氫燃料電池系統在通信系統備用電源中的應用

當市電正常時(shí)，燃料電池系統待機。市電通過(guò)專(zhuān)用充電器給燃料電池啟動(dòng)電池充電，氫氣電磁閥關(guān)閉。

當市電中斷后，燃料電池系統立即啟動(dòng)。燃料電池系統會(huì )自動(dòng)檢測到市電中斷，立即完成開(kāi)啟氫氣電磁閥等一系列動(dòng)作，開(kāi)始發(fā)電；啟動(dòng)電池同時(shí)給直流負載提供短時(shí)間的不間斷供電；燃料電池連續運行，給直流負載供電。

當市電恢復后，燃料電池系統自動(dòng)停機。燃料電池系統檢測到市電恢復，關(guān)閉氫氣電磁閥等，系統進(jìn)入待機狀態(tài)。

燃料電池系統可以自動(dòng)檢測剩余氫氣量，根據設定自動(dòng)提醒工作人員更換氫氣瓶。

3、經(jīng)濟性比較

燃料電池的應用成本主要是兩項：系統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，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；美國能源部的報告指出，如果每年生產(chǎn)50萬(wàn)輛、使用80kW燃料電池的汽車(chē)，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)，氫氣費用（包括運費）約40-90元人民幣。延長(cháng)備電時(shí)間只需增加鋼瓶數量即可，而且鋼瓶可在線(xiàn)更換。假設一年停電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定在32oC（現在是25oC）或更高，可以節約大量的空調耗電。其次，可節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(cháng)，平均維護費用較低。

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

4、應用案例

氫燃料電池在全球已得到大量的實(shí)際應用，累計已有數千套，IdaTech和印度的ACME集團在2008年簽訂了多達3萬(wàn)臺5kW燃料電池系統協(xié)議，用于印度電信市場(chǎng)。燃料電池還被應用于嚴寒及酷熱地區，充分展示了極強的環(huán)境適應能力。

五、 氫燃料電池的安全性及氫氣來(lái)源

氫氣是最輕的氣體，如果氫氣泄露，它會(huì )快速向上擴散，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(jiàn)的兩種氣體的燃爆特性進(jìn)行了比較，可見(jiàn)，氫氣并不比常見(jiàn)的氣體危險，相反，它甚至更安全。

氫氣是來(lái)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(lái)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)氣叫焦爐煤氣，氣體中含氫氣約56%，按我國的焦炭產(chǎn)量算，每年可產(chǎn)焦爐煤氣300多億立方米，相當于“西氣東輸”工程設計年輸氣量120億立方米的2倍多，但這些焦爐氣大部分被點(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，只是因為用氫市場(chǎng)需求較小，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用形成一定的制約。