CN115118202A - 一种太阳能风能制氢供电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种太阳能风能制氢供电系统，具体技术方案为：一种太阳能风能制氢供电系统，包括太阳能风能发电装置，所述太阳能风能发电装置与海水淡化装置电性连接，所述海水淡化装置产生的淡水通过电解制氢装置进行处理后产生的氢气进行储存。本发明公开的太阳能风能制氢供电系统，利用太阳能风能发电淡化海水，然后电解制氢，将产生的氢气储存起来并提供给燃料电池，燃料电池提供动力同时也为太阳能风能制氢设备提供能源。
Description
技术领域
本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种太阳能风能制氢供电系统。
背景技术
燃料电池是一种未经燃烧就能把化学能转化为电能的装置，是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术，早期燃料电池发展，焦点集中在军事空间等专业应用及千瓦级以上分散式发电上。但随着技术进步，它用途更加广泛，既可应用于军事、空间、发电厂领域，也可应用于船舶、机动车、移动设备和居民家庭等领域。
多年来，科学家们始终致力于寻找既有较高能源利用效率、又不污染环境的能源利用方式，而燃料电池正是比较理想的选择，但是传统燃料电池船舶补充燃料需返航，可能会耽误海上作业。
现有技术中，有通过采集太阳能和风能直接供能的新能源船，也有在船的底部加装螺旋桨利用水流发电从而节约能源的新能源船，还有利用新型锂电池系统的新能源船。但是，利用太阳能风能海水淡化，电解制氢储能，再通过燃料电池供电的新能源船，则没有见到相关报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种太阳能风能制氢供电系统，利用太阳能风能发电淡化海水，然后电解制氢，将产生的氢气储存起来并提供给燃料电池，燃料电池提供动力同时也为太阳能风能制氢设备提供能源。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种太阳能风能制氢供电系统，包括太阳能风能发电装置，所述太阳能风能发电装置与海水淡化装置电性连接，所述海水淡化装置产生的淡水通过电解制氢装置进行处理后产生的氢气进行储存。
优选的，所述太阳能风能发电装置包括太阳能电池和风能发电机。
优选的，所述海水淡化装置包括海水过滤器，所述海水过滤器的进口处设置有管道，所述管道上设置有低压泵，所述海水过滤器的出口处通过管道连接有高压泵，所述高压泵的出口处通过管道连接有反渗透膜海水淡化器，所述反渗透膜海水淡化器产生的淡水通过水槽储存，所述水槽内设置有第一液位传感器。
优选的，所述电解制氢装置包括电解池，所述电解池通过管道连接有抽水泵，所述抽水泵的进水口处的管道伸进所述水槽内，所述电解池产生的氢气通过加压阀储存在储氢罐中，所述电解池内设置有第二液位传感器。
优选的，所述燃料电池包括燃料电池堆，所述燃料电池堆与储氢罐连接，所述燃料电池堆连接有散热器，所述散热器上连接有冷却水箱，所述冷却水箱通过水泵与所述燃料电池堆连接。
优选的，所述储氢罐上设置有压力传感器，所述燃料电池堆与储氢罐连接的管路上设置有降压阀。
优选的，所述太阳能风能发电装置连接有蓄电池，所述第一液位传感器、第二液位传感器和压力传感器与控制器电性连接。
本发明具备以下有益效果：
1.本发明提供了一种不用人工补充燃料的供能系统，它通过太阳能风能供电淡化海水，再对淡水进行电解产生氢气，将产生的氢气储存起来并且通过控制器始终保持氢气的容量，使得新能源船可以随时进行海上作业，同时配备蓄电池做备用电源和启动电源，具有高效率、低排放、全自动的特点。本发明所公开的新能源船技术还可用于无人海洋探测平台等领域，为无人海洋探测平台各种探测系统供能，同时也为其远程控制航行提供动力，不需要人工补充燃料，也实现了节能减排，保护环境的目的。
2.本发明以太阳能风能发电作为能源，既保证了新能源船的动力供应也不会产生任何污染气体，在新能源船不需要工作时系统自动补充燃料，传统燃料电池船需要定时补给燃料，给海上工作带来许多不便，本发明在一定程度上解决了这个问题，通过蓄电池做太阳能风能制氢发电新能源船的启动电源，在系统正常工作之后切换为燃料电池供电，基本可以实现能源的自给自足，既实现了能源的高效利用，也不会有二氧化碳排放。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为海水淡化装置图；
图3为电解制氢装置图；
图4为燃料电池装置图；
图中：低压泵1、海水过滤器2、高压泵3、反渗透膜海水淡化器4、第一液位传感器5、水槽6、抽水泵7、电解池8、第二液位传感器9、加压阀10、储氢罐11、压力传感器12、燃料电池堆13、散热器14、冷却水箱15、水泵16、降压阀17。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
若未特别指明，实施举例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
参考图1-图4，本发明公开了一种太阳能风能制氢供电系统，主要设置在新能源船上，包括太阳能风能发电装置，太阳能风能发电装置与海水淡化装置电性连接，海水淡化装置产生的淡水通过电解制氢装置进行处理后产生的氢气进行储存。具体的：通过太阳能风能发电装置采集电能为海水淡化装置供能，产生的淡水在电解槽中电解成为氢气和氧气，氢气通过加压阀10储存在储氢罐11中，同时可以为燃料电池提供燃料，从而为新能源船提供动力和整个太阳能风能制氢发电系统供能。
进一步的，太阳能风能发电装置包括太阳能电池和风能发电机。太阳能通过太阳能电池转换为电能并储存到蓄电池中；同样的，风力带动风能发电机发电，产生的电能储存到蓄电池中。
进一步的，海水淡化装置包括海水过滤器2，海水过滤器2的进口处设置有管道，管道上设置有低压泵1，海水过滤器2的出口处通过管道连接有高压泵3，高压泵3的出口处通过管道连接有反渗透膜海水淡化器4，反渗透膜海水淡化器4产生的淡水通过水槽6储存，水槽6内设置有第一液位传感器5。在使用过程中，低压泵1将低压海水抽入，通过海水过滤器2将海水中的杂质去除，再通过高压泵3加压成高压海水，并进入到反渗透膜海水淡化器4中进行淡化，产生的淡水进入水槽6中进行储存。
进一步的，电解制氢装置包括电解池8，电解池8通过管道连接有抽水泵7，抽水泵7的进水口处的管道伸进水槽6内，电解池8产生的氢气通过加压阀10储存在储氢罐11中，储氢罐11上设置有压力传感器12，电解池8内设置有第二液位传感器9。使用时，抽水泵7将水槽6中的淡水抽出补充进电解池8中进行电解制氢，产生的氢气通过加压阀10加压储存在储氢罐11中。
进一步的，燃料电池包括燃料电池堆13，燃料电池堆13与储氢罐11连接，燃料电池堆13与储氢罐11连接的管路上设置有降压阀17。燃料电池堆13上连接有散热器14，散热器14上连接有冷却水箱15，冷却水箱15通过水泵16与燃料电池堆13连接。在使用时，储氢罐11中的氢气通过降压阀17降压后作为燃料进入燃料电池堆为新能源船提供动力的同时也维系整个太阳能风能制氢供电系统的运行，散热器14、冷却水箱15和水泵16组成水冷系统为燃料电池进行降温。
更进一步的，太阳能风能发电装置上连接有蓄电池，用于储存产生的电能，并作为整个系统的启动电源和备用电源，第一液位传感器5、第二液位传感器9和压力传感器12与控制器电性连接，从而对整个系统的运行进行监测。具体为：当第一液位传感器5监测到水槽6内的淡水不足时，控制器控制海水淡化装置通电，进行海水淡化来补充淡水；当监测到水槽6中的水达到一定水位时，控制器断电停止海水淡化。当第二液位传感器9监测到电解池8中的淡水不足时，控制器控制抽水泵7通电，从水槽6中补充淡水进入到电解池中，当监测到电解池中淡水达到一定水位时使抽水泵断电停止抽水。当压力传感器12监测到储氢罐11中的氢气容量不足时，控制器使电解池8通电进行电解制氢；当压力传感器12监测到储氢罐11中氢气达到一定量时控制器使电解池8断电停止电解制氢。
进一步的，蓄电池作为启动电源分别给低压泵1、高压泵3、海水淡化装置、控制器、抽水泵7、电解池8和加压阀10提供动力，控制器监测到水槽6中的淡水不足，通过控制器控制低压泵1和高压泵3将低压海水通过海水过滤器2再加压成高压海水，经过反渗透海水淡化器4将海水淡化，产生的淡水储存在水槽6当中。控制器监测到电解池中的淡水不足，于是控制器控制抽水泵将水槽中的淡水补充进电解池中。控制器监测到储氢罐中氢气容量不足，于是控制器控制电解池使其通电工作进行电解制氢，产生的氢气通过加压泵加压最后储存在储氢罐当中。启动燃料电池，通过使用储氢罐中的氢气为负载提供动力，运行一段时间后由风能发电装置和太阳能电池为海水淡化器提供动力，同时燃料电池分别为低压泵、高压泵，抽水泵、电解池、加压阀、降压阀供能，此时停止使用蓄电池，系统的能源基本可以实现自动循环供应。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种太阳能风能制氢供电系统，包括太阳能风能发电装置，其特征在于：所述太阳能风能发电装置与海水淡化装置电性连接，所述海水淡化装置产生的淡水通过电解制氢装置进行处理后产生的氢气进行储存。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能风能制氢供电系统，其特征在于：所述太阳能风能发电装置包括太阳能电池和风能发电机。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能风能制氢供电系统，其特征在于：所述海水淡化装置包括海水过滤器(2)，所述海水过滤器(2)的进口处设置有管道，所述管道上设置有低压泵(1)，所述海水过滤器(2)的出口处通过管道连接有高压泵(3)，所述高压泵(3)的出口处通过管道连接有反渗透膜海水淡化器(4)，所述反渗透膜海水淡化器(4)产生的淡水通过水槽(6)储存，所述水槽(6)内设置有第一液位传感器(5)。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能风能制氢供电系统，其特征在于：所述电解制氢装置包括电解池(8)，所述电解池(8)通过管道连接有抽水泵(7)，所述抽水泵(7)的进水口处的管道伸进所述水槽(6)内，所述电解池(8)产生的氢气通过加压阀(10)储存在储氢罐(11)中，所述电解池(8)内设置有第二液位传感器(9)。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能风能制氢供电系统，其特征在于：所述燃料电池包括燃料电池堆(13)，所述燃料电池堆(13)与储氢罐(11)连接，所述燃料电池堆(13)连接有散热器(14)，所述散热器(14)上连接有冷却水箱(15)，所述冷却水箱(15)通过水泵(16)与所述燃料电池堆(13)连接。
6.根据权利要求4所述的一种太阳能风能制氢供电系统，其特征在于：所述储氢罐(11)上设置有压力传感器(12)，所述燃料电池堆(13)与储氢罐(11)连接的管路上设置有降压阀(17)。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能风能制氢供电系统，其特征在于：所述太阳能风能发电装置连接有蓄电池，所述第一液位传感器(5)、第二液位传感器(9)和压力传感器(12)与控制器电性连接。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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