CN105112947A - 利用太阳能发电进行直流电解的装置 - Google Patents

利用太阳能发电进行直流电解的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105112947A
CN105112947A CN201510585009.8A CN201510585009A CN105112947A CN 105112947 A CN105112947 A CN 105112947A CN 201510585009 A CN201510585009 A CN 201510585009A CN 105112947 A CN105112947 A CN 105112947A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolysis
solar
carry out
discharging controller
electrical energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510585009.8A
Other languages
English (en)
Inventor
侯静
杨绍利
吴恩辉
马兰
李军
黄平
刘黔蜀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panzhihua University
Original Assignee
Panzhihua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panzhihua University filed Critical Panzhihua University
Priority to CN201510585009.8A priority Critical patent/CN105112947A/zh
Publication of CN105112947A publication Critical patent/CN105112947A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本发明涉及新能源利用领域，其公开一种利用太阳能发电进行直流电解的装置，操作简便、成本低、节能环保。该装置包括太阳能光伏电池板、钒电池、太阳能充放电控制器、电流输出控制装置和电解槽；所述太阳能光伏电池板与太阳能充放电控制器的正负极输入端相连，所述钒电池与太阳能充放电控制器的钒电池正负极连接端相连，所述太阳能充放电控制器的正负极输出端通过电流输出控制装置连接至电解槽中的两根电极。本发明适用于对各种金属的电化学提取。

Description

利用太阳能发电进行直流电解的装置
技术领域
本发明涉及新能源利用领域，具体涉及一种利用太阳能发电进行直流电解的装置。
背景技术
煤炭、石油、天然气等常规能源的使用，造成地球环境的日益恶化。随着资源消耗的日益加剧，新能源和可再生能源的开发利用研究已成热点，其替代常规能源势在必行。太阳能作为一种有极大潜力的新能源，具有清洁无污染、分布广、获取方便等优点，是真正的取之不尽、用之不竭的能源。随着科学技术的发展进步，太阳能的光热利用技术和光伏利用技术将广泛应用于农业、工业等领域，对人类生产、生活、环境改善具有重要意义。
电解冶金行业能耗大是其面临的一个重要问题，随着我国太阳能技术的高速发展，同时为了减少冶金过程中能源消耗和污染物排放，达到非碳清洁冶金的目的，从能源总量和利用方式角度看，将太阳能引入电化学冶金行业能满足人类能源需求的日益增长，而且不会污染环境，是解决目前能源问题的最佳方案之一。使太阳能应用于电化学冶金工艺中，既是新能源利用主要途径之一，也是电解冶金工艺清洁化的迫切需要，对改善环境具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种利用太阳能发电进行直流电解的装置，操作简便、成本低、节能环保。
本发明解决上述技术问题所采用的方案是：利用太阳能发电进行直流电解的装置，包括太阳能光伏电池板、钒电池、太阳能充放电控制器、电流输出控制装置和电解槽；
所述太阳能光伏电池板与太阳能充放电控制器的正负极输入端相连，所述钒电池与太阳能充放电控制器的钒电池正负极连接端相连，所述太阳能充放电控制器的正负极输出端通过电流输出控制装置连接至电解槽中的两根电极。
本发明中利用太阳能光伏电池板将太阳能转化为电能并存储在钒电池中，使钒电池作为直流电源输出电解电流，再通过电流输出控制装置使输出的电解电流相对稳定，将稳定的直流电流输送至装有电解液的电解槽进行直流电解，从而用于金属盐溶液的电化学冶金提取提纯工艺，即电解沉积和电解精炼工艺；其中，太阳能充放电控制器用于对钒电池充放电进行控制，防止过充或过放电，从而提高钒电池的使用寿命。
进一步的，所述太阳能充放电控制器上设置有温度传感器。
在太阳能充放电控制器上设置温度传感器可以在光伏电池板、钒电池工作环境不稳定及温差较大时进行温度补偿，提高钒电池的使用寿命。
进一步的，所述电流输出控制装置包括滑动变阻器、电流表、电压表；所述电流表与滑动变阻器串联后连接其中一根电极，所述电压表连接两根电极。
采用滑动变阻器来改变负载电流大小，并稳定输出电流、稳定电解过程中的电流密度，结构简单、成本低；
采用电压表和电流表分别测量两极间电压大小和电流大小从而便于反馈调节，进而使得电解过程更加平稳。
进一步的，所述利用太阳能发电进行直流电解的装置还包括远程监控终端，所述远程监控终端与太阳能充放电控制器上的远程监控端口相连。
通过设置远程监控终端可以对电解过程中的相关参数进行远程监控，十分方便。
进一步的，所述电解槽外部还设有用于对电解槽进行独立加热的恒温水浴槽。
通过恒温水浴槽对电解槽中的电解液进行温度调节，有利于电解过程的稳定进行。
进一步的，所述利用太阳能发电进行直流电解的装置还包括蓄液槽、水管和水泵；所述蓄液槽通过水管和水泵与电解槽相连。
基于蓄液槽、水管和水泵形成电解液循环系统，从而减少电解液的污染，保障电解时间的长时间持续进行。
本发明的有益效果是：
1.本发明装置构成简单、操作简便、成本低，采用该装置进行直流电解既节约了煤炭、石油、天然气等化石能源所转变的电能，又起到了环保作用。
2.使太阳能应用于电化学冶金工艺中，既是新能源利用的主要途径之一，也是清洁化电解冶金工艺的迫切，对改善环境具有重要意义。
附图说明
图1为本发明实施例中利用太阳能发电进行直流电解的装置示意图；
图中，1为太阳能光伏电池板，2为钒电池，3为太阳能充放电控制器，4为电解槽，5为恒温水浴槽，6为电极，7为电压表，8为滑动变阻器，9为电流表，10为温度传感器，11为远程监控终端，12为水管，13为蓄液槽，14为水泵。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的方案作进一步的描述：
如图1所示，本例中的利用太阳能发电进行直流电解的装置，包括太阳能光伏电池板1、钒电池2、太阳能充放电控制器3、电解槽4、恒温水浴槽5，电极6，电压表7，滑动变阻器8，电流表9，温度传感器10，远程监控终端11，水管12，蓄液槽13，水泵14；
其中，所述太阳能光伏电池板1与太阳能充放电控制器3的正负极输入端相连，所述钒电池2与太阳能充放电控制器3的钒电池正负极连接端相连，所述太阳能充放电控制器3的正负极输出端的一端通过滑动变阻器8、电流表9连接至电解槽4中的其中一根电极6，另一端通过电压表7连接至电解槽中的两根电极6。
为了实现温度补偿，在太阳能充放电控制器3上设置有温度传感器10；太阳能充放电控制器3还通过远程监控端口连接远程监控终端11，以便实现远程监控；
此外，所述电解槽4外部还设有用于对电解槽4进行独立加热的恒温水浴槽5，通过恒温水浴槽5对电解槽4中的电解液进行温度调节，有利于电解过程的稳定进行。
基于蓄液槽13、水管12和水泵14形成的电解液循环系统可以减少电解液的污染，保障电解时间的长时间持续进行。
上述装置的工作原理是：先利用太阳能光伏电池板1将太阳能转化成电能，并将产生的电能储存在作为直流电源的钒电池2中，再通过太阳能充放电控制器3，防止钒电池过放过充，利用滑动变阻器8改变负载电阻来调节和控制电流的大小，使输出的电解电流稳定，将稳定的直流电流输送到装有电解液的电解槽4内两个电极6上，进行直流电解，在电解槽5的外面有调节控制电解液温度的恒温水浴系统5，通过蓄液槽13、水泵14和水管12来实现电解液的循环，从而减少电解液的污染，保障电解过程的长时间持续进行。本发明可用于金属的电化学冶金提取工艺，即水溶液金属的电解沉积和电解精炼工艺。
下面以两个实施例来阐述其具体实现：
实施例一：选用235w的太阳能光伏电池板1块，选用额定电压24V、额定容量50AH钒电池1块，选用型号为CM5024Z的智能型太阳能充放电控制器，电解槽(长宽高：29cm、29cm、20cm)、蓄液槽(长宽高：40cm、40cm、25cm)材料选用玻璃钢，水浴槽(长宽高：40cm、40cm、35cm)选用聚氯乙烯，不锈钢板作为阴极(12*10cm2)，粗铁板作为阳极(11*9cm2)，电流密度控制在200-300A/m2，电解液体系选用硫酸亚铁体系，电解液pH值控制在3.5-4.5之间，电解液循环量2L/1h，水浴温度65℃，极间距6-8cm。进行铁的电解提纯。
实施例二：选用235w的太阳能光伏电池板1块，选用额定电压24V、额定容量50AH钒电池1块，选用型号为CM5024Z的智能型太阳能充放电控制器，电解槽(长宽高：29cm、29cm、20cm)、蓄液槽(长宽高：40cm、40cm、25cm)材料选用玻璃钢，水浴槽(长宽高：40cm、40cm、35cm)选用聚氯乙烯，纯铜棒作为阴极(半径2cm，长15cm，)，粗铜板作为阳极(半径2cm，长15cm，)，电流密度控制在250-350A/m2，电解液体系选用硫酸铜+硫酸的体系，电解液pH值控制在5-6之间，电解液循环量2.5L/1h，水浴温度60℃，极间距6-8cm。进行铜的电解提纯。
同样在改变电解液体系、电极材料、电解液PH、温度、电极大小、电流密度等因素可以实现不同金属的电化学冶金提取工艺，即只要能水溶液电解沉积和电解精炼工艺的金属元素，都可以用本装置进行提取和精炼。
因此，以上所述只是用图解说明本发明的一些基本原理和结构，并非是要将本发明利用太阳能发电进行直流电解的装置局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (6)

1.利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，包括太阳能光伏电池板、钒电池、太阳能充放电控制器、电流输出控制装置和电解槽；
所述太阳能光伏电池板与太阳能充放电控制器的正负极输入端相连，所述钒电池与太阳能充放电控制器的钒电池正负极连接端相连，所述太阳能充放电控制器的正负极输出端通过电流输出控制装置连接至电解槽中的两根电极。
2.如权利要求1所述的利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，所述太阳能充放电控制器上设置有温度传感器。
3.如权利要求1所述的利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，所述电流输出控制装置包括滑动变阻器、电流表、电压表；所述电流表与滑动变阻器串联后连接其中一根电极，所述电压表连接两根电极。
4.如权利要求1所述的利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，所述利用太阳能发电进行直流电解的装置还包括远程监控终端，所述远程监控终端与太阳能充放电控制器上的远程监控端口相连。
5.如权利要求1所述的利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，所述电解槽外部还设有用于对电解槽进行独立加热的恒温水浴槽。
6.如权利要求1所述的利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，所述利用太阳能发电进行直流电解的装置还包括蓄液槽、水管和水泵；所述蓄液槽通过水管和水泵与电解槽相连。
CN201510585009.8A 2015-09-14 2015-09-14 利用太阳能发电进行直流电解的装置 Pending CN105112947A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510585009.8A CN105112947A (zh) 2015-09-14 2015-09-14 利用太阳能发电进行直流电解的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510585009.8A CN105112947A (zh) 2015-09-14 2015-09-14 利用太阳能发电进行直流电解的装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105112947A true CN105112947A (zh) 2015-12-02

Family

ID=54661044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510585009.8A Pending CN105112947A (zh) 2015-09-14 2015-09-14 利用太阳能发电进行直流电解的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105112947A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105628771A (zh) * 2015-12-25 2016-06-01 北京工业大学 一种基于太阳能电池供电的直流电化学应用系统
WO2019056079A1 (pt) 2017-09-25 2019-03-28 Votorantim Metais Zinco S/A Sistema híbrido de geração e alimentação de energia elétrica empregado em processo de eletrólise para obtenção de metais não ferrosos
CN115572975A (zh) * 2022-10-13 2023-01-06 深圳市中冠环保科技有限公司 盐酸氯化铜蚀刻废液回收再利用方法及装置

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19528681A1 (de) * 1995-08-03 1997-02-06 Klaus Dr Ing Hemmer Verfahren und Vorrichtung zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Wind- oder Wasserkraftenergie
JP2000054173A (ja) * 1998-08-07 2000-02-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水電解蓄電池
JP2005048207A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 Hitachi Eng Co Ltd 水素製造システム
CN101165218A (zh) * 2007-08-14 2008-04-23 北京科技大学 一种以太阳能为能源以铁矿石或铁精粉为原料的制钢方法
CN101439747A (zh) * 2007-11-22 2009-05-27 上海本通实业有限公司 具有太阳能供电装置的电力自行车
CN201442462U (zh) * 2009-03-30 2010-04-28 李春鸣 一种可调式太阳能自动钻笔刀
CN101717954A (zh) * 2010-01-12 2010-06-02 北京科技大学 一种利用太阳能光伏技术低碳制取纯铁的方法及装置
CN201688295U (zh) * 2010-05-14 2010-12-29 叶丹 双插头亮度可调台灯
CN102092298A (zh) * 2010-11-17 2011-06-15 青岛宇泰新能源科技有限公司 太阳能游览车
CN202174945U (zh) * 2011-07-04 2012-03-28 青岛宇泰新能源科技有限公司 太阳能电动车
CN202342901U (zh) * 2011-12-02 2012-07-25 武汉无限光电科技有限公司 一种太阳能风车
CN102726948A (zh) * 2011-04-13 2012-10-17 上海市航头学校 保温课桌椅
CN202513617U (zh) * 2012-03-09 2012-10-31 天津职业技术师范大学 设有直流升压电路的太阳能控制器
CN102868193A (zh) * 2012-09-12 2013-01-09 江苏大学 无线传感器网络节点太阳能供电电路
CN103280966A (zh) * 2013-05-30 2013-09-04 钟国才 电源
CN104061519A (zh) * 2014-07-01 2014-09-24 国家电网公司 一种风光互补路灯照明系统
CN104145786A (zh) * 2014-08-14 2014-11-19 曹治 一种花草浇水装置
CN104443235A (zh) * 2014-10-30 2015-03-25 张晶 滑板车
CN204999986U (zh) * 2015-09-14 2016-01-27 攀枝花学院 利用太阳能发电进行直流电解的装置

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19528681A1 (de) * 1995-08-03 1997-02-06 Klaus Dr Ing Hemmer Verfahren und Vorrichtung zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Wind- oder Wasserkraftenergie
JP2000054173A (ja) * 1998-08-07 2000-02-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水電解蓄電池
JP2005048207A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 Hitachi Eng Co Ltd 水素製造システム
CN101165218A (zh) * 2007-08-14 2008-04-23 北京科技大学 一种以太阳能为能源以铁矿石或铁精粉为原料的制钢方法
CN101439747A (zh) * 2007-11-22 2009-05-27 上海本通实业有限公司 具有太阳能供电装置的电力自行车
CN201442462U (zh) * 2009-03-30 2010-04-28 李春鸣 一种可调式太阳能自动钻笔刀
CN101717954A (zh) * 2010-01-12 2010-06-02 北京科技大学 一种利用太阳能光伏技术低碳制取纯铁的方法及装置
CN201688295U (zh) * 2010-05-14 2010-12-29 叶丹 双插头亮度可调台灯
CN102092298A (zh) * 2010-11-17 2011-06-15 青岛宇泰新能源科技有限公司 太阳能游览车
CN102726948A (zh) * 2011-04-13 2012-10-17 上海市航头学校 保温课桌椅
CN202174945U (zh) * 2011-07-04 2012-03-28 青岛宇泰新能源科技有限公司 太阳能电动车
CN202342901U (zh) * 2011-12-02 2012-07-25 武汉无限光电科技有限公司 一种太阳能风车
CN202513617U (zh) * 2012-03-09 2012-10-31 天津职业技术师范大学 设有直流升压电路的太阳能控制器
CN102868193A (zh) * 2012-09-12 2013-01-09 江苏大学 无线传感器网络节点太阳能供电电路
CN103280966A (zh) * 2013-05-30 2013-09-04 钟国才 电源
CN104061519A (zh) * 2014-07-01 2014-09-24 国家电网公司 一种风光互补路灯照明系统
CN104145786A (zh) * 2014-08-14 2014-11-19 曹治 一种花草浇水装置
CN104443235A (zh) * 2014-10-30 2015-03-25 张晶 滑板车
CN204999986U (zh) * 2015-09-14 2016-01-27 攀枝花学院 利用太阳能发电进行直流电解的装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘金亚等: "太阳能光伏电解水制氢的实验研究", 《可再生能源》 *
程永红等: "《铜电解精炼工（铜电解工、硫酸盐工）》", 31 July 2013, 冶金工业出版社 *
董洪波等: "利用太阳能在水溶液中电解制铁", 《电镀与涂饰》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105628771A (zh) * 2015-12-25 2016-06-01 北京工业大学 一种基于太阳能电池供电的直流电化学应用系统
CN105628771B (zh) * 2015-12-25 2018-06-01 北京工业大学 一种基于太阳能电池供电的直流电化学应用系统
WO2019056079A1 (pt) 2017-09-25 2019-03-28 Votorantim Metais Zinco S/A Sistema híbrido de geração e alimentação de energia elétrica empregado em processo de eletrólise para obtenção de metais não ferrosos
CN115572975A (zh) * 2022-10-13 2023-01-06 深圳市中冠环保科技有限公司 盐酸氯化铜蚀刻废液回收再利用方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101614794B (zh) 一种基于电位差参数的液流电池荷电状态在线检测方法
CN103466704B (zh) 高纯硫酸氧钒的制备方法及其电解液和钒电池
Hsieh et al. Measurement of local current density of all-vanadium redox flow batteries
CN204577513U (zh) 一种利用地埋管进行全钒液流电池电解液温度控制的装置
CN201549546U (zh) 一种柱状液流电池装置
CN204999986U (zh) 利用太阳能发电进行直流电解的装置
CN206673034U (zh) 一种全钒液流储能电站液流管线及存储系统
CN205099761U (zh) 一种基于太阳能光伏电解水制氢的控制系统
CN101651219B (zh) 钒铬双液流电池
CN105112947A (zh) 利用太阳能发电进行直流电解的装置
CN108418202B (zh) 一种基于可再生能源的循环发电系统
CN204577514U (zh) 一种全钒液流电池电解液的恒温控制装置
CN105280943B (zh) 一种全锰液流电池
AU2011232794A1 (en) Non-diffusion liquid energy storage device
CN101717954A (zh) 一种利用太阳能光伏技术低碳制取纯铁的方法及装置
CN107204480A (zh) 液流电池电解液参数确定方法及其系统、液流电池
CN105226343A (zh) 以废铅蓄电池中的含铅化合物为原料制备铅蓄电池正极板的方法
CN107346830B (zh) 液流电池控制方法及其装置、液流电池
Seleym et al. A new energy-efficient topology for solar-powered capacitive deionization systems
Xia et al. Efficiency enhancement for alkaline water electrolyzers directly driven by fluctuating PV power
CN104862730A (zh) 一种离子膜电解制备高锰酸钾的方法及应用于该方法的专用电解槽
CN110444797A (zh) 钒氧化还原液流电池电解液的制备方法
CN202906521U (zh) 一种离网型光伏发电系统
KR101514881B1 (ko) 이차전지용 전해액 제조방법
CN109888351A (zh) 一种树状均匀流场液流电池及其工作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151202

RJ01 Rejection of invention patent application after publication