CN109563633A - 氢气生成系统 - Google Patents

氢气生成系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109563633A
CN109563633A CN201780046026.1A CN201780046026A CN109563633A CN 109563633 A CN109563633 A CN 109563633A CN 201780046026 A CN201780046026 A CN 201780046026A CN 109563633 A CN109563633 A CN 109563633A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light collecting
flow path
collecting type
type photovoltaic
generation system
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
CN201780046026.1A
Other languages
English (en)
Inventor
三上垒
岩崎孝
稻垣充
永井阳
永井阳一
山本诚司
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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 Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of CN109563633A publication Critical patent/CN109563633A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/02—Process control or regulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20—Optical components
    • H02S40/22—Light-reflecting or light-concentrating means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/42—Cooling means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • 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
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • 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
    • 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
    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids
    • 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
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Abstract

根据本公开的一个实施例的氢气生成系统设置有：集光型光伏模块，其包括：壳体，所述壳体具有框架本体和设置在所述框架本体的下端上的底板；和布置在所述底板上的集光型光伏元件；氢气生成设备，所述氢气生成设备利用从所述集光型光伏模块供给的电力对水进行电解而生成氢气；以及排热机构，所述排热机构利用所述集光型光伏模块中产生的热量来升高水的温度。

Description

氢气生成系统
技术领域
本公开涉及一种氢气生成系统。本申请要求基于2016年7月27日提交的日本专利申请2016-147349的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
如日本专利公开2012-94684(专利文献1)中所述，传统上已知一种具有集光型光伏模块和氢气生成设备的组合的系统。
专利文献1中所述的系统包括一种集光型光伏模块和氢气生成设备，该氢气生成设备使用从集光型光伏模块供给的电力对水进行电解并生成氢气。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2012-94684
发明内容
根据本公开的一个方面的氢气生成系统包括：集光型光伏模块，其包括壳体，壳体具有框架和被设置在框架的下端处的底板，以及被布置在底板上的集光型光伏元件；氢气生成设备，其被构造为使用从集光型光伏模块供给的电力对水进行电解而生成氢气；以及排热机构，其被构造成使用集光型光伏模块中产生的热来升高水的温度。
附图说明
[图1]图1示出根据第一实施例的氢气生成系统的整体构造的示意图。
[图2]图2是集光型光伏设备1的俯视图。
[图3]图3是集光型光伏模块11的放大截面图。
[图4]图4是示出氢气生成设备2的构造的示意图。
[图5]图5是示出根据第一实施例的氢气生成系统的变体的整体构造的示意图。
[图6]图6是示出根据第二实施例的氢气生成系统的整体构造的示意图。
[图7]图7是示出根据第二实施例的在氢气生成系统中的集光型光伏模块11的放大截面图。
[图8]图8是示出根据第三实施例的氢气生成系统的整体构造的示意图。
[图9]图9是示出根据第三实施例的氢气生成系统中的集光型光伏模块11的放大截面图。
[图10]图10是示出根据第四实施例的氢气生成系统的整体构造的示意图。
[图11]图11是跟踪控制板43的示意性俯视图。
[图12]图12是电压转换单元5的电路图。
[图13]图13是电压转换单元5的示意性俯视图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
集光型光伏模块中所包括的集光型光伏元件随着温度升高而具有较低的发电效率。当外部空气温度高时，集光型光伏模块中产生的热不能充分消散。这导致集光型光伏元件的温度升高，因而降低集光型光伏模块的发电效率。
已知的是，当待电解的水具有较低的温度时，氢气生成设备的氢气生成效率较低。因此，当外部空气温度低时，氢气生成设备的氢气生成效率低。因而，无论外部空气温度是高还是低，专利文献1中所述的系统都不能有效地运行。
鉴于现有技术的这些问题而做出了本公开。具体地，本公开提供了一种氢气生成系统，其能够高效地生成氢气，而与外部空气温度无关。
[本公开的有利效果]
根据上文，能够高效地生成氢气，而与外部空气温度无关。
[本公开的实施例的说明]
首先列举本公开的实施例。
(1)根据本公开的一个方面的氢气生成系统包括：集光型光伏模块，其包括：壳体，所述壳体具有框架和被设置在框架的下端处的底板；以及被布置在底板上的集光型光伏元件；氢气生成设备，其被构造为利用从集光型光伏模块供给的电力对水进行电解而生成氢气；以及排热机构，其被构造成利用集光型光伏模块中产生的热来升高水的温度。
上述(1)中所述的氢气生成系统能够高效地生成氢气，而与外部空气温度无关。
(2)在上述(1)的氢气生成系统中，所述排热机构可以包括：热交换器；和流动路径，其被设置在底板中并且被连接至热交换器，使得冷却剂在流动路径中流动。热交换器可以通过冷却剂来升高水的温度。
上述(2)中所述的氢气生成系统能够防止水污染在排热机构中的流动路径。
(3)在上述(1)的氢气生成系统中，排热机构可以包括设置在底板中的流动路径，从而使水在流动路径中流动。
上述(3)中所述的氢气生成系统能够在不使用热交换器的情况下，升高水的温度。即，能够简化系统构造。
(4)在上述(2)或(3)的氢气生成系统中，流动路径可以被布置在集光型光伏元件的下方。
上述(4)中所述的氢气生成系统能够高效地冷却集光型光伏元件。
(5)在上述(1)的氢气生成系统中，排热机构可以包括：热交换器；和流动路径，其被设置在底板上并且被连接至热交换器，使得冷却剂在流动路径中流动。热交换器可以通过冷却剂来提高水的温度。集光型光伏元件可以被布置在流动路径的上方。
上述(5)中所述的氢气生成系统能够高效地冷却集光型光伏元件。
(6)在上述(5)的氢气生成系统中，框架和底板可以由树脂材料整体形成。
上述(6)中所述的氢气生成系统允许易于制造集光型光伏模块，并且能够降低集光型光伏模块的重量。
(7)在上述(5)或(6)的氢气生成系统中，流动路径和集光型光伏元件可以彼此电连接。
上述(7)中所述的氢气生成系统消除了为用于连接集光型光伏元件而单独布线的需要。
(8)上述(2)至(7)的氢气生成系统还可以包括被构造成控制集光型光伏模块以跟踪太阳的跟踪控制板，所述跟踪控制板包括跟踪控制板内的第一管道。第一管道可以被连接至流动路径。
上述(8)中所述的氢气生成系统能够更高效地使用系统排出的热。
(9)上述(2)至(8)中的氢气生成系统还可以包括电压转换单元，所述电压转换单元被构造成转换由集光型光伏模块所供给的电压，电压转换单元包括电压转换单元内的第二管道。第二管道可以被连接至流动路径。
上述(9)中所述的氢气生成系统能够更高效地使用系统所排出的热。
[本公开的实施例的细节]
下面参考附图描述本公开的实施例的细节。在附图中，相同或相对应的部分被相同地表示。下文所述的实施例可以至少部分地以任意方式组合。
(第一实施例)
下面描述根据第一实施例的氢气生成系统的构造。
图1是示出根据第一实施例的氢气生成系统的整体构造的示意图。如图1中所示，根据第一实施例的氢气生成系统包括集光型光伏设备1、氢气生成设备2以及排热机构3。集光型光伏设备1包括多个集光型光伏模块11。
集光型光伏设备1附接至架台4。架台4包括驱动器41(未示出)、太阳方位传感器42(未示出)以及跟踪控制板43。
驱动器41改变集光型光伏设备1的受光面的方向。具体地，驱动器41包括动力源，诸如电动马达。太阳方位传感器42输出代表太阳方向的信号。具体地，太阳方位传感器42包括用于检测太阳方向的传感器。跟踪控制板43基于来自太阳方位传感器42的信号控制驱动器41。具体地，跟踪控制板43控制驱动器41内所包括的动力源，诸如电动马达，使得受光面面向太阳。
图2是集光型光伏设备1的俯视图。如图2中所示，每个集光型光伏模块11均包括壳体12和集光型光伏元件13。多个集光型光伏元件13被布置在每个集光型光伏模块11中。多个集光型光伏元件13被布置成矩阵。
图3是集光型光伏模块11的放大截面图。如图3中所示，壳体12包括框架12a、底板12b以及顶板12c。框架12a形成壳体12的侧壁。框架12a例如由树脂材料制成。框架12a的树脂材料例如为含有玻璃纤维的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。
底板12b形成壳体12的底面。底板12b被设置在框架12a的下端处。底板12b包括位于其中的流动路径12ba。具体地，底板12b具有上底板12bb和下底板12bc。上底板12bb具有凹槽12bd。上底板12bb被布置成使得其具有凹槽12bd的表面与下底板12bc对齐。上底板12bb和下底板12bc通过焊接材料12be彼此结合。因而，在底板12b中形成流动路径12ba。流动路径12ba构成排热机构3的一部分。冷却剂在流动路径12ba中流动。冷却剂为液体或气体。
底板12b由导热率比框架12a更高的材料制成。例如，如果框架12a由树脂材料制成，则底板12b由金属材料制成。底板12b的金属材料例如为铜(Cu)或铝(Al)。
集光型光伏元件13被设置在底板12b的上方。在底板12b和集光型光伏元件13之间设置有绝缘材料14和布线材料15。绝缘材料14被设置在底板12b上。布线材料15被设置在绝缘材料14上。布线材料15被电连接至集光型光伏元件13。绝缘材料14例如由聚酰亚胺制成。布线材料15例如由Cu制成。绝缘材料14和布线材料15组成例如柔性印刷电路(FPC)板。
如图2和图3中所示，集光型光伏元件13被优选地布置在流动路径12ba的上方。即，集光型光伏元件13优选地在平面图中与流动路径12a位置重合(在正交于底板12b的方向上观察时)。
如图3中所示，顶板12c形成壳体12的顶面。顶板12c被设置在框架12a的上端处。框架12a的上端是与框架12a的下端相反的端，底板12b被布置在框架12a的下端处。。
一次光学系统16被设置在顶板12c处。一次光学系统16例如为菲涅尔透镜。二次光学系统17被设置在集光型光伏元件13上。二次光学系统17例如为棒形透镜。二次光学系统17可以为球面镜等。阳光被一次光学系统16集中，并且进入二次光学系统17。进入二次光学系统17的阳光被透射至集光型光伏元件13。
集光型光伏元件13通过接收所透射的阳光而发电。由集光型光伏元件13产生的电力被供给到氢气生成设备2。如图1中所示，根据第一实施例的氢气生成系统可以包括电压转换单元5。电压转换单元5例如是DCDC转换器。电压转换单元5对由集光型光伏设备11所供给的电力执行电压转换。
图4是示出氢气生成设备2的构造的示意图。如图4中所示，氢气生成设备2包括储藏箱21、阳极22、阴极23和隔板24。储藏箱21具有与其连接的管道33。储藏箱21储存待电解的水21a。将诸如氢氧化钠的添加剂添加到水21a中以促进电解。水21a中的添加剂可以是碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钾等。然而，水21a可以是例如纯水。
阳极22和阴极23被连接到集光型光伏设备1(或电压转换单元5)。阳极22和阴极23利用由集光型光伏设备1供给的电力对水21a进行电解。结果，在阳极22处产生氢气21b，并且在阴极23处产生氧气21c。
排热机构3使用光伏模块11中产生的热来升高储存在氢气生成设备2中的水21a的温度。具体地，如图1中所示，排热机构3包括流动路径12ba(图1中未示出)、热交换器31、管道32和管道33。
热交换器31包括入口侧管道31a和出口侧管道31b。入口侧管道31a被连接到流动路径12ba。入口侧管道31a和流动路径12ba经由管道32彼此连接。出口侧管道31b被连接到氢气生成设备2的储藏箱21。出口侧管道31b和储藏箱21经由管道33彼此连接。热交换器31在流经入口侧管道31a的冷却剂和流经出口侧管道31b的水21a之间进行热交换。因而，排热机构3使用光伏模块11中产生的热来升高水21a的温度。
图5是示出根据第一实施例的氢气生成系统的变体的整体构造的示意图。如图5中所示，排热机构3包括流动路径12ba和管道33，但不包括热交换器31。流动路径12ba被连接到管道33。在这种情况下，当水21a穿过流动路径12ba时，水21a的温度由光伏模块11产生的热升高。这种构造可以用于排热机构3，以使用集光型光伏模块11中产生的热来升高水21a的温度。
下面描述根据第一实施例的氢气生成系统的有利效果。
在根据第一实施例的氢气生成系统中，排热机构3冷却集光型光伏模块11，并且使用集光型光伏模块11中产生的热升高在氢气生成设备2中储存的水21a的温度。因此，根据第一实施例的氢气生成系统升高了集光型光伏模块11和氢气生成设备2的效率，而与外部空气温度无关。
在根据第一实施例的氢气生成系统中，如果排热机构3包括热交换器31，则储存在氢气生成设备2中的水21a不流入集光型光伏模块11中的流动路径12ba中。因此，能够防止流动路径12ba被水21a中的添加剂腐蚀。
在根据第一实施例的氢气生成系统中，如果排热机构3包括流动路径12ba和管道33，但是不包括热交换器31，则水21a的温度由集光型光伏模块11中产生的热升高。因此，在这种情况下，氢气生成设备2中的水21a的温度能够更高效地升高。此外，在这种情况下，能接简化氢气生成系统的构造。
在根据第一实施例的氢气生成系统中，如果流动路径12ba在平面图中与集光型光伏元件13位置重合，则集光型光伏模块11中产生的热能够被高效地传递给排热机构3。因此，在这种情况下，进一步提高了氢气生成系统的效率。
(第二实施例)
下面描述根据第二实施例的氢气生成系统的构造。
下面主要描述与根据第一实施例的氢气生成系统的差异，因此将不重复冗余说明。
图6是示出根据第二实施例的氢气生成系统的整体构造的示意图。如图6中所示，根据第二实施例的氢气生成系统包括集光型光伏设备、氢气生成设备2和排热机构3。集光型光伏设备1附接到架台4，并且架台4包括驱动器41(未示出)、太阳方位传感器42(未示出)和跟踪控制板43。在集光型光伏设备1和氢气生成设备2之间设置有电压转换单元5。
排热机构3包括流动路径12ba(参见图7)、热交换器31、管道32和管道33。排热机构3可以仅包括流动路径12ba和管道33，而不包括热交换器31。
图7是示出根据第二实施例的氢气生成系统的集光型光伏模块11的放大截面图。如图7中所示，壳体12包括框架12a、底板12b和顶板12c。框架12a和底板12b优选地由同一种材料制成。框架12a和底板12b优选地由树脂材料制成。框架12a和底板12b优选地一体地形成。
底板12b上设置有流动路径12b。具体地，流动路径12ba由管状构件18限定。管状构件18被设置在底板12b上。管状构件18由Al、Cu等制成。流动路径12ba经由管道32连接至热交换器31。热交换器31经由管道32连接至氢气生成设备2的储藏箱21。如果排热机构3不包括热交换器31，则流动路径12ba经由管道33连接至氢气生成设备2的储藏箱21。
集光型光伏元件13被设置在管状构件18的上方。在集光型光伏元件13和管状构件18之间设置有绝缘材料14和布线材料15。绝缘材料14被设置在管状构件18上。布线材料15被设置在绝缘材料14上。集光型光伏元件13电连接至布线材料15。
下面描述根据第二实施例的氢气生成系统的有利效果。
根据第二实施例的氢气生成系统提供了更高效的氢气生成系统，而与外部空气温度无关。
在根据第二实施例的氢气生成系统中，设置在底板12b上的流动路径12ba排出来自集光型光伏模块11的热。因此，不必使底板12b由高导热率材料制成。底板12b可以由与框架12a相同的材料，即由树脂材料制成，并且它们能够一体地形成。如果底板12b和框架12a由树脂材料一体地形成，则集光型光伏模块能够以简化的过程制造，并且能够降低重量。
(第三实施例)
下面描述根据第三实施例的氢气生成系统的构造。
下面描述与根据第二实施例的氢气生成系统的差异，因此将不重复冗余说明。
图8是示出根据第三实施例的氢气生成系统的整体构造的示意图。如图8中所示，根据第三实施例的氢气生成系统包括集光型光伏设备1、氢气生成设备2和排热机构3。集光型光伏设备1附接至架台4，并且架台4包括驱动器41(未示出)、太阳方位传感器42(未示出)和跟踪控制板43。在集光型光伏设备1和氢气生成设备2之间设置有电压转换单元5。
排热机构3包括流动路径12ba(参见图9)、热交换器31、管道32和管道33。排热机构3可以仅包括流动路径12ba和管道33，但是没有热交换器31。
图9是示出根据第三实施例的氢气生成系统中的集光型光伏模块11的放大截面图。如图9中所示，壳体12包括框架12a、底板12b和顶板12c。框架12a和底板12b优选地由相同材料制成。框架12a和底板12b优选地由树脂材料制成。框架12a和底板12b优选地一体地成形。
底板12b上设置有流动路径12ba。具体地，流动路径12ba由管状构件18限定。管状构件18被设置在底板12b上。管状构件18由Al、Cu等制成。流动路径12ba通过将管状构件18和管道32彼此连接而连接至热交换器31。热交换器31通过连接至管道32而连接至氢气生成设备2的储藏箱21。在这种情况下，管道32由绝缘材料制成以绝缘。如果排热机构3不包括热交换器31，则流动路径12ba通过将管状构件18和管道33彼此连接而连接至氢气生成设备2的储藏箱21。在这种情况下，管道33由绝缘材料制成以绝缘。
管状构件18被划分为第一部分18a和第二部分18b。管状构件18在延伸方向上的一侧为第一部分18a，管状构件18在延伸方向上的另一侧为第二部分18b。绝缘部分18c介于第一部分18a和第二部分18b之间。绝缘部分18c例如由丁基橡胶制成。
集光型光伏元件13被设置在管状构件18上。集光型光伏元件13被电连接至管状构件18。例如，集光型光伏元件13的阳极被电连接至第一部分18a，集光型光伏元件13的阴极被电连接至第二部分18b。在集光型光伏元件13和管状构件18之间未设置绝缘材料14和布线材料15。换句话说，集光型光伏元件13被直接设置在管状构件18上。
下面描述根据第三实施例的氢气生成系统的有利效果。
根据第三实施例的氢气生成系统提供了更高效的氢气生成系统，而与外部空气温度无关。
此外，根据第三实施例的氢气生成系统消除了对绝缘材料14和布线材料15的需求。因此，根据第三实施例的氢气生成系统能够降低制造成本。此外，由于在根据第三实施例的氢气生成系统中，没有在集光型光伏元件13和管状构件18之间设置绝缘材料14，所以能够更高效地排出集光型光伏元件13产生的热。
(第四实施例)
下面描述根据第四实施例的氢气生成系统的构造。
下面描述与根据第一至第三实施例的氢气生成系统的差异，因此将不重复冗余说明。
图10是示出根据第四实施例的氢气生成系统的整体构造的示意图。如图10中所示，根据第四实施例的氢气生成系统包括集光型光伏设备1、氢气生成设备2和排热机构3。排热机构3包括流动路径12ba(未示出)、连接至流动路径12ba的管道32、连接至管道32的热交换器31以及连接至热交换器31的管道33。排热机构3可以仅包括流动路径12ba(未示出)和连接至流动路径12ba的管道33，但是没有管道32和热交换器31。
集光型光伏设备1附接至架台4，并且架台4包括驱动器41(未示出)、太阳方位传感器42(未示出)和跟踪控制板43。集光型光伏设备1和氢气生成设备2之间设置有电压转换单元5。
图11是跟踪控制板43的示意性俯视图。如图11中所示，跟踪控制板43包括控制单元43a、电源单元43b、端子单元43c和第一管道43d。控制单元43a是基于来自太阳方位传感器42的信号控制驱动器41的部分。电源单元43b是将AC电源转换为DC电源的部分，例如以进行控制。端子单元43c是具有各种类型的端子的部分，以连接至外部元件。
第一管道43d被设置在跟踪控制板43中。在跟踪控制板43中，电源单元43b产生最大量的热。因此，第一管道43d优选地围绕电源单元43b设置。具体地，第一管道43d优选地被设置在电源单元43b的壳体上。第一管道43d由Al、Cu等制成。
如上所述，电压转换单元5例如为DCDC转换器。图12是电压转换单元5的电路图。如图12中所示，电压转换单元5包括开关元件51、二极管52、线圈元件53和电容器元件54。开关元件51例如为电力金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
图13是电压转换单元5的示意性俯视图。如图13中所示，电压转换单元5包括壳体55、基板56和第二管道57。开关元件51、二极管52、线圈元件53和电容器元件54被安装在基板56上。基板56被容纳在壳体55中。第二管道57被设置在壳体55中。
开关元件51、二极管52和线圈元件53在电压转换单元5中产生大量的热。因此，第二管道57优选地围绕开关元件51、二极管52和线圈元件53设置。第二管道57由Al、Cu等制成。
第一管道43d和第二管道57被连接至流动路径12ba。具体地，第一管道43d和第二管道57被布置在管道32的路径上。如果排热机构3不包括管道32和热交换器31，则第一管道43d和第二管道57被布置在管道33的路径上，因而连接至流动路径12ba。
下面描述根据第四实施例的氢气生成系统的有利效果。
根据第四实施例的氢气生成系统不仅能够使用集光型光伏模块11中产生的热，而且也能够使用跟踪控制板43和电压转换单元5中产生的热来升高氢气生成设备2中的水21a的温度。因此，根据第四实施例的氢气生成系统能够更高效地使用从氢气生成系统排出的热。
本文公开的实施例在每一方面都应被理解为说明而非限制。本发明的范围不是由上述实施例，而且由权利要求的条款限定。本发明的范围旨在包括与权利要求的条款等效的意义和范围内的任何改型。
附图标记列表
1：集光型光伏设备
2：氢气生成设备
3：排热机构
4：架台
5：电压转换单元
11：集光型光伏模块
12：壳体
12a：框架
12b：底板
12ba：流动路径
12bb：上底板
12bc：下底板
12bd：凹槽
12be：焊接材料
12c：顶板
13：集光型光伏元件
14：绝缘材料
15：布线材料
16：一次光学系统
17：二次光学系统
18：管状构件
18a：第一部分
18b：第二部分
18c：绝缘部分
21：储藏箱
21a：水
21b：氢气
21c：氧气
22：阳极
23：阴极
24：隔板
31：热交换器
31a：入口侧管道
31b：出口侧管道
32、33：管道
41：驱动器
42：太阳方位传感器
43：跟踪控制板
43a：控制单元
43b：电源单元
43c：端子单元
43d：第一管道
51：开关元件
52：二极管
53：线圈元件
54：电容器元件
55：壳体
56：基板
57：第二管道

Claims (9)

1.一种氢气生成系统，包括：
集光型光伏模块，包括：
壳体，所述壳体包括框架和底板，所述底板被设置在所述框架的下端处，和
集光型光伏元件，所述集光型光伏元件被布置在所述底板上；
氢气生成设备，所述氢气生成设备被构造为利用从所述集光型光伏模块供应的电力对水进行电解来生成氢气；以及
排热机构，所述排热机构被构造为利用所述集光型光伏模块中产生的热来升高所述水的温度。
2.根据权利要求1所述的氢气生成系统，其中，所述排热机构包括：
热交换器，和
流动路径，所述流动路径被设置在所述底板中，并且被连接至所述热交换器，使得冷却剂在所述流动路径中流动，并且
所述热交换器通过所述冷却剂来提高所述水的温度。
3.根据权利要求1所述的氢气生成系统，其中，所述排热机构包括设置在所述底板中的流动路径，从而所述水在所述流动路径中流动。
4.根据权利要求2或3所述的氢气生成系统，其中，所述流动路径被布置在所述集光型光伏元件的下方。
5.根据权利要求1所述的氢气生成系统，其中，所述排热机构包括：
热交换器；和
流动路径，所述流动路径被设置在所述底板上，并且被连接至所述热交换器，从而冷却剂在所述流动路径中流动，
所述热交换器通过所述冷却剂来提高所述水的温度，并且
所述集光型光伏元件被布置在所述流动路径的上方。
6.根据权利要求5所述的氢气生成系统，其中，所述框架和所述底板由树脂材料整体形成。
7.根据权利要求5或6所述的氢气生成系统，其中，所述流动路径由导电材料制成，并且所述流动路径和所述集光型光伏元件彼此电连接。
8.根据权利要求2至7中的任一项所述的氢气生成系统，还包括跟踪控制板，所述跟踪控制板被构造成控制所述集光型光伏模块以跟踪太阳，所述跟踪控制板包括位于所述跟踪控制板内的第一管道，其中，
所述第一管道被连接至所述流动路径。
9.根据权利要求2至8中的任一项所述的氢气生成系统，还包括电压转换单元，所述电压转换单元被构造成对由所述集光型光伏模块所供应的电压进行转换，所述电压转换单元包括位于所述电压转换单元内的第二管道，其中
所述第二管道被连接至所述流动路径。
CN201780046026.1A 2016-07-27 2017-07-25 氢气生成系统 Pending CN109563633A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016147349A JP6750370B2 (ja) 2016-07-27 2016-07-27 水素精製システム
JP2016-147349 2016-07-27
PCT/JP2017/026839 WO2018021295A1 (ja) 2016-07-27 2017-07-25 水素精製システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109563633A true CN109563633A (zh) 2019-04-02

Family

ID=61016636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780046026.1A Pending CN109563633A (zh) 2016-07-27 2017-07-25 氢气生成系统

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20190233950A1 (zh)
EP (1) EP3492629A4 (zh)
JP (1) JP6750370B2 (zh)
CN (1) CN109563633A (zh)
AU (1) AU2017303447A1 (zh)
MA (1) MA45812A (zh)
TW (1) TW201815663A (zh)
WO (1) WO2018021295A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114050777A (zh) * 2021-11-22 2022-02-15 西安交通大学 一种供能自持的串并联直接太阳能聚光制氢限位跟踪系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11738305B2 (en) 2012-08-30 2023-08-29 Element 1 Corp Hydrogen purification devices
JP2019186517A (ja) * 2018-03-30 2019-10-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 多接合型光エネルギー変換素子およびそれを具備するデバイス、並びにＳｒＺｎ２Ｎ２の製造方法
KR102396118B1 (ko) * 2020-05-12 2022-05-10 스코트라 주식회사 수중 산소의 자가 발생과 프레임 부식 방지 기능을 갖는 친환경 수상 태양광 발전시스템
WO2023136148A1 (ja) * 2022-01-12 2023-07-20 株式会社カネカ 電解システム
WO2023145767A1 (ja) * 2022-01-28 2023-08-03 学校法人同志社 エネルギ利用システム、および、炭素含有材料の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6130065U (ja) * 1984-07-26 1986-02-22 株式会社 ほくさん 太陽電池パネルを用いた水電解によるガス発生装置
JP2012036414A (ja) * 2010-08-03 2012-02-23 Sony Corp 発電・水素ガス発生装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101406A (en) * 1976-04-01 1978-07-18 Gow Enterprises Limited Simplified electrolytic system
JP2000054174A (ja) * 1998-08-07 2000-02-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水電解装置および水電解蓄電池
JP2006176834A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Nissan Motor Co Ltd エネルギー変換システム
JP6271311B2 (ja) * 2014-03-24 2018-01-31 株式会社東芝 電気化学反応装置
JP6375489B2 (ja) * 2014-04-28 2018-08-22 株式会社メセナ 低床型太陽光追尾装置
PT3145899T (pt) * 2014-05-21 2020-08-17 Sunthetics Ab Produção de combustível utilizando energia solar

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6130065U (ja) * 1984-07-26 1986-02-22 株式会社 ほくさん 太陽電池パネルを用いた水電解によるガス発生装置
JP2012036414A (ja) * 2010-08-03 2012-02-23 Sony Corp 発電・水素ガス発生装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114050777A (zh) * 2021-11-22 2022-02-15 西安交通大学 一种供能自持的串并联直接太阳能聚光制氢限位跟踪系统
CN114050777B (zh) * 2021-11-22 2023-08-15 西安交通大学 一种供能自持的串并联直接太阳能聚光制氢限位跟踪系统

Also Published As

Publication number Publication date
TW201815663A (zh) 2018-05-01
MA45812A (fr) 2019-06-05
JP2018016840A (ja) 2018-02-01
JP6750370B2 (ja) 2020-09-02
WO2018021295A1 (ja) 2018-02-01
EP3492629A1 (en) 2019-06-05
EP3492629A4 (en) 2020-04-01
US20190233950A1 (en) 2019-08-01
AU2017303447A1 (en) 2019-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109563633A (zh) 氢气生成系统
JP4775475B2 (ja) 電力変換装置
KR100851110B1 (ko) 태양에너지를 이용한 전력공급장치
JP2018528751A (ja) 統合型太陽エネルギー利用装置及びシステム
US20050183962A1 (en) System and method for generating hydrogen gas using renewable energy
KR20170007399A (ko) 태양광을 이용한 자동차용 수소 연료 공급기와 전기 자동차용 충전기를 갖춘 독립형 에너지 공급 시설
CN102510245A (zh) 用于机动车尾气余热回收的温差发电器
US20120125780A1 (en) System and method for generating hydrogen gas using renewable energy
US20120222967A1 (en) System and Method for Generating Hydrogen Gas Using Renewable Energy
US20150288329A1 (en) Junction Box
US20110017277A1 (en) Concentration photovoltaic and heating apparatus
JP2007174759A (ja) 電力変換装置
KR20140043197A (ko) 열전발전 겸용 온수공급장치
CN201242053Y (zh) Led与导热装置的组合构件
EP2835449A1 (en) Photovoltaic module for the production of hydrogen
CN216639661U (zh) 一种电解制氢余热利用系统
KR20130088344A (ko) 태양광 모듈 냉각 시스템
CN202334391U (zh) 一种用于机动车尾气余热回收的温差发电器
CN210380765U (zh) 一种太阳能光伏发电系统
KR101636914B1 (ko) 태양광 발전용의 모듈화된 다이오드 방열판 조립체
CN114672834A (zh) 基于光伏制氢耦合燃料电池的热电联用系统及方法
CN101065853A (zh) 热能传递电路系统
WO2019245130A1 (ko) 열전발전장치가 구비된 튀김조
US20130098428A1 (en) Sunlight complex modules and apparatuses for using solar energy
US20130319503A1 (en) Solar receiver

Legal Events

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

Application publication date: 20190402

RJ01 Rejection of invention patent application after publication