本發(fā)明涉及熱能動(dòng)力技術(shù)范疇，尤其涉及一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

太陽能熱泵是以太陽能作為低溫?zé)嵩?，另外消耗一定的高品位能?一般為電能或機(jī)械能)，將太陽能的溫度水平提升后再加以利用的熱泵。在具體實(shí)現(xiàn)方式上，太陽能熱泵可利用蒸氣壓縮式、斯特林式等熱泵作為中間環(huán)節(jié)，而以集熱器收集的太陽熱作為蒸發(fā)器的吸熱源，太陽能在其中起輔助熱源的作用，因此這類熱泵又常被稱為太陽能輔助熱泵。目前以太陽能集熱器和蒸氣壓縮式熱泵相結(jié)合的太陽能輔助熱泵比較常見。

太陽能輔助熱泵是太陽能利用的重要形式，但由于其需要消耗高品位的能源，如：電能或機(jī)械能，太陽能輔助熱泵不能完全依靠太陽能來工作，因此還不是完全的可再生能源利用系統(tǒng)，不能離開電網(wǎng)單獨(dú)運(yùn)行。此外，由于太陽能具有間歇的特性，在夜晚和陰雨天氣收集不了太陽熱能，達(dá)不到熱泵工作所需要的低溫?zé)嵩吹淖畹蜏囟?，此時(shí)就不能維持太陽能輔助熱泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

以氫為燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池(pemfc)具有燃料來源廣泛、清潔環(huán)保、電能轉(zhuǎn)換效率高、工作溫度低的特點(diǎn)，只要源源不斷地給pemfc供應(yīng)氫氣，pemfc就能源源不斷地產(chǎn)生電力，不受天氣條件的限制。輸入到pemfc的氫氣的能量有50％以上轉(zhuǎn)化成電能，剩下不到50％則轉(zhuǎn)化成熱量。由于此熱量溫度較低，一般利用價(jià)值不大，只能白白排放掉。如要充分利用此余熱，就需要將此余溫的溫度提升到比較高的水平才行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種氫能和太陽能互補(bǔ)的新能源利用系統(tǒng)，以解決太陽能輔助熱泵不能脫離電網(wǎng)運(yùn)行，以及質(zhì)子交換膜燃料電池的余熱溫度不高的問題的氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng),包括燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)和復(fù)合型平板太陽能集熱器，所述散熱系統(tǒng)、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)和復(fù)合型平板太陽能集熱器依次連通構(gòu)成冷卻水回路，所述散熱系統(tǒng)將冷卻水泵入燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中，所述冷卻水帶走燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的反應(yīng)熱，所述冷卻水的溫度升高，并流入復(fù)合型平板太陽能集熱器，所述復(fù)合型平板太陽能集熱器在陽光不充足時(shí)吸收冷卻水的熱量，所述冷卻水的溫度降低，并流回散熱系統(tǒng)，所述冷卻水在散熱系統(tǒng)中進(jìn)一步散熱，所述冷卻水的溫度進(jìn)一步降低至能夠再次冷卻燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。

進(jìn)一步，所述復(fù)合型平板太陽能集熱器包括透明平板玻璃、中間隔層、選擇性吸收涂層、流道、填充層和保溫層，所述中間隔層、選擇性吸收涂層、流道和填充層均設(shè)在保溫層內(nèi)，所述流道、選擇性吸收涂層、中間隔層和透明平板玻璃從下向上依次設(shè)置，太陽光透過所述透明平板玻璃，穿過所述中間隔層，照射在所述選擇性吸收涂層上，所述選擇性吸收涂層具有高吸收率和低發(fā)射率，太陽能充足時(shí)，所述選擇性吸收涂層將入射的太陽光吸收，沒太陽時(shí)或陽光不充足時(shí),所述選擇性吸收涂層吸收冷卻水的熱量，所述選擇性吸收涂層溫度升高，所述填充層填充在流道的外側(cè)，所述選擇性吸收涂層將吸收的熱量通過填充層傳遞給流道，所述保護(hù)層防止熱量散失。

進(jìn)一步，所述流道包括水流道和制冷劑流道，所述水流道和制冷劑流道互不連通，所述制冷劑流道在水流道的下方，所述選擇性吸收涂層將吸收的熱量通過填充層傳遞給水流道內(nèi)流通的水和制冷劑流道內(nèi)流通的制冷劑；所述中間隔層為空氣層或真空層，所述填充層為導(dǎo)熱性能優(yōu)良的固體或液體，所述填充層為泡沫金屬或?qū)嵋骸?/p>

進(jìn)一步，所述復(fù)合型平板太陽能集熱器依次連通壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流元件構(gòu)成一集熱回路，所述壓縮機(jī)通過燃料電池發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電力驅(qū)動(dòng)，所述壓縮機(jī)將制冷劑氣體壓縮為高溫高壓的制冷劑氣體，再進(jìn)入冷凝器，在所述冷凝器中冷凝為高溫高壓的液體，所述高溫高壓的液體通過節(jié)流元件變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖夯旌衔铮龅蜏氐蛪旱闹评鋭庖夯旌衔锪魅霃?fù)合型平板太陽能集熱器，在所述復(fù)合型平板太陽能集熱器中所述低溫低壓的制冷劑氣液混合物吸收熱量再次蒸發(fā)為制冷劑氣體，并再次進(jìn)入壓縮機(jī)被重新壓縮。

進(jìn)一步，所述冷凝器依次連通第二水泵和熱水儲(chǔ)箱構(gòu)成一熱水循環(huán)回路，所述第二水泵將熱水儲(chǔ)箱中的水泵入冷凝器中吸收冷凝熱，水溫升高，再流回?zé)崴畠?chǔ)箱。

進(jìn)一步，所述第二水泵與冷凝器之間設(shè)有第四閥，所述第二水泵和復(fù)合型平板太陽能集熱器的冷卻水入口端連通，所述述第二水泵和復(fù)合型平板太陽能集熱器的冷卻水入口端之間設(shè)有第三閥，所述熱水儲(chǔ)箱和復(fù)合型平板太陽能集熱器的冷卻水出口端連通，所述述熱水儲(chǔ)箱和復(fù)合型平板太陽能集熱器的冷卻水出口端之間設(shè)有第五閥，所述復(fù)合型平板太陽能集熱器的冷卻水出口端與散熱系統(tǒng)之間設(shè)有第二閥，所述復(fù)合型平板太陽能集熱器的冷卻水入口端與燃料電池發(fā)電系統(tǒng)之間設(shè)有第一閥；

所述散熱系統(tǒng)包括散熱器、第一水泵、散熱風(fēng)扇和膨脹水箱，所述第一水泵將冷卻水從散熱器的底部抽出，所述膨脹水箱為散熱器供應(yīng)冷卻水并提供水溫變化時(shí)所需的體積膨脹空間，所述散熱風(fēng)扇設(shè)在散熱器的一側(cè)，所述散熱風(fēng)扇加速散熱器外部空氣的對流，進(jìn)而加速所述散熱器的散熱；

所述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)包括質(zhì)子交換膜燃料電池電堆和直流-直流變換器，所述氫氣和空氣中的氧氣在所述質(zhì)子交換膜燃料電池電堆中反應(yīng)產(chǎn)生直流電，所述直流電經(jīng)直流-直流變換器轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定直流電，并輸出或供應(yīng)給壓縮機(jī)；

所述冷凝器是冷媒-水換熱器，所述冷凝器為殼管式換熱器、套管式換熱器或板式換熱器；

所述節(jié)流元件是節(jié)流毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、節(jié)流短管或節(jié)流孔板。

一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行方法，陽光充足時(shí)，所述復(fù)合型平板太陽能集熱器吸收太陽能的熱量，關(guān)閉所述第一閥、第二閥和第四閥，打開第三閥、第五閥；關(guān)閉第一水泵，運(yùn)行第二水泵；所述復(fù)合型平板太陽能集熱器收集太陽的熱能，所述第二水泵從熱水儲(chǔ)箱的底部抽水，并泵入復(fù)合型平板太陽能集熱器中，水在復(fù)合型平板太陽能集熱器中吸收熱能，水溫升高，再流回?zé)崴畠?chǔ)箱的頂部，所述第二水泵再從熱水儲(chǔ)箱的底部抽水，并泵入復(fù)合型平板太陽能集熱器中直至整個(gè)熱水儲(chǔ)箱中的水溫升高，實(shí)現(xiàn)將太陽能儲(chǔ)存到熱水儲(chǔ)箱中。

一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行方法，沒有太陽或陽光不充足時(shí)，所述復(fù)合型平板太陽能集熱器吸收冷卻水的熱量，打開第一閥和第二閥，關(guān)閉第三閥、第四閥和第五閥，關(guān)閉第二水泵，運(yùn)行第一水泵，所述質(zhì)子交換膜燃料電池電堆中氫氣和空氣中的氧氣反應(yīng)產(chǎn)生直流電，并經(jīng)直流-直流變換器轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定直流電輸出，所述氫氣和空氣中的氧氣反應(yīng)時(shí)，第一水泵從散熱器的底部抽取冷卻水，并泵入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，所述冷卻水帶走質(zhì)子交換膜燃料電池電堆的反應(yīng)熱，并流向復(fù)合型平板太陽能集熱器中，在所述復(fù)合型平板太陽能集熱器中冷卻后，再流回散熱器，并在散熱器中進(jìn)一步冷卻。

一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行方法，沒有太陽或陽光不充足時(shí)，所述復(fù)合型平板太陽能集熱器吸收冷卻水的熱量，打開第四閥，關(guān)閉第一閥、第二閥、第三閥和第五閥，關(guān)閉第一水泵，運(yùn)行第二水泵，所述壓縮機(jī)將制冷劑氣體壓縮為高溫高壓的制冷劑氣體，再進(jìn)入冷凝器，所述第二水泵將熱水儲(chǔ)箱底部的水泵入冷凝器中，泵入冷凝器中的水吸收高溫高壓的制冷劑氣體冷凝為高溫高壓液體的冷凝熱，水溫升高，并流回?zé)崴畠?chǔ)箱的頂部，所述第二水泵再從熱水儲(chǔ)箱的底部抽水，并泵入冷凝器中直至整個(gè)熱水儲(chǔ)箱中的水溫升高，實(shí)現(xiàn)將太陽能儲(chǔ)存到熱水儲(chǔ)箱中。

一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行方法，沒有太陽或陽光不充足時(shí)，所述復(fù)合型平板太陽能集熱器吸收冷卻水的熱量，打開第一閥、第二閥和第四閥，關(guān)閉第三閥和第五閥，運(yùn)行第一水泵和第二水泵，所述質(zhì)子交換膜燃料電池電堆中氫氣和空氣中的氧氣反應(yīng)產(chǎn)生直流電，并經(jīng)直流-直流變換器轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定直流電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，所述氫氣和空氣中的氧氣反應(yīng)時(shí)，第一水泵從散熱器的底部抽取冷卻水，并泵入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，所述冷卻水帶走質(zhì)子交換膜燃料電池電堆的反應(yīng)熱，并流向復(fù)合型平板太陽能集熱器中；同時(shí)，所述壓縮機(jī)將制冷劑氣體壓縮為高溫高壓的制冷劑氣體，再進(jìn)入冷凝器，所述第二水泵將熱水儲(chǔ)箱底部的水泵入冷凝器中，泵入冷凝器中的水吸收高溫高壓的制冷劑氣體冷凝為高溫高壓液體的冷凝熱，水溫升高，并流回?zé)崴畠?chǔ)箱的頂部，所述高溫高壓液體通過節(jié)流元件變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖夯旌衔?，所述低溫低壓的制冷劑氣液混合物流入?fù)合型平板太陽能集熱器；在所述復(fù)合型平板太陽能集熱器中吸收了熱量的冷卻水向制冷劑氣液混合物放熱，所述低溫低壓的制冷劑氣液混合物吸收熱量再次蒸發(fā)為制冷劑氣體，所述冷卻水再流回散熱器進(jìn)一步冷卻。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：克服了質(zhì)子交換膜燃料電池電能轉(zhuǎn)換效率高，但余熱溫度低；充分利用了低品位的、溫度較低的燃料電池余熱和太陽能，得到了高品位的、溫度較高的熱水，使得燃料電池余熱和太陽能的利用價(jià)值更高，如可用于冬季采暖、工藝加熱等場合；系統(tǒng)中的制冷壓縮機(jī)、水泵等可以用燃料電池所發(fā)的直流電直接驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)脫網(wǎng)運(yùn)行，在沙漠、海島等邊遠(yuǎn)無電地區(qū)也能應(yīng)用；具有多種運(yùn)行模式，可適應(yīng)不同的季節(jié)和天氣條件；全部由可再生能源驅(qū)動(dòng)(氫能、太陽能)，零污染、零排放，對環(huán)境友好，且將燃料電池的余熱完全利用的綜合能源利用系統(tǒng)，提高了氫能源的綜合利用率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng)的一示意圖。

圖2是圖1中復(fù)合型平板太陽能集熱器的一示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地描述。

請參考圖1，本發(fā)明的實(shí)施例提供了本發(fā)明的實(shí)施例提供一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng),包括燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1、散熱系統(tǒng)2和復(fù)合型平板太陽能集熱器3，散熱系統(tǒng)2、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1和復(fù)合型平板太陽能集熱器3依次連通構(gòu)成冷卻水回路；復(fù)合型平板太陽能集熱器3依次連通壓縮機(jī)4、冷凝器5和節(jié)流元件6構(gòu)成一集熱回路，在一實(shí)施例中，冷凝器5是冷媒-水換熱器，冷凝器5優(yōu)選為殼管式換熱器、套管式換熱器或板式換熱器；節(jié)流元件6優(yōu)選是節(jié)流毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、節(jié)流短管或節(jié)流孔板；冷凝器5依次連通第二水泵7和熱水儲(chǔ)箱8構(gòu)成一熱水循環(huán)回路。

燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1包括質(zhì)子交換膜燃料電池電堆101和直流-直流變換器102，質(zhì)子交換膜燃料電池電堆101兩側(cè)設(shè)有氫氣進(jìn)口、氫氣出口、空氣進(jìn)口和出氣出口，氫氣和空氣中的氧氣進(jìn)入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆101，并在質(zhì)子交換膜燃料電池電堆101中反應(yīng)產(chǎn)生直流電，直流電經(jīng)直流-直流變換器102轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定直流電，并輸出或供應(yīng)給壓縮機(jī)4。

散熱系統(tǒng)2包括散熱器201、第一水泵202、散熱風(fēng)扇203和膨脹水箱204，散熱風(fēng)扇203設(shè)在散熱器201的一側(cè)，膨脹水箱204為散熱器201供應(yīng)冷卻水并提供水溫變化時(shí)所需的體積膨脹空間，第一水泵202將冷卻水從散熱器201的底部抽出，并將冷卻水泵入燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1中，冷卻水帶走燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1的反應(yīng)熱，冷卻水的溫度升高，并流入復(fù)合型平板太陽能集熱器3，沒有陽光或陽光不充足時(shí)，復(fù)合型平板太陽能集熱器3吸收冷卻水的熱量，冷卻水的溫度降低，并流回散熱系統(tǒng)2的散熱器201，散熱風(fēng)扇203加速散熱器201外部空氣的對流，進(jìn)而加速散熱器201的散熱，使冷卻水進(jìn)一步散熱，冷卻水的溫度進(jìn)一步降低至能夠再次冷卻燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1。

請參考圖2，復(fù)合型平板太陽能集熱器3包括透明平板玻璃301、中間隔層302、選擇性吸收涂層303、流道304、填充層305和保溫層306，中間隔層302、選擇性吸收涂層303、流道304和填充層305均設(shè)在保溫層306內(nèi)，流道304、選擇性吸收涂層303、中間隔層302和透明平板玻璃301從下向上依次設(shè)置，填充層305填充在流道304的外側(cè)，在一實(shí)施例中，流道304包括水流道3041和制冷劑流道3042，水流道3041和制冷劑流道3042互不連通，制冷劑流道3042在水流道3041的下方，中間隔層302為空氣層或真空層，優(yōu)選真空層，其具有能最大限度地降低熱量并傳遞的作用，填充層305為導(dǎo)熱性能優(yōu)良的固體或液體，填充層305優(yōu)選為泡沫金屬或?qū)嵋骸?/p>

太陽光透過透明平板玻璃301，穿過中間隔層302，照射在選擇性吸收涂層303上，選擇性吸收涂層303具有高吸收率和低發(fā)射率，陽光充足時(shí)，選擇性吸收涂層303將入射的太陽光吸收，沒有陽光或陽光不充足時(shí)，選擇性吸收涂層303吸收冷卻水的熱量，選擇性吸收涂層303溫度升高，選擇性吸收涂層303將吸收的熱量通過填充層305傳遞給水流道3041內(nèi)流通的水和制冷劑流道3042內(nèi)流通的制冷劑，水流道3041中流通的水來自冷卻水回路或熱水儲(chǔ)箱8，保護(hù)層306防止熱量散失。

壓縮機(jī)4通過燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1產(chǎn)生的電力驅(qū)動(dòng)，壓縮機(jī)4將制冷劑氣體壓縮為高溫高壓的制冷劑氣體，再進(jìn)入冷凝器5，第二水泵7將熱水儲(chǔ)箱8中的水泵入冷凝器5中吸收冷凝熱，高溫高壓的制冷劑氣體冷凝為高溫高壓的液體，水溫升高，再流回?zé)崴畠?chǔ)箱8，高溫高壓的液體通過節(jié)流元件6變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖夯旌衔?，低溫低壓的制冷劑氣液混合物流入?fù)合型平板太陽能集熱器3，在復(fù)合型平板太陽能集熱器3中低溫低壓的制冷劑氣液混合物吸收熱量再次蒸發(fā)為制冷劑氣體，并再次進(jìn)入壓縮機(jī)4被重新壓縮。

在一實(shí)施例中，第二水泵7與冷凝器5之間設(shè)有第四閥12，第二水泵7和復(fù)合型平板太陽能集熱器3的冷卻水入口端連通，第二水泵7和復(fù)合型平板太陽能集熱器3的冷卻水入口端之間設(shè)有第三閥11，熱水儲(chǔ)箱8和復(fù)合型平板太陽能集熱器3的冷卻水出口端連通，熱水儲(chǔ)箱8和復(fù)合型平板太陽能集熱器3的冷卻水出口端之間設(shè)有第五閥13，復(fù)合型平板太陽能集熱器3的冷卻水出口端與散熱系統(tǒng)2的散熱器201之間設(shè)有第二閥10，復(fù)合型平板太陽能集熱器3的冷卻水入口端與燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1之間設(shè)有第一閥9。

陽光充足時(shí)，復(fù)合型平板太陽能集熱器3中收集的太陽能的熱量，太陽能的熱量通過熱交換的形式傳遞給冷凝器中以及冷凝器5收集吸收了冷凝熱的熱量的水均可以流入熱水儲(chǔ)箱8中；沒有太陽時(shí)，復(fù)合型平板太陽能集熱器3中收集的吸收了反應(yīng)熱的冷卻水的熱量頁流入熱水儲(chǔ)箱8中，使得熱水儲(chǔ)箱8中水溫提高，從而達(dá)到熱泵效應(yīng)，作為典型實(shí)施例，從第一水泵202中抽出的水溫一般低于55℃，經(jīng)此熱泵循環(huán)之后，在熱水儲(chǔ)箱8中可得到75～95℃的熱水，燃料電池余熱的溫度得到大幅提升，因而更有利用價(jià)值。

一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行方法：陽光充足時(shí)，復(fù)合型平板太陽能集熱器3吸收太陽能的熱量，關(guān)閉第一閥9、第二閥10和第四閥12，打開第三閥11和第五閥13；關(guān)閉第一水泵202，運(yùn)行第二水泵7；復(fù)合型平板太陽能集熱器3收集太陽的熱能，第二水泵7從熱水儲(chǔ)箱8的底部抽水，并泵入復(fù)合型平板太陽能集熱器3中，水在復(fù)合型平板太陽能集熱器3中吸收熱能，水溫升高，再流回?zé)崴畠?chǔ)箱8的頂部，第二水泵7再從熱水儲(chǔ)箱8的底部抽水，并泵入復(fù)合型平板太陽能集熱器3中直至整個(gè)熱水儲(chǔ)箱8中的水溫升高，實(shí)現(xiàn)將太陽能儲(chǔ)存到熱水儲(chǔ)箱8中。

燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1、壓縮機(jī)4均不工作，僅靠復(fù)合型平板太陽能集熱器3收集太陽的熱能，適用于陽光充足的天氣或夏季。

一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行方法，沒有太陽或陽光不充足時(shí)，復(fù)合型平板太陽能集熱器3吸收冷卻水的熱量，打開第四閥12，關(guān)閉第一閥9、第二閥10、第三閥11和第五閥13，關(guān)閉第一水泵202，運(yùn)行第二水泵7，壓縮機(jī)4將制冷劑氣體壓縮為高溫高壓的制冷劑氣體，再進(jìn)入冷凝器5，第二水泵7將熱水儲(chǔ)箱8底部的水泵入冷凝器5中，泵入冷凝器5中的水吸收高溫高壓的制冷劑氣體冷凝為高溫高壓液體的冷凝熱，水溫升高，并流回?zé)崴畠?chǔ)箱8的頂部，第二水泵7再從熱水儲(chǔ)箱8的底部抽水，并泵入冷凝器5中直至整個(gè)熱水儲(chǔ)箱8中的水溫升高，實(shí)現(xiàn)將太陽能儲(chǔ)存到熱水儲(chǔ)箱8中。

燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1不工作，壓縮機(jī)4工作，壓縮機(jī)4由電網(wǎng)供電，復(fù)合型平板太陽能集熱器3收集的太陽熱能作為低溫?zé)嵩?。此種模式適用于陽光不充足的冬春季節(jié)，且可以從電網(wǎng)取電的場合。

一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行方法，沒有太陽或陽光不充足時(shí)，復(fù)合型平板太陽能集熱器3吸收冷卻水的熱量，打開第一閥9和第二閥10，關(guān)閉第三閥11、第四閥12和第五閥13，關(guān)閉第二水泵7，運(yùn)行第一水泵202，質(zhì)子交換膜燃料電池電堆101中氫氣和空氣中的氧氣反應(yīng)產(chǎn)生直流電，并經(jīng)直流-直流變換器102轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定直流電輸出，氫氣和空氣中的氧氣反應(yīng)時(shí)，第一水泵202從散熱器201的底部抽取冷卻水，并泵入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆101，冷卻水帶走質(zhì)子交換膜燃料電池電堆101的反應(yīng)熱，并流向復(fù)合型平板太陽能集熱器3中，在復(fù)合型平板太陽能集熱器3中冷卻后，再流回散熱器201，并在散熱器201中進(jìn)一步冷卻。

僅燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1工作，壓縮機(jī)4不工作。此種模式適用于僅需要單獨(dú)供電，且不需要利用燃料電池余熱的場合。

一種氫能和太陽能互補(bǔ)的熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行方法，沒有太陽或陽光不充足時(shí)，復(fù)合型平板太陽能集熱器3吸收冷卻水的熱量，打開第一閥9、第二閥10和第四閥12，關(guān)閉第三閥11和第五閥13，運(yùn)行第一水泵202和第二水泵7，質(zhì)子交換膜燃料電池電堆101中氫氣和空氣中的氧氣反應(yīng)產(chǎn)生直流電，并經(jīng)直流-直流變換器102轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定直流電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)4，氫氣和空氣中的氧氣反應(yīng)時(shí)，第一水泵202從散熱器201的底部抽取冷卻水，并泵入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆101，冷卻水帶走質(zhì)子交換膜燃料電池電堆101的反應(yīng)熱，并流向復(fù)合型平板太陽能集熱器3中；同時(shí)，壓縮機(jī)4將制冷劑氣體壓縮為高溫高壓的制冷劑氣體，再進(jìn)入冷凝器5，第二水泵7將熱水儲(chǔ)箱8底部的水泵入冷凝器5中，泵入冷凝器5中的水吸收高溫高壓的制冷劑氣體冷凝為高溫高壓液體的冷凝熱，水溫升高，并流回?zé)崴畠?chǔ)箱8的頂部，高溫高壓液體通過節(jié)流元件6變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖夯旌衔?，低溫低壓的制冷劑氣液混合物流入?fù)合型平板太陽能集熱器3；在復(fù)合型平板太陽能集熱器3中吸收了熱量的冷卻水向制冷劑氣液混合物放熱，低溫低壓的制冷劑氣液混合物吸收熱量再次蒸發(fā)為制冷劑氣體，冷卻水再流回散熱器201進(jìn)一步冷卻。

燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1、壓縮機(jī)4均工作，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1的余熱、復(fù)合型平板太陽能集熱器3收集的太陽作為低溫?zé)嵩?，同時(shí)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1所發(fā)的直流電用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)4，此種模式適用于陽光不充足的條件或冬春季節(jié)，并且在沒有市電的情況下也可以脫網(wǎng)運(yùn)行。

本發(fā)明克服了質(zhì)子交換膜燃料電池電能轉(zhuǎn)換效率高，但余熱溫度低；充分利用了低品位的、溫度較低的燃料電池余熱和太陽能，得到了高品位的、溫度較高的熱水，使得燃料電池余熱和太陽能的利用價(jià)值更高，如可用于冬季采暖、工藝加熱等場合；系統(tǒng)中的制冷壓縮機(jī)、水泵等可以用燃料電池所發(fā)的直流電直接驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)脫網(wǎng)運(yùn)行，在沙漠、海島等邊遠(yuǎn)無電地區(qū)也能應(yīng)用；具有多種運(yùn)行模式，可適應(yīng)不同的季節(jié)和天氣條件；全部由可再生能源驅(qū)動(dòng)(氫能、太陽能)，零污染、零排放，對環(huán)境友好，且將燃料電池的余熱完全利用的綜合能源利用系統(tǒng)，提高了氫能源的綜合利用率。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位詞是以附圖中零部件位于圖中以及零部件相互之間的位置來定義的，只是為了表達(dá)技術(shù)方案的清楚及方便。應(yīng)當(dāng)理解，所述方位詞的使用不應(yīng)限制本申請請求保護(hù)的范圍。

在不沖突的情況下，本文中上述實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。