光伏输入阈值、电堆输出电压大于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率小于需求电压变化率阈值，控制所述第一整流开关单元导通，利用所述光伏发电模组转化的电能为电解组件供电，控制所述第二整流开关单元导通以及所述电堆模组启动，控制充放电开关单元导通导通，以使得所述电堆模组以及所述蓄电池共同为负载供电，控制所述电堆模组恒流输出以及控制所述蓄电池恒压输出；当光伏输入电压大于光伏输入阈值、电堆输出电压大于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率大于需求电压变化率阈值，控制所述第一整流开关单元导通，利用所述光伏发电模组转化的电能为电解组件供电，控制所述第二整流开关单元导通以及所述电堆模组启动，控制充放电开关单元导通导通，以使得所述电堆模组以及所述蓄电池共同为负载供电，控制所述电堆模组恒压输出以及控制所述蓄电池恒流输出。
18.根据本发明实施例的控制方法，至少具有如下有益效果：
19.本发明控制方法，对电堆输出电压、负载需求电压变化率以及光伏输入电压的检测，并且根据电堆输出电压、负载需求电压变化率以及光伏输入电压对第一整流开关单元、第二整流开关单元、电堆模组、充放电开关单元运行，从而稳定地为负载供电，延长蓄电池使用寿命。
20.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1为本发明光伏发电氢燃料电池装置其中一种实施例的原理结构框图；
23.图2为储水模组的结构示意图；
24.图3为电堆模组的结构示意图。
25.附图标记：
26.光伏发电模组100；水电解模组200；正极输出口210；负极输出口220；储水模组300；隔离结构310；第一储水腔320；第一出水口321；第一回流口322；氧气输出口323；第二储水腔330；第二出水口331；第二回流口332；氢气输出口333；储氢模组400；进氢口410；出氢口420；电堆模组500；第一反应腔510；第一进气口511；第三出水口512；第二反应腔520；第二进气口521；第四出水口522；第一催化组件530；第二催化组件540；第一水汽分离器610；第一增压泵620；第一止回阀630；比例阀640；第二水汽分离器710；第二增压泵720；第二止回阀730；第三水汽分离器740；第四水汽分离器750；供气泵760；过滤器770；电源管理模组800；电源控制单元810；第一整流开关单元820；第二整流开关单元830；蓄电池840；充
放电开关单元850。
具体实施方式
27.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
30.本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.如图1-3所示，根据本发明的第一方面实施例的一种光伏发电氢燃料电池装置，包括光伏发电模组100、电源管理模组800、水电解模组200、储水模组300、储氢模组400以及电堆模组500，电源管理模组800与光伏发电模组100电连接，水电解模组200内设有电解腔、电解组件以及均与电解腔连通的正极输出口210以及负极输出口220，电解组件位于电解腔中，电源管理模组800与电解组件连接以能够利用光伏发电模组100转化的电能为电解组件供电，储水模组300内设有隔离结构310以将储水模组300内分隔成第一储水腔320和第二储水腔330，隔离结构310能够允许水通过并且能够隔离氧气、氢气、氢氧根离子、过氧化氢、含氧自由基、氢离子以及金属离子中的一种或者多种，储水模组300设置有均与第一储水腔320连通的第一出水口321、第一回流口322以及氧气输出口323和均与第二储水腔330连通的第二出水口331、第二回流口332以及氢气输出口333，第一出水口321与正极输出口210接通，第二出水口331与负极输出口220接通，储氢模组400内设有储氢腔以及与储氢腔连通的进氢口410和出氢口420，进氢口410与氢气输出口333接通，电堆模组500内设有膜电极组件以将电堆模组500内分隔成第一反应腔510和第二反应腔520，膜电极组件与电源管理模组800电连接，电堆模组500设置有均与第一反应腔510连通的第一进气口511以及第三出水口512和均与第二反应腔520连通的第二进气口521以及第四出水口522，第一进气口511用于输入氧气或者空气，第二进气口521与出氢口420接通，第三出水口512与第一回流口322接通，第四出水口522与第二回流口332接通。
32.本设计可以应用与车辆，例如货车，电源管理模组800可以与货车中的空调连接，从而为空调供电。
33.本发明光伏发电氢燃料电池装置，光伏发电模组100能够将太阳能转化为电能，经过电源管理模组800分配，电能能够为电解组件供电，第一储水腔320和第二储水腔330中均存放有水，第一储水腔320和第二储水腔330对应地通过第一出水口321和第二出水口331向电解腔提供水，电解组件将电解腔中的水电解为氢气和氧气，受电解组件施加的电压作用，氧气会集聚在电解组件的正极，氢气会集聚在电解组件的负极，氧气在水中从正极输出口210进入到第一储水腔320，而氢气在水中则从负极输出口220进入到第二储水腔330，由于储水模组300内设有隔离结构310，氧气不会进入到第二储水腔330，氢气也不会进入到第一储水腔320，氧气不会与氢气混合而造成燃烧的危险，同时，隔离结构310允许水通过，保持第一储水腔320和第二储水腔330中的水压平衡，而后，氧气可以从氧气输出口323输出，氢气可以从氢气输出口333输出至储氢模组400中存放，从而存储了光能转化而来的能量，而当负载需要用电时，储氢模组400向电堆模组500输出氢气，同时第一进气口511输入氧气或者空气，氢气和氧气于电堆模组500反应，膜电极组件产生电能并且输出至电源管理模组800，电源管理模组800再输出为负载供电，第一反应腔510中的氧气和第二反应腔520中的氢气不会相互渗漏，氢气和氧气反应产生水，第一反应腔510中的水可以从第一回流口322回流至第一储水腔320，第二反应腔520中的水可以从第二回流口332回流至第二储水腔330，回流的水中有可能携带氢气或者氧气，但是采用以上的结构，氢气和氧气不会混合，本设计运行稳定，绿色清洁，提高使用安全性能。
34.其中，光伏发电模组100可以包括光伏板以及稳压电路，光伏板吸收太阳光并转化为电能，稳压电路能够对电能稳压处理，而后输出给电源管理模组800。
35.在本发明的一些实施例中，如图2所示，储水模组300位于水电解模组200的上方，第一出水口321位于第一储水腔320的底部，第二出水口331位于第二储水腔330的底部。
36.具体地，储水模组300为储水罐体，第一储水腔320和第二储水腔330中需要保证有一定的水量，电解组件可以是质子交换膜型电解器(pem型)或碱性膜型水电解器，当电解腔中对水分解生成氢气和氧气，氢气和氧气密度比水小，氢气会上升而后从第二出水口331进入第二储水腔330，氧气也会上升而后从第一出水口321进入第一储水腔320，从此氢气和氧气分离，不会共存于一个腔室中，大大降低了氢气和氧气混合而造成燃烧的风险，具体地，隔离结构310可以是质子交换膜。
37.而储氢模组400一般为由钢或碳纤维制成的低压氢气储罐，耐压0.8～1.2mpa，进氢口410和出氢口420分别位于储氢模组400的两端。
38.一般来说，如图3所示，电堆模组500在第一反应腔510中还设置有与第一催化组件530，第一催化组件530位于第一进气口511以及第三出水口512之间，电堆模组500在第二反应腔520中还设置有第二催化组件540，第二催化组件540位于第二进气口521以及第四出水口522之间，具体地，第一催化组件530和第二催化组件540可以根据实际需求在常规材料中进行选取，第一催化组件530用于对氧气进行催化作用，而第二催化组件540用于对氢气进行催化作用。
39.在本发明的一些实施例中，光伏发电氢燃料电池装置还包括循环模组，循环模组包括第一水汽分离器610、第一增压泵620、第一止回阀630以及比例阀640，比例阀640包括第一输入端、第二输入端以及混合输出端，第一水汽分离器610包括输入端、水输出端以及汽输出端，第一水汽分离器610的输入端与第四出水口522接通，第一水汽分离器610的水输
出端与第二回流口332接通，第一水汽分离器610的气输出端与第一增压泵620的输入端接通，第一增压泵620的输出端与第一止回阀630的输入端接通，第一止回阀630的输出端与比例阀640的第一输入端接通，比例阀640的第二输入端与出氢口420接通，比例阀640的混合输出端与第二进气口521接通。
40.由于在第二反应腔520中，具有第二催化组件540的阻隔，氢气从第二进气口521进入第二反应腔520，氢气通过第二催化组件540，受第二催化组件540的催化作用，氢离子穿过膜电极组件与氧气发生反应，此时氢气消耗加上第二反应腔520的气阻，因此，第四出水口522的气压会低于第二进气口521的气压，而在反应过程中，需要第二反应腔520的氢气处于流动状态，因此，第四出水口522需要排出氢气，而为了节省资源，循环模组能够对氢气循环利用，将排出的氢气循环至第二进气口521。
41.需要说明的是，第四出水口522既输出了氢气，也输出了水，因此，利用第一水汽分离器610将氢气与水分离，并且通过第一增压泵620施压，使得第四出水口522流出的氢气可以与储氢模组400输出的氢气混合后继续进入第二进气口521，而第一止回阀630则起到单向截止的作用，防止储氢模组400输出的氢气进入第一水汽分离器610中。
42.在本发明的一些实施例中，还包括氢水传输模组，氢水传输模组包括第二水汽分离器710、第二增压泵720以及第二止回阀730，第二水汽分离器710包括输入端、水输出端以及汽输出端，第二水汽分离器710的输入端与氢气输出口333接通，第二水汽分离器710的汽输出端与第二增压泵720的输入端接通，第二增压泵720的输出端与第二止回阀730的输入端接通，第二止回阀730的输出端与进氢口410接通，第二水汽分离器710的水输出端分别与第一水汽分离器610的水输出端以及第二回流口332接通。
43.从氢气输出口333输出的氢气可能夹杂有少量水，第二水汽分离器710能够将氢气与水分离，利用第二增压泵720施压，使得氢气进入储氢模组400中，而第二止回阀730则可以防止氢气从储氢模组400中泄漏以及回流。
44.而此处将第二水汽分离器710的水输出端分别与第一水汽分离器610的水输出端以及第二回流口332接通，经过第一水汽分离器610以及第二水汽分离器710进行气液分离后的水，均可以回流至储水模组300的第二腔室中，对水循环利用，不需要经常为储水模组300补充水。
45.在本发明的一些实施例中，比例阀640设置有流量计量器，流量计量器用于检测比例阀640的第二输入端的氢气输入量，流量计量器与电源管理模组800电连接。
46.电源管理模组800可以与比例阀640电连接，由于电堆模组500的发电量以及后续输出的电压与氢气输入量相关，此处可以通过流量计量器检测比例阀640的第二输入端的氢气输入量，将氢气输入量反馈至电源管理模组800中，电源管理模组800控制比例阀640的开度，通过准确控制氢气输入量来调节反应速度，从而控制电堆模组500的输出电压或者输出电流。
47.在本发明的一些实施例中，还包括氧水传输模组，氧水传输模组包括第三水汽分离器740以及第四水汽分离器750，第三水汽分离器740和第四水汽分离器750均包括输入端、水输出端以及汽输出端，第三水汽分离器740的输入端与第三出水口512接通，第四水汽分离器750的输入端与氧气输出口323接通，第三水汽分离器740的水输出端分别与第四水汽分离器750的水输出端以及第一回流口322接通。
48.在储水模组300的第一储水腔320流出的氧气，可能携带有水，利用第四水汽分离器750将氧气和水分离，而后第四水汽分离器750的汽输出端可以向外界排出氧气。
49.而同样地，第一反应腔510中氢气与氧气反应产生水，水和剩余的氧气可以均从第三出水口512输出，第三水汽分离器740可以将水和氧气分离，而后第三水汽分离器740的汽输出端可以向外界排出氧气，而第三水汽分离器740的水输出端以及第四水汽分离器750的水输出端输出的水均可以回流至储水模组300的第一腔室中，对水循环利用，不需要经常为储水模组300补充水。
50.需要说明的是，第一水汽分离器610、第二水汽分离器710、第三水汽分离器740以及第四水汽分离器750均可以在常规的挡板式、离心式、旋流式、重力式、折流式、填充式等水汽分离器中选用。
51.在本发明的一些实施例中，还包括供气泵760以及过滤器770，供气泵760用于与空气或者氧气源接通，供气泵760与过滤器770的输入端连接，过滤器770的输出端与第一进气口511接通。
52.同理，由于第一反应腔510中具有第一催化组件530，会对氧气的流动造成一定的阻隔，此处利用供气泵可以向第一反应腔510供入空气或者氧气，具体地，供气泵可以直接从环境中获取空气供入第一反应腔510，例如空气中的氧气与氢气反应，而过滤器能够有效地过滤环境中的粉尘等颗粒物质，防止第一反应腔510中因为粉尘而阻塞氧气流动的流道，使得电堆模组500的发电正常实施，具体地，过滤器可以由填充有石英棉、分子筛和活性炭的物件构成。
53.在本发明的一些实施例中，如图1所示，电源管理模组800包括电源控制单元810、第一整流开关单元820以及第二整流开关单元830，电源控制单元810包括光伏输入端、电解输出端、电堆输入端以及供电输出端，电源控制单元810的光伏输入端与光伏发电模组100电连接，电源控制单元810的电解输出端与第一整流开关单元820的输入端连接，第一整流开关单元820的输出端与电解组件电连接，膜电极组件与第二整流开关单元830的输入端电连接，第二整流开关单元830的输出端与电源控制单元810的电堆输入端电连接，电源控制单元810的供电输出端用于与负载电连接。
54.其中，电源控制单元810可以由plc、arm或fpga等处理芯片配合附属电路构成，第一整流开关单元820以及第二整流开关单元830均可以是常规的整流电路配合开关器件构成，电源控制单元810与第一整流开关单元820或者第二整流开关单元830中的开关器件连接来分别控制第一整流开关单元820或者第二整流开关单元830的通断，流过第一整流开关单元820以及第二整流开关单元830的电流可以进行整流处理。
55.在本发明的一些实施例中，电源管理模组800包括蓄电池840以及充放电开关单元850，充放电开关单元850的一端与蓄电池840连接，电源控制单元810还包括电池连接端，电源控制单元810的电池连接端与充放电开关单元850的另一端连接。
56.充放电开关单元850可以是双向的整流电路，同理，电源控制单元810可以与充放电开关单元850连接来控制充放电开关单元850的线路通断，并且充放电开关单元850的一端流向另一端或者另一端流向一端的电流进能够进行整流处理。
57.本设计利用蓄电池840、氢燃料电池以及光伏发电模组100相互配合为负载供电，提高供电续航，同时提高蓄电池840使用的耐久度，安全可靠。
58.根据本发明第二方面实施例的控制方法，应用于上述任一实施例公开的一种光伏发电氢燃料电池装置，光伏发电氢燃料电池装置还包括电堆输出检测单元、负载功率检测单元以及光伏输入检测单元，电源控制单元810分别与负载电压检测单元以及光伏输入检测单元连接，控制方法包括：
59.获取负载电压检测单元检测的电堆输出电压，并且根据负载功率得出负载需求电压变化率；获取光伏输入检测单元检测的光伏输入电压；获取电堆输出检测单元检测的电堆输出电压；
60.当光伏输入电压小于光伏输入阈值、电堆输出电压小于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率小于需求电压变化率阈值，控制第二整流开关单元830导通以及电堆模组500启动，控制第一整流开关单元820断开以及控制充放电开关单元850导通，以使得电堆模组500为负载供电和为蓄电池840充电；
61.具体地，光伏输入阈值可以为15v、电堆电压阈值可以为24v、需求电压变化率阈值可以是50mv/s/等，此处不具体限定。
62.当光伏输入电压小于光伏输入阈值、电堆输出电压小于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率大于需求电压变化率阈值，控制第二整流开关单元830导通以及电堆模组500启动，控制第一整流开关单元820断开以及控制充放电开关单元850导通，以使得电堆模组500以及蓄电池840共同为负载供电，并且控制电堆模组500恒流输出以及控制蓄电池840恒压输出；
63.当光伏输入电压小于光伏输入阈值、电堆输出电压大于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率小于需求电压变化率阈值，控制第二整流开关单元830导通以及电堆模组500启动，控制第一整流开关单元820断开以及控制充放电开关单元850导通，以使得电堆模组500以及蓄电池840共同为负载供电，并且控制电堆模组500恒流输出以及控制蓄电池840恒压输出；
64.当光伏输入电压小于光伏输入阈值、电堆输出电压大于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率大于需求电压变化率阈值，控制第二整流开关单元830导通以及电堆模组500启动，控制第一整流开关单元820断开以及控制充放电开关单元850导通，以使得电堆模组500以及蓄电池840共同为负载供电，并且控制电堆模组500恒压输出以及控制蓄电池840恒流输出；
65.当光伏输入电压高于光伏输入阈值、电堆输出电压小于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率小于需求电压变化率阈值，控制第一整流开关单元820导通，利用光伏发电模组100转化的电能为电解组件供电，控制第二整流开关单元830导通以及电堆模组500启动，电堆模组500为负载供电，获取蓄电池840的储电量，若储电量小于满电阈值，则控制充放电开关单元850导通以利用光伏发电模组100转化的电能或者电堆模组500输出的电能为蓄电池840充电，若储电量达到满电阈值，则控制充放电开关单元850断开；
66.当光伏输入电压大于光伏输入阈值、电堆输出电压小于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率大于需求电压变化率阈值，控制第一整流开关单元820导通，利用光伏发电模组100转化的电能为电解组件供电，控制第二整流开关单元830导通以及电堆模组500启动，控制充放电开关单元850导通导通，以使得电堆模组500以及蓄电池840共同为负载供电，控制电堆模组500恒流输出以及控制蓄电池840恒压输出；
67.当光伏输入电压大于光伏输入阈值、电堆输出电压大于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率小于需求电压变化率阈值，控制第一整流开关单元820导通，利用光伏发电模组100转化的电能为电解组件供电，控制第二整流开关单元830导通以及电堆模组500启动，控制充放电开关单元850导通导通，以使得电堆模组500以及蓄电池840共同为负载供电，控制电堆模组500恒流输出以及控制蓄电池840恒压输出；
68.当光伏输入电压大于光伏输入阈值、电堆输出电压大于电堆电压阈值并且负载需求电压变化率大于需求电压变化率阈值，控制第一整流开关单元820导通，利用光伏发电模组100转化的电能为电解组件供电，控制第二整流开关单元830导通以及电堆模组500启动，控制充放电开关单元850导通导通，以使得电堆模组500以及蓄电池840共同为负载供电，控制电堆模组500恒压输出以及控制蓄电池840恒流输出。
69.本设计通过设定光伏输入阈值电堆电压阈值以及需求电压变化率阈值，合理地控制光伏发电模组100、氢燃料电磁(水电解模组200、电堆模组500)以及蓄电池840之前的充放电关系，并且在负载需求功率的变化下稳定地为负载供电。
70.需要说明的是，当负载需求电压稳定时，可以通过电堆模组500作为主电源输出，而蓄电池840作为辅助电源输出，两者共同为负载供电，主电源以恒流输出，而辅助电源则以恒压输出来使得供应给负载的电压稳定，但是，当负载需求电压不稳定时，由于电源控制单元810是通过控制给电堆模组500的氢气供应量来控制输出电压，同时光伏发电模组100转化的电能产生的光伏输入电压也相较不易控制，因此在负载需求电压不稳定时，选用蓄电池840作为主电源输出，而电堆模组500作为辅助电源输出，由此，蓄电池840恒流为负载供电，而电堆模组500则恒压输出来使得电压稳定。
71.本发明控制方法，对电堆输出电压、负载需求电压变化率以及光伏输入电压的检测，并且根据电堆输出电压、负载需求电压变化率以及光伏输入电压对第一整流开关单元820、第二整流开关单元830、电堆模组500、充放电开关单元850运行，从而稳定地为负载供电，延长蓄电池840使用寿命。
72.进一步地，本设计还可以设置有故障保护控制，以负载需求电压为24v为例说明。
73.功率过大，即任何情况下，负载需求功率大于蓄电池840额定功率2倍，断开第二整流开关单元830和充放电开关单元850。
74.负载功率增加速率过大，断开第二整流开关单元830和充放电开关单元850。
75.极端天气造成的光伏输入功率过大，若蓄电池840未满电，且则负载需求电压变化率小，则使得第一整流开关单元820和充放电开关单元850导通，使光伏同时为水电解模组200和蓄电池840供电；若在其他情况，则断开第一整流开关单元820。
76.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
77.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。