一種風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置制造方法
【專利摘要】一種風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，屬能源領(lǐng)域。其特征是，本裝置由電動(dòng)勢(shì)起伏的直流電源，起伏直流電壓分配器，陽(yáng)光電解箱方陣，溫差發(fā)電箱，補(bǔ)水箱及保溫層構(gòu)成；直流電壓分配器根據(jù)直流電壓的大小使導(dǎo)體滾軸連接到電解箱方陣中相應(yīng)的導(dǎo)電片上，這樣就能保證在直流電壓隨機(jī)變化情況下，電解箱仍然在允許的范圍內(nèi)正常工作；溫差發(fā)電箱中溫差發(fā)電片的熱端固定在電解箱的后璧上，冷端固定在冷卻板上；補(bǔ)水箱與電解箱由虹吸管連通；溫差發(fā)電箱可作為電解水電源；電解箱的側(cè)壁，溫差發(fā)電箱的側(cè)壁，及補(bǔ)水箱覆蓋有保溫層。這種裝置能顯著提高風(fēng)能、光能利用效率。
【專利說明】—種風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:本發(fā)明書能源領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:風(fēng)力發(fā)電無疑是風(fēng)能利用的一種重要方式，但其儲(chǔ)存與運(yùn)輸并不容易。特高壓輸電盡管在技術(shù)上看似可行，然而其風(fēng)險(xiǎn)(自然災(zāi)難及戰(zhàn)爭(zhēng))極大，而且造價(jià)高。因此，國(guó)內(nèi)外并未普遍實(shí)行。
[0003]風(fēng)能、太陽(yáng)能的根本特征在于，兩者都是分布式能源?！小环掀洹植际健拘浴Ｒ虼?，將隨機(jī)、起伏的風(fēng)能、太陽(yáng)能就地轉(zhuǎn)化為易于保存運(yùn)輸?shù)娜剂鲜潜匾?，也是可行的?br> [0004]充分有效地利用、儲(chǔ)存風(fēng)能、太陽(yáng)能、海浪能這些永不衰竭的綠色能源毫無疑問是極其重要的。特別是對(duì)于我國(guó)的城鎮(zhèn)化，更有重要意義。電力與燃料是城鎮(zhèn)生活的重要條件。我國(guó)對(duì)城鄉(xiāng)普遍供電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，而燃料問題卻遠(yuǎn)未解決、也難以解決。
[0005]氫氣是重要的工業(yè)原料，氫氣本身就是很好的燃料，汽、柴油加氫可提高其燃燒值；氫氣與二氧化碳可合成甲烷等氣體或液體燃料。毫無疑問，這樣的廉價(jià)綠色能源裝置的市場(chǎng)必然是十分廣闊的。因此，用風(fēng)能、太陽(yáng)能制作氫氣、進(jìn)而制作安全、易于運(yùn)輸?shù)募淄榈热剂鲜呛鼙匾摹?br> [0006]本發(fā)明提出了一種風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，有機(jī)結(jié)合風(fēng)能、太陽(yáng)能，將風(fēng)電場(chǎng)變?yōu)槿剂蠌S，從而部分解決城鎮(zhèn)化的燃料問題。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】
:1.本裝置由電動(dòng)勢(shì)隨機(jī)、起伏的直流電源，起伏直流電壓分配器(簡(jiǎn)稱直流電壓分配器)，陽(yáng)光電解箱(簡(jiǎn)稱電解箱)方陣，溫差發(fā)電箱，補(bǔ)水箱及保溫層構(gòu)成；直流電源與直流電壓分配器連通，直流電壓分配器上的導(dǎo)體滾軸與電解箱方陣上的導(dǎo)電片連通，直流電壓分配器根據(jù)直流電壓的大小使導(dǎo)體滾軸連接到電解箱方陣中相應(yīng)的導(dǎo)電片上；溫差發(fā)電箱中溫差發(fā)電片的熱端固定在電解箱的后壁、也是溫差發(fā)電箱的前壁上，溫差發(fā)電片的冷端固定在冷卻板、即溫差發(fā)電箱的后壁上；冷卻板上固定有冷卻水管；補(bǔ)水箱與電解箱由虹吸管連通；溫差發(fā)電箱作為電解水電源；電解箱的側(cè)壁，溫差發(fā)電箱的側(cè)壁及補(bǔ)水箱覆蓋有保溫層。
[0008]由于電動(dòng)勢(shì)是隨機(jī)發(fā)生、起伏變化的，所以輸出的直流電壓也是隨機(jī)、起伏變化的。直流電壓分配器就是針對(duì)這種起伏變化的直流電壓設(shè)計(jì)的，使得無論直流電壓怎樣升降，都有相應(yīng)數(shù)目的電解箱正常工作。
[0009]不同于傳統(tǒng)的電解池，這里的陽(yáng)光電解池既能用于電解，也能吸收陽(yáng)光，從而使得電能與光能得到充分利用。
[0010]這里的溫差發(fā)電箱的作用是為了充分利用電解箱的余熱，而余熱的利用有多種方式，因此溫差發(fā)電箱不是完全必要的。例如，可以直接將冷卻水管固定在電解箱的壁上，然后直接利用被加熱的冷卻水。
[0011]這里的直流電源可以由風(fēng)力或任何一種起伏不定的動(dòng)力(如波浪)帶動(dòng)。 [0012]2.上述的電解箱方陣是由N2個(gè)、電阻為Rtl的電解箱(10)按圖2中電路圖并聯(lián)及串聯(lián)構(gòu)成的電解箱組，第η個(gè)電解箱方陣由η2個(gè)電解箱組成，η = 1，…N，并依次連接有(η-1)個(gè)開關(guān)lv..kn和η個(gè)導(dǎo)電片⑶!^, IvLn,對(duì)于第N個(gè)電解箱方陣,Ln替換為滑動(dòng)電阻RmO);當(dāng)?shù)讦莻€(gè)導(dǎo)電片Ln與電源連通時(shí)，其它導(dǎo)電片與直流電壓分配器斷開，開關(guān)1ν..kn都自動(dòng)閉合，而開關(guān)km，m ^ n+1，都斷開，第η個(gè)電解箱方陣總電阻是
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，其特征是，這種裝置由電動(dòng)勢(shì)隨機(jī)、起伏的直流電源，起伏直流電壓分配器，陽(yáng)光電解箱方陣，溫差發(fā)電箱，補(bǔ)水箱及保溫層構(gòu)成；直流電源與直流電壓分配器連通，直流電壓分配器上的導(dǎo)體滾軸與電解箱方陣上的導(dǎo)電片連通，直流電壓分配器根據(jù)直流電壓的大小使導(dǎo)體滾軸連接到電解箱方陣中相應(yīng)的導(dǎo)電片上；溫差發(fā)電箱中溫差發(fā)電片的熱端固定在電解箱的后壁、也是溫差發(fā)電箱的前壁上，溫差發(fā)電片的冷端固定在冷卻板、即溫差發(fā)電箱的后壁上；冷卻板上固定有冷卻水管；補(bǔ)水箱與電解箱由虹吸管連通；溫差發(fā)電箱作為電解水電源；電解箱的側(cè)壁，溫差發(fā)電箱的側(cè)壁及補(bǔ)水箱覆蓋有保溫層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，其特征是，其中電解箱方陣是由N2個(gè)、電阻為Rtl的電解箱(10)并聯(lián)及串聯(lián)構(gòu)成的電解箱組，第η個(gè)電解箱方陣由η2個(gè)電解箱組成，η = I,…N,并依次連接有(η-1)個(gè)開關(guān)kf kn和η個(gè)導(dǎo)電片⑶L1, Lf Ln,對(duì)于第N個(gè)電解箱方陣，1^替換為滑動(dòng)電阻Rm(9);當(dāng)?shù)讦莻€(gè)導(dǎo)電片Ln與電源連通時(shí)，其它導(dǎo)電片與直流電壓分配器斷開，開關(guān)lv..kn都自動(dòng)閉合，而開關(guān)km，m≥n+1，都斷開，第η個(gè)電解箱方陣總電阻是
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，其特征是，其中的直流電壓分配器由串聯(lián)有電阻R1 (5)的電磁鐵(2)，及固定在彈簧(4)上、并固定有導(dǎo)體滾軸(6)的永久磁鐵(3)構(gòu)成；電磁鐵回路與電解箱方陣回路并聯(lián)到電源上；當(dāng)電壓(n+1) Vc^V SnVtl時(shí)，導(dǎo)體滾軸與電解箱方陣中的導(dǎo)電片Ln連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，其特征是，其中的直流電壓分配器的第二種實(shí)現(xiàn)方式是，當(dāng)N = 4時(shí),其構(gòu)成如下,直流電壓保護(hù)開關(guān)FA ;控制FA的啟動(dòng)器Qi, i=1,2,3,4 ;控制Qi開或關(guān)的光電繼電器Ji ;控制Ji的電壓變化光電信號(hào)輸出器PV，及顯示Ji工作狀態(tài)的指示燈Zi Ji, Zi, Qi并聯(lián)到電路中，PV與電解箱方陣并聯(lián)到電路中；對(duì)于任意的N，其結(jié)構(gòu)依此類推。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，其特征是，其中的陽(yáng)光電解箱由電解板、前壁、后壁及周邊圍成，電解箱填充有堿、或酸、或鹽的水溶液(16);電解板由負(fù)極導(dǎo)電板(13)，正極導(dǎo)電板(15)及位于正、負(fù)極導(dǎo)電板中間的離子透膜(14)組成；負(fù)極導(dǎo)電板是透光導(dǎo)電膜或均勻分布有許多穿透孔的導(dǎo)電板；負(fù)、正極導(dǎo)電板分別與電源的負(fù)、正極連通；前壁是透光的真空絕熱板(12);在后壁背著負(fù)極導(dǎo)電板的表面上鍍有紅外線吸收膜層；與堿、或酸、或鹽的水溶液接觸的表面都是由耐堿、或酸、或鹽的水溶液腐蝕的材料制作或涂有耐堿、或酸、或鹽的水溶液腐蝕的膜層；在電解箱的頂板上，在離子透膜與前壁之間有氫氣出口(20);在電解箱的頂板上，在離子透膜與后壁之間有氧氣或其它氣體出口(21)，氫氣出口上固定有氫氣濾氣管，氧氣或其它氣體出口上固定有氧氣或其它氣體濾氣管；在電解箱的頂部有補(bǔ)水口，連通補(bǔ)水箱與電解箱的虹吸管連通到補(bǔ)水口 ；在電解箱的底板上安裝有放水閥門(28)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，其特征是，其中第二種陽(yáng)光電解箱結(jié)構(gòu)是，電解板的正、負(fù)極導(dǎo)電板都是均勻分布有穿透孔的導(dǎo)電板，在負(fù)極導(dǎo)電板與前壁之間有導(dǎo)電柵網(wǎng)，后壁也是導(dǎo)電板，后壁與導(dǎo)電柵網(wǎng)由導(dǎo)體連通；這種電解箱的其余特征與權(quán)利要求5中的電解箱相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，其特征是，其中的溫差發(fā)電箱是由其前壁、后壁及周邊圍成的真空箱，其前壁就是電解箱的后壁，其后壁是銅板或鋁板，或由銅或鋁制作的冷卻水管(19)，在后壁對(duì)著前壁的表面上鍍有反紅外線膜層；真空箱中固定有溫差發(fā)電片(17)，溫差發(fā)電片的熱端與冷端分別固定在真空箱前壁與后壁上；冷卻水管通有冷卻水或冷卻氣體；溫差發(fā)電片彼此并聯(lián)或串聯(lián)成溫差發(fā)電片組，溫差發(fā)電片組的正、負(fù)極分別連接到電解箱的正、負(fù)極上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，其特征是，其中的補(bǔ)水箱由與冷卻水管或進(jìn)水管連通的進(jìn)水閥門(26)、水箱(27)，通過水箱的濾氣管(24)，及連通補(bǔ)水箱與電解箱的虹吸管(25)構(gòu)成；濾氣管是底部充滿水的U形管；氫氣濾氣管、氧氣濾氣管分別連通到氫氣儲(chǔ)氣罐和氧氣儲(chǔ)氣罐。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，其特征是，其中的電解箱中堿、或酸、或鹽水溶液中，加入促進(jìn)水分解的催化劑，也加入增加光能吸收的懸浮顆粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電-太陽(yáng)能制氫裝置，其特征是，其中電解箱頂部的氣體出口處的氣體導(dǎo)出管做成S形，電解箱頂部的補(bǔ)水管也做成S形，S形管的平面垂直于真空玻璃。
【文檔編號(hào)】C25B15/02GK203728932SQ201320475068
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】陳紫微, 陳宇星, 陳世浩 申請(qǐng)人:陳世浩