氫燃料電池系統(tǒng)在通信系統(tǒng)備用電源中的應(yīng)用

當(dāng)市電正常時(shí)，燃料電池系統(tǒng)待機(jī)。市電通過專用充電器給燃料電池啟動電池充電，氫氣電磁閥關(guān)閉。

當(dāng)市電中斷后，燃料電池系統(tǒng)立即啟動。燃料電池系統(tǒng)會自動檢測到市電中斷，立即完成開啟氫氣電磁閥等一系列動作，開始發(fā)電；啟動電池同時(shí)給直流負(fù)載提供短時(shí)間的不間斷供電；燃料電池連續(xù)運(yùn)行，給直流負(fù)載供電。

當(dāng)市電恢復(fù)后，燃料電池系統(tǒng)自動停機(jī)。燃料電池系統(tǒng)檢測到市電恢復(fù)，關(guān)閉氫氣電磁閥等，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

燃料電池系統(tǒng)可以自動檢測剩余氫氣量，根據(jù)設(shè)定自動提醒工作人員更換氫氣瓶。

3、經(jīng)濟(jì)性比較

燃料電池的應(yīng)用成本主要是兩項(xiàng)：系統(tǒng)采購成本及氫氣使用成本。目前燃料電池的一次采購成本比鉛酸電池高，但在燃料電池10年的壽命周期內(nèi)，鉛酸電池的采購成本也不菲。目前燃料電池的生產(chǎn)量較少，當(dāng)大批量生產(chǎn)時(shí)，其成本可比目前低很多；美國能源部的報(bào)告指出，如果每年生產(chǎn)50萬輛、使用80kW燃料電池的汽車，燃料電池每千瓦的成本在2010年就可以降到70美元。每一個(gè)40升、125個(gè)大氣壓的常規(guī)鋼瓶，可以產(chǎn)電7kWh左右。對于一個(gè)2kW的基站，可以供電3.5個(gè)小時(shí)，氫氣費(fèi)用（包括運(yùn)費(fèi)）約40-90元人民幣。延長備電時(shí)間只需增加鋼瓶數(shù)量即可，而且鋼瓶可在線更換。假設(shè)一年停電150個(gè)小時(shí)，需43瓶氣體，氫氣使用總成本為1720-3870元人民幣。

使用燃料電池備用電源的基站的溫度可設(shè)定在32oC（現(xiàn)在是25oC）或更高，可以節(jié)約大量的空調(diào)耗電。其次，可節(jié)約對原需配置的鉛酸電池的充電及浮充耗電；由于燃料電池可靠性高，使用周期長，平均維護(hù)費(fèi)用較低。

所以，在10年的壽命周期內(nèi)，燃料電池壽命周期成本（含初次購買成本、氫氣使用成本、維護(hù)成本）會比采用鉛酸電池的壽命周期成本更有優(yōu)勢。

4、應(yīng)用案例

氫燃料電池在全球已得到大量的實(shí)際應(yīng)用，累計(jì)已有數(shù)千套，IdaTech和印度的ACME集團(tuán)在2008年簽訂了多達(dá)3萬臺5kW燃料電池系統(tǒng)協(xié)議，用于印度電信市場。燃料電池還被應(yīng)用于嚴(yán)寒及酷熱地區(qū)，充分展示了極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。

五、 氫燃料電池的安全性及氫氣來源

氫氣是最輕的氣體，如果氫氣泄露，它會快速向上擴(kuò)散，其速度接近20米/分鐘，很難在空氣中積聚，從而減少燃燒或爆炸的可能性。

下表對氫氣和常見的兩種氣體的燃爆特性進(jìn)行了比較，可見，氫氣并不比常見的氣體危險(xiǎn)，相反，它甚至更安全。

氫氣是來源最廣泛的燃料，可以用各種可再生或不可再生的能源制備，目前氫氣主要來源于工業(yè)副產(chǎn)氣和電解水制氫。在煉焦、冶煉、氯堿、合成氨工業(yè)中有大量的富氫副產(chǎn)氣。以煉焦工業(yè)為例，副產(chǎn)氣叫焦?fàn)t煤氣，氣體中含氫氣約56%，按我國的焦炭產(chǎn)量算，每年可產(chǎn)焦?fàn)t煤氣300多億立方米，相當(dāng)于“西氣東輸”工程設(shè)計(jì)年輸氣量120億立方米的2倍多，但這些焦?fàn)t氣大部分被點(diǎn)燃排空，未被回收利用。目前我國從副產(chǎn)氣中回收氫氣的工藝非常成熟，只是因?yàn)橛脷涫袌鲂枨筝^小，尚未形成便捷的制氫、供氫網(wǎng)絡(luò)，所以對燃料電池的大范圍應(yīng)用形成一定的制約。