CN205501426U - 一种小型民用太阳能电解水转换系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种小型民用太阳能电解水转换系统，它涉及清洁燃料新能源技术领域。太阳能发电板通过电源分配器与氢气发生器水电解池连接，氢气发生器水电解池通过管道与洗氢器连接，洗氢器上设置有氢气袋，氢气袋通过永磁式自控压缩机与高压储氢瓶连接，高压储氢瓶、二氧化碳储气瓶均通过管道接至氢质二甲醚储气瓶，水蒸气发生器与电源分配器连接，水蒸气发生器、氢质二甲醚储气瓶均通过管道接至二甲醚及催化剂合成器，二甲醚及催化剂合成器通过冷却管接至氢质甲醇储存罐，氢质二甲醚储气瓶通过压缩机接至氢质二甲醚液化器。本实用新型把太阳能变为使用方便易储存的化学能，易于储存，清洁环保，便于用户使用，实用性强。

Description

一种小型民用太阳能电解水转换系统
技术领域
本实用新型涉及的是清洁燃料新能源技术领域，具体涉及一种小型民用太阳能电解水转换系统。
背景技术
目前公认的清洁可再生能源是太阳能、风能，其中太阳能是应用最为广泛的能源，对太阳能来说，发电在有光照的白天，而峰值是在夏至正午时分，四季发电量不同，当前大量储电还没有好的方法，现有的太阳能光伏发电技术，存在长时大量存储成本巨大，多点并网输送电能，对电网的维修，突发事故难以断电，存在安全问题，且现有技术的家庭用太阳能发电，主要问题是，正午时分，发出的电能剩余量大，难以储存或储存代价与回报不成比例，和使用市电相比，无优势，无经济价值，基于此，设计一种新型的小型民用太阳能电解水转换系统还是很有必要的。
实用新型内容
针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种小型民用太阳能电解水转换系统，结构简单，设计合理，把太阳能变为使用方便易储存的化学能，易于储存，清洁环保，便于用户使用，实用性强，易于推广使用。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种小型民用太阳能电解水转换系统，包括太阳能发电板、电源分配器、氢气发生器水电解池、洗氢器、氢气袋、永磁式自控压缩机、高压储氢瓶、氢燃料电池、逆变器、水蒸气发生器，太阳能发电板通过电源分配器与氢气发生器水电解池连接，氢气发生器水电解池通过管道与洗氢器 连接，洗氢器上设置有氢气袋，氢气袋通过永磁式自控压缩机与多个高压储氢瓶连接，高压储氢瓶通过管道与氢燃料电池连接，氢燃料电池接逆变器，高压储氢瓶、二氧化碳储气瓶均通过管道接至氢质二甲醚储气瓶，水蒸气发生器与电源分配器连接，水蒸气发生器、氢质二甲醚储气瓶均通过管道接至二甲醚及催化剂合成器，二甲醚及催化剂合成器通过冷却管接至氢质甲醇储存罐，氢质二甲醚储气瓶通过压缩机接至氢质二甲醚液化器。
作为优选，所述的氢气发生器水电解池为金属电解槽，氢气发生器水电解池的槽体接电源分配器的直流正极，电源分配器的负极与氢气发生器水电解池中多个金属团的接点连接。
作为优选，所述的氢气袋与永磁式自控压缩机之间的管道上安装有氢气防回火器和压力开关表，高压储氢瓶、氢质二甲醚储气瓶上均安装有压力表。
作为优选，所述冷却管位于的二甲醚及催化剂合成器的一端设置有冷却水入口，冷却管位于的氢质甲醇储存罐的一端设置有冷却水出口。
作为优选，所述高压储氢瓶中的氢气与二氧化碳储气瓶中的二氧化碳及催化剂通过自动装置按一定比例混合生成氢质二甲醚，分子式为C2H6O，所述氢质二甲醚与水蒸气及催化剂通过自动混合装置冷却为氢质甲醇，分子式为CH3OH。
本实用新型的有益效果：把电能通过电解水的方式获得氢气，把太阳能变为使用方便的化学能，将太阳能白天发出的电能，大多剩余部分转化为化学能源，储存起来，以便为冬季取暖、行车提供维持全年的能源消耗，不仅易于储存，也更清洁环保，便于用户使用，具有良好的经济效益和社会价值。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的工艺流程图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：一种小型民用太阳能电解水转换系统，包括太阳能发电板1、电源分配器2、氢气发生器水电解池3、洗氢器4、氢气袋5、永磁式自控压缩机6、高压储氢瓶7、氢燃料电池8、逆变器9、水蒸气发生器10，太阳能发电板1通过电源分配器2与氢气发生器水电解池3连接，氢气发生器水电解池3通过管道与洗氢器4连接，洗氢器4上设置有氢气袋5，氢气袋5通过永磁式自控压缩机6与多个高压储氢瓶7连接，高压储氢瓶7通过管道与氢燃料电池8连接，氢燃料电池8接逆变器9，高压储氢瓶7、二氧化碳储气瓶11均通过管道接至氢质二甲醚储气瓶12，水蒸气发生器10与电源分配器2连接，水蒸气发生器10、氢质二甲醚储气瓶12均通过管道接至二甲醚及催化剂合成器13，二甲醚及催化剂合成器13通过冷却管14接至氢质甲醇储存罐15，氢质二甲醚储气瓶12通过压缩机16接至氢质二甲醚液化器17。
值得注意的是，所述的氢气发生器水电解池3为金属电解槽，氢气发生器水电解池3的槽体接电源分配器2的直流正极，电源分配器2的负极与氢气发生器水电解池3中多个金属团的接点连接。
此外，所述的氢气袋5与永磁式自控压缩机6之间的管道上安装有氢气防回火器18和压力开关表19，高压储氢瓶7、氢质二甲醚储气瓶12上均安装有压力表22，保证了装置使用的安全性；所述冷却管14位于的二甲醚及催化剂合成器13的一端设置有冷却水入口20，冷却管14位于 的氢质甲醇储存罐15的一端设置有冷却水出口21。
本具体实施方式所述高压储氢瓶7中的氢气与二氧化碳储气瓶11中的二氧化碳及催化剂通过自动装置按一定比例混合生成氢质二甲醚，分子式为C2H6O。所述氢质二甲醚与水蒸气及催化剂通过自动混合装置冷却为氢质甲醇，分子式为CH3OH。
本具体实施方式由太阳能发电板1输出电经电源分配器2数字调控分配至氢气发生器水电解池3制氢，氢气发生器水电解池3为金属材质，接直流正极，使在圈边产生的氧气排向大气，不做回收，对大气起到正面作用，或是收集与二氧化碳气体产生厂交换，电源负极接在多个金属团的接点上，在水中电解分离出氢气，由透明塑料罩收集洗氢至氢气袋5，当氢气充满约一立方米气体后，经氢气防回火器18由永磁式自控压缩机6自动输往高压储氢瓶7内储存，理论计算每5kw/h电能可转换1立方米氢气，每天可获得约为8立方米氢气；夜晚有氢燃料电池8至逆变器9提供维持家电运行，并定时启动水蒸气发生器10及永磁式自控压缩机6工作。高压储氢瓶7中的氢气再与二氧化碳储气瓶11中的二氧化碳调制混合出9.5立方米氢质二甲醚，存入氢质二甲醚储气瓶12，可直接用于灶具及取暖器，如用于汽车，还可经水蒸气发生器10蒸流催化与水结合变为氢质甲醇(CH3OH)液态燃料，该甲醇与天然气，一氧化碳(煤气)制醇不同，由于没有一氧化碳及硫的介入所以产生的氢质甲醇，无毒、无味、无腐蚀性，甲醇与二甲醚的比值为1∶1.4，1立方米氢质二甲醚可转换3公斤氢质甲醇，用来夏季储存冬季取暖，或直接加入汽油汽车油箱使用。
本具体实施方式每块单晶硅太阳能板约为1m2，发电峰值24V4.5A约100W，尤其在农村，房顶安装100m2太阳能极板发电，100m2太阳板应为峰值10000W平均值5000W，每天按日照8小时计算日产能约40度电，全年减去雨雪天气按265天×40度电算，一年产能约为10600度电，可维持一个四口之家全年的能源使用。
本具体实施方式不管使用代替天然气的氢质二甲醚还是代替石油的氢质甲醇为燃料，燃烧或用于汽车动力，所排放的成分是水分子和二氧化碳，排放气体对大气和人体无害，能改变使用石化能源的格局，该转换系统对社会的影响巨大，经济效益高，特别适用于家庭用电、炉灶、取暖器、汽车等新能源领域，将千家万户自己发的光伏电能，转为化学能，储存起来，达到全年均衡使用能源的目的，具有广阔的市场应用前景。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种小型民用太阳能电解水转换系统，其特征在于，包括太阳能发电板(1)、电源分配器(2)、氢气发生器水电解池(3)、洗氢器(4)、氢气袋(5)、永磁式自控压缩机(6)、高压储氢瓶(7)、氢燃料电池(8)、逆变器(9)、水蒸气发生器(10)，太阳能发电板(1)通过电源分配器(2)与氢气发生器水电解池(3)连接，氢气发生器水电解池(3)通过管道与洗氢器(4)连接，洗氢器(4)上设置有氢气袋(5)，氢气袋(5)通过永磁式自控压缩机(6)与多个高压储氢瓶(7)连接，高压储氢瓶(7)通过管道与氢燃料电池(8)连接，氢燃料电池(8)接逆变器(9)，高压储氢瓶(7)、二氧化碳储气瓶(11)均通过管道接至氢质二甲醚储气瓶(12)，水蒸气发生器(10)与电源分配器(2)连接，水蒸气发生器(10)、氢质二甲醚储气瓶(12)均通过管道接至二甲醚及催化剂合成器(13)，二甲醚及催化剂合成器(13)通过冷却管(14)接至氢质甲醇储存罐(15)，氢质二甲醚储气瓶(12)通过压缩机(16)接至氢质二甲醚液化器(17)。
2.根据权利要求1所述的一种小型民用太阳能电解水转换系统，其特征在于，所述的氢气发生器水电解池(3)为金属电解槽，氢气发生器水电解池(3)的槽体接电源分配器(2)的直流正极，电源分配器(2)的负极与氢气发生器水电解池(3)中多个金属团的接点连接。
3.根据权利要求1所述的一种小型民用太阳能电解水转换系统，其特征在于，所述的氢气袋(5)与永磁式自控压缩机(6)之间的管道上安装有氢气防回火器(18)和压力开关表(19)。
4.根据权利要求1所述的一种小型民用太阳能电解水转换系统，其特征在于，所述冷却管(14)位于的二甲醚及催化剂合成器(13)的一端设置有冷却水入口(20)，冷却管(14)位于的氢质甲醇储存罐(15)的一端设置有冷却水出口(21)。
5.根据权利要求1所述的一种小型民用太阳能电解水转换系统，其特征在于，所述的高压储氢瓶(7)、氢质二甲醚储气瓶(12)上均安装有压力表(22)。
6.根据权利要求1所述的一种小型民用太阳能电解水转换系统，其特征在于，所述高压储氢瓶(7)中的氢气与二氧化碳储气瓶(11)中的二氧化碳及催化剂通过自动装置按一定比例混合生成氢质二甲醚，分子式为C2H6O。
7.根据权利要求1或6所述的一种小型民用太阳能电解水转换系统，其特征在于，所述氢质二甲醚与水蒸气及催化剂通过自动混合装置冷却为氢质甲醇，分子式为CH3OH。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106285802A (zh) * 2016-09-29 2017-01-04 中国化学工程第七建设有限公司 一种发电方法及发电装置
CN109630873A (zh) * 2018-12-04 2019-04-16 武汉钢铁集团气体有限责任公司 气体充装装置以及方法
CN110131575A (zh) * 2019-05-09 2019-08-16 谌文杰 一种农村家用太阳能燃气及供电系统

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