本發(fā)明涉及一種，更具體地說，涉及一種制備氫氣并進行復合式供水供電的方法及系統(tǒng)。

背景技術：
當前的戰(zhàn)備隧道、海島，往往使用內燃機進行發(fā)電，并且需要存儲大量的汽油、柴油和飲用水。當在戰(zhàn)備隧道內使用內燃機進行發(fā)電時，產(chǎn)生大量有毒氣體，需要及時將有毒氣體排出隧道，否則存在重大的安全威脅。一旦排氣設備出現(xiàn)故障點，整個隧道內的有毒氣體的濃度將迅速上升，對生命安全存在嚴重威脅。因此，不允許出現(xiàn)有任何故障，但大量事實顯示，故障總是存在，不可能做到百分百地防止事故發(fā)生。而對于海島，飲用水用于維持一切生命活動，是最重要的資源。但不管是海島上設置凈化設置，或是從島外運輸飲用水至海島上，成本都極其高昂。中國實用新型專利ZL201220525716.X公開了一種自發(fā)電隧道照明系統(tǒng)，在隧道路面的表層設有多個壓電裝置，多個壓電裝置的電力輸出端通過全橋整流裝置與變換器的電力輸入端相連，變換器的電力輸出端與儲能裝置的電力輸入端相連，儲能裝置的電力輸出端連接隧道燈。上述實用新型利用了公路的振動能量，解決了隧道地區(qū)布設線路不便、成本昂貴的問題，改善了現(xiàn)有的電網(wǎng)供電和太陽能供電方式的諸多不足，為隧道照明系統(tǒng)提供了新的能量來源。但由于發(fā)電功率低下，只能適用于照明等低功率設備，無法大范圍應用，無法改進現(xiàn)有技術中，大型設備的用電問題存在的不足。中國發(fā)明專利申請200410008339.2公開了一種風光互補制氫方法及其裝置，利用太陽能電池板和風力發(fā)電機綜合發(fā)電電解水制取氫氣。太陽能和風能的結合在一定程度上能彌補單純由太陽能或單純由風能發(fā)電存在的不穩(wěn)定、利用率低等不足和缺點，但由于自然能源始終是不穩(wěn)定的能源，如果不存在徹底解決其不穩(wěn)定的技術方案，則簡單地將幾種形式的自然能源發(fā)電裝置疊加在一起，仍然無法解決現(xiàn)有技術存在的問題。并且，上述發(fā)明并未考慮使用氫氣發(fā)電，并產(chǎn)生水，將水用于飲用或者循環(huán)電解再次產(chǎn)生氫氣，一旦水源中斷，則無法繼續(xù)運行。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種利用可再生能源進行水電解，并存儲氫氣進行發(fā)電，并進行復合式供水供電的制備氫氣并進行復合式供水供電的方法，及其系統(tǒng)。本發(fā)明的技術方案如下：一種制備氫氣并進行復合式供水供電的方法，步驟如下：1)利用可再生能源進行發(fā)電，分別為用電設備、水電解裝置供電；2)水電解裝置制得氫氣，并進行壓縮、存儲；3)氫氣燃料電池利用步驟2)制得的氫氣進行發(fā)電，為用電設備、水電解裝置供電。作為優(yōu)選，步驟1)中，利用可再生能源進行發(fā)電還為充電電池組進行充電，進行電能的存儲。作為優(yōu)選，步驟3)中，還設置有備用氫氣源為氫氣燃料電池提供氫氣。作為優(yōu)選，步驟3)中，進一步地，將氫氣燃料電池產(chǎn)生的水進行收集存儲，作為飲用淡水資源，并用于步驟2)中水電解裝置的原料進行循環(huán)使用。作為優(yōu)選，將外部水源、污水經(jīng)過凈化后，用于步驟2)中水電解裝置的原料進行循環(huán)使用。作為優(yōu)選，對氫氣燃料電池保持在特定的溫度濕度范圍內，用于保證氫氣燃料電池的性能穩(wěn)定。作為優(yōu)選，利用可再生能源進行發(fā)電后，對電能進行分配的優(yōu)先級由高到低，依次為：用電設備、水電解裝置、充電電池組。作為優(yōu)選，所述的可再生能源包括太陽能、風力、潮汐。一種制備氫氣并進行復合式供水供電的系統(tǒng)，包括可再生能源發(fā)電裝置、水電解裝置、氫氣壓縮裝置、氫氣存儲裝置，還包括電源分配裝置、氫氣燃料電池；可再生能源發(fā)電裝置與電源分配裝置連接，電源分配裝置分別與水電解裝置、用電設備連接，用于將可再生能源獲得的電能分配給水電解裝置、用電設備；氫氣燃料電池的電能輸入電源分配裝置，通過電源分配裝置分別分配給水電解裝置、用電設備。作為優(yōu)選，還包括充電電池組，與電源分配裝置連接，將可再生能源獲得的電能分配給充電電池組進行充電，進行電能的存儲。作為優(yōu)選，氫氣燃料電池還連接有提供備用氫氣的氫氣輸入裝置。作為優(yōu)選，氫氣燃料電池產(chǎn)生的水排放至淡水存儲裝置，流至水電解裝置，為水電解裝置提供原料，并作為飲用水源接入飲用水管道。作為優(yōu)選，外部接入的外部水源、污水經(jīng)水處理裝置凈化后，流至水電解裝置，為水電解裝置提供原料。作為優(yōu)選，氫氣燃料電池包覆著密封的保溫保濕殼體，保溫保濕殼體內設置有溫度濕度控制裝置，溫度濕度控制裝置設置有高低溫環(huán)境電源輸入口，高低溫環(huán)境電源輸入口分別與接入電源、電源分配裝置連接。作為優(yōu)選，所述的可再生能源發(fā)電裝置包括太陽能發(fā)電裝置、風力發(fā)電裝置、潮汐發(fā)電裝置中的一種或幾種組合。作為優(yōu)選，氫氣存儲裝置包括壓縮氫氣罐、液態(tài)氫氣壓縮罐、固態(tài)氫氣壓縮罐、納米材料氫氣存儲罐的一種或者幾種組合。本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明以一種利用可再生能源，如太陽能和風能進行水電解并存儲氫氣進行復合式供水供電的方法，使戰(zhàn)備隧道或海島上只需要存儲大量的氫氣資源，即可解決上述問題，并且在供電供水時不產(chǎn)生任何污染。本發(fā)明用于戰(zhàn)備隧道時，可替代戰(zhàn)備隧道中裝置的內燃發(fā)電機及油料存儲裝置。在同等供電能力下，所占用體積遠遠小于內燃發(fā)電機及油料存儲裝置。并且在發(fā)電過程中只排出淡水，完全無污染。同時，使用本發(fā)明所述的方法和系統(tǒng)，無需在隧道中存儲油料和大量飲用水，只需存儲氫氣。同等重量的氫氣在供電時可產(chǎn)生18倍重量的淡水，并且可以將用過的污水進行處理后再生氫氣并壓縮存儲，使氫氣可以反復循環(huán)使用。大大提高存儲的氫氣的使用效率。本發(fā)明用于海島時，不用向海島輸送淡水資源，海島可通過電解海水存儲氫氣，并根據(jù)淡水使用量決定氫氣燃料電池的使用量，氫氣燃料電池產(chǎn)生的水可供飲用，大大節(jié)約向海島輸送物資的運力，以及在海島建造凈化設備的成本。附圖說明圖1是本發(fā)明所述的系統(tǒng)的示意圖；圖中：1是可再生能源發(fā)電裝置，11是太陽能發(fā)電裝置，12是風力發(fā)電裝置，13是潮汐發(fā)電裝置，2是電源分配裝置，3是水電解裝置，31是氫氣壓縮裝置，32是氫氣存儲裝置，4是氫氣燃料電池，41是保溫保濕殼體，42是高低溫環(huán)境電源輸入口，43是溫度濕度控制裝置，5是用電設備，6是充電電池組，7是水處理裝置，8是氫氣輸入裝置，9是淡水存儲裝置。具體實施方式以下結合附圖及實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。本發(fā)明提供一種制備氫氣并進行復合式供水供電的方法，步驟如下：1)利用可再生能源(包括太陽能、風力、潮汐)進行發(fā)電，分別為用電設備、水電解裝置供電；2)水電解裝置制得氫氣，并進行壓縮、存儲；3)氫氣燃料電池利用步驟2)制得的氫氣進行發(fā)電，為用電設備、水電解裝置供電。進一步地，步驟1)中，還可以增加充電電池組，利用可再生能源進行發(fā)電為充電電池組進行充電，進行電能的存儲。利用可再生能源進行發(fā)電后，對電能進行分配的優(yōu)先級由高到低，依次為：用電設備、水電解裝置、充電電池組。步驟3)中，為了實現(xiàn)途徑輸入氫氣，還設置有備用氫氣源為氫氣燃料電池提供氫氣。進一步地，將氫氣燃料電池產(chǎn)生的水進行收集存儲，作為飲用淡水資源，并用于步驟2)中水電解裝置的原料進行循環(huán)使用。進一步地，還可以將外部水源、污水經(jīng)過凈化后，用于步驟2)中水電解裝置的原料進行循環(huán)使用。為了保持氫氣燃料電池的穩(wěn)定工作，對氫氣燃料電池保持在特定的溫度濕度范圍內，用于保證氫氣燃料電池的性能穩(wěn)定，以及避免發(fā)電過程中產(chǎn)生的水散失。特定的溫度濕度范圍由氫氣燃料電池自身的性能決定，可參照氫氣燃料電池的性能曲線進行判斷。基于上述的方法，本發(fā)明還提供一種制備氫氣并進行復合式供水供電的系統(tǒng)，如圖1所示，包括可再生能源發(fā)電裝置1、水電解裝置3、氫氣壓縮裝置31、氫氣存儲裝置32，還包括電源分配裝置2、氫氣燃料電池4；可再生能源發(fā)電裝置1與電源分配裝置2連接，電源分配裝置2分別與水電解裝置3、用電設備5連接，用于將可再生能源獲得的電能分配給水電解裝置3、用電設備5；氫氣燃料電池4的電能輸入電源分配裝置2，通過電源分配裝置2分別分配給水電解裝置3、用電設備5。進一步地，還包括充電電池組6，與電源分配裝置2連接，將可再生能源獲得的電能分配給充電電池組6進行充電，進行電能的存儲。本實施例中，充電電池組6為鋰電池組。為了實現(xiàn)其他途徑輸入氫氣，氫氣燃料電池4還連接有提供備用氫氣的氫氣輸入裝置8。氫氣燃料電池4產(chǎn)生的水排放至淡水存儲裝置9，為水電解裝置3提供原料，并作為飲用水源接入飲用水管道。外部接入的外部水源、污水經(jīng)水處理裝置7凈化后，流至水電解裝置3，為水電解裝置3提供原料。為了保證氫氣燃料電池4的穩(wěn)定工作，氫氣燃料電池4包覆著密封的保溫保濕殼體41，保溫保濕殼體41內設置有溫度濕度控制裝置43，溫度濕度控制裝置43設置有高低溫環(huán)境電源輸入口42，高低溫環(huán)境電源輸入口42分別與接入電源、電源分配裝置2連接。本發(fā)明所述的可再生能源發(fā)電裝置1包括太陽能發(fā)電裝置11、風力發(fā)電裝置12、潮汐發(fā)電裝置13中的一種或幾種組合。氫氣存儲裝置32包括壓縮氫氣罐、液態(tài)氫氣壓縮罐、固態(tài)氫氣壓縮罐、納米材料氫氣存儲罐的一種或者幾種組合。具體地，太陽能發(fā)電裝置11包括太陽能電池板、柔性太陽能電池制品、生物太陽能產(chǎn)生裝置。太陽能發(fā)電裝置11、風力發(fā)電裝置12、潮汐發(fā)電裝置13、氫燃料電池、水電解裝置3、鋰電池組均連接到電源分配裝置2。水電解裝置3將電解水產(chǎn)生的氫氣輸送到氫氣壓縮裝置31，氫氣壓縮裝置31將壓縮后的氫氣輸送到氫氣存儲裝置32。氫氣存儲裝置32包括壓縮氫氣罐、液態(tài)氫氣壓縮罐、固態(tài)氫氣壓縮罐、納米材料氫氣存儲罐的一種或者幾種組合。氫氣存儲裝置32連接到氫氣燃料電池4的氫氣輸入口，氫氣燃料電池4的氫氣輸入口同時連接其它提供備用氫氣的氫氣輸入裝置8。氫氣燃料電池4的排水口連接至淡水存儲裝置9。外部水源及使用過的淡水(包括人的排泄水)通過水處理裝置7處理后輸入水電解裝置3。氫氣燃料電池4被密封的保溫保濕殼體41所保護，保溫保濕殼體41內設置有溫度濕度控制裝置43，溫度濕度控制裝置43包括加熱裝置、冷卻裝置、加濕裝置，溫度濕度控制裝置43設置有高低溫環(huán)境電源輸入口42，高低溫環(huán)境電源輸入口42與電源分配裝置2連接，進行供電。本發(fā)明所述的系統(tǒng)工作過程如下：太陽能發(fā)電裝置11、風力發(fā)電裝置12、潮汐發(fā)電裝置13中的一種或者幾種組合連接到電源分配裝置2，在太陽能發(fā)電裝置11、風力發(fā)電裝置12、潮汐發(fā)電裝置13可以工作時，電源分配裝置2根據(jù)連接到電源分配裝置2的用電設備5，將產(chǎn)生的電流分配到用電設備5。當供電電流可滿足用電設備5的用電需求并有富余時，如果氫氣存儲裝置32未滿，則將富余電流分配給水電解裝置3，如果氫氣存儲裝置32已滿，則將富余電流分配給鋰電池組。當太陽能發(fā)電裝置11、風力發(fā)電裝置12、潮汐發(fā)電裝置13產(chǎn)生的電流不能滿足用電設備5的需求時，氫氣存儲裝置32向氫氣燃料電池4輸送氫氣，氫氣燃料電池4發(fā)出的電流供給電源分配裝置2分配給用電設備5。氫氣燃料電池4工作過程中產(chǎn)生的水，存入淡水存儲裝置9。外部水源(例如海水或者地下水)以及使用過的污水，包括人的排泄水輸入水處理裝置7，水處理裝置7處理過的水輸入水電解裝置3。位于氫氣燃料電池4外部的密封的保溫保濕殼體41，可有效保持氫氣燃料電池4的溫度濕度，提高氫氣燃料電池4的工作效率。加熱裝置可在氣溫低于零下15攝氏度時，通過高低溫環(huán)境電源輸入口42輸入其它電源例如手搖發(fā)電機提供啟動溫度，防止氫氣燃料電池4產(chǎn)生的水結冰。保溫保濕殼體41可有效保持氫氣燃料電池4的溫度。冷卻裝置在環(huán)境溫度過高時啟動，用于降低氫氣燃料電池4的工作溫度，保持發(fā)電效率。加濕裝置在環(huán)境濕度過低時進行工作，用于保證氫氣燃料電池4的工作溫度。對于氫氣燃料電池4的除濕，可以通過干燥劑，或利用加熱裝置進行除濕。高低溫環(huán)境電源輸入口42同時連接到電源分配器，在啟動成功后，如需繼續(xù)通過加熱或制冷裝置保持氫氣燃料電池4的工作溫度，則可通過電源分配器向加熱裝置或冷卻裝置持續(xù)供電。上述實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定。只要是依據(jù)本發(fā)明的技術實質，對上述實施例進行變化、變型等都將落在本發(fā)明的權利要求的范圍內。