CN106884179A - 一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置 - Google Patents
一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106884179A CN106884179A CN201510936452.5A CN201510936452A CN106884179A CN 106884179 A CN106884179 A CN 106884179A CN 201510936452 A CN201510936452 A CN 201510936452A CN 106884179 A CN106884179 A CN 106884179A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrolytic cell
- hydrogen
- oxygen
- type solar
- groove type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 23
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 1
- 238000013083 solar photovoltaic technology Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/50—Processes
- C25B1/55—Photoelectrolysis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S23/71—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with parabolic reflective surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S90/00—Solar heat systems not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
本发明公开一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置,包括给水泵、槽式太阳能热利用子***、DC/DC变换器、光伏阵列、蓄电池、氧气储存器、氧气分离器、电解池反应堆、氢气储存器、氢气分离器。给水泵将水泵入槽式太阳能热利用子***，将水加热为高温水蒸气，得到高温水蒸气送至电解池反应堆，电解池反应堆的电解池和辅助加热器所需要的电能来自于光伏阵列或蓄电池。电解池反应堆的阴极侧得到氢气和没有参加反应的水蒸气，经过氢气储存器将氢气分离后，存储与氢气储存器中，没有参加的高温水蒸气返回槽式太阳能热利用子***中。电解池反应堆阳极侧得到氧气和没有参加反应的空气，混合排放气体进入氧气分离器后，氧气被分离，并存储与氧气储存器中，空气返回空气进口。利用槽式聚光太阳能将水加热成高温水蒸气，再利用太阳能光伏发电，电解高温水蒸气，得到氢气和氧气。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置，具体说是利用槽式太阳能产生高温水蒸气、光伏发电的电能电解高温水蒸气，属于新能源利用技术领域。
背景技术
氢气清洁的能源，一种通过高温电解水蒸气制取氢的***，氢生成率超过90％，这套低能耗、高性能制氢***有望降低制氢成本，为工业用氢和氢能源生产开辟新道路。
氢可以通过甲烷重整、电解水等方式制取。甲烷重整制氢虽然成本低，但工艺复杂，对化石能源消耗量大，并会产生大量二氧化碳；而电解水制氢尽管过程简便，造价却十分高昂。
法国原子能委员会下属的新能源技术创新实验室设计出一个高温电解***，在700摄氏度的工作温度下，电解温度为150摄氏度的水蒸气来制取氢气，生成率超过90％。***还能将生产过程中排出气体的热量进行回收，用于***加热。这一成果证明，通过最大化利用***内的热能，低温热能也能用来制取氢气，并实现令人满意的高生成率。
据介绍，该***外形紧凑，整体体积近似于一台冰箱，每小时可制取1至2.5标准立方米的氢气。不仅***本身造价不高，且操作成本也十分有限，每制取1标准立方米的氢气仅消耗3.9度电。
氢是重要的工业原料，被广泛应用于钢铁冶金、玻璃加工、农业食品加工等诸多领域；同时，作为一种燃料，氢具有无污染、可再生、能量密度高、方便储存和运输的特点，被视为最理想的清洁能源之一。
太阳能非常丰富，而且容易得到，无污染。目前太阳能利用技术主要有太阳能热利用技术和太阳能光伏发电技术。但是由于太阳能的不稳定性，目前大规模的太阳能应用还存在着许多问题。
发明内容
发明目的：针对上述现有制氢技术的问题和不足，本发明的目的是提供了一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置，利用太阳能，可将H2O高效地转化为O2和H2。
技术方案：一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置，包括给水泵（1）、槽式太阳能热利用子***（2）、DC/DC变换器（3）、光伏阵列（4）、蓄电池（5）、氧气储存器（6）、氧气分离器（7）、电解池反应堆（8）、氢气储存器（9）、氢气分离器（10）。其中，槽式太阳能热利用子***（2）包括聚光镜（2-1）、真空集热管（2-2）、支撑机构（2-3）、驱动跟踪机构（2-4），电解池反应堆（8）包括电解堆（8-1）、辅助加热（8-2）。
所述给水泵（1）将水泵入太阳能热利用子***（2）的真空集热管（2-2）进口端，真空集热管（2-2）出口端的高温水蒸气与电解池反应堆（7）的进气端口连接。
电解池反应堆（8）的阴极侧：电解池反应堆（8）的出气端口与氢气分离器（10）的输入端口连接，氢气分离器（10）有两个输出口，氢气分离器（10）输出口一为氢气输出口，与氢气储存器（9）的输入连接，氢气分离器（10）输出口二为水蒸气输出口，与真空集热管（2-2）的输入连接。
电解池反应堆（8）的阳极侧：输入为空气，输出与氧气分离器（7）的输入连接，氧气分离器（7）的输出分两路，输出一为氧气输出，与氧气储存器（6）的输入连接，输出二为空气输出，与空气输入口连接。
所述光伏阵列（4）发电输出分别与DC/DC变换器（3）和蓄电池（5）的输入连接，蓄电池（5）的输出与DC/DC变换器（3）的输入连接，DC/DC变换器（3）与蓄电池（5）呈并联形式，DC/DC变换器（3）有两路输出，DC/DC变换器（3）输出一与电解池（7-1）供电端口连接，DC/DC变换器（3）的输出二与辅助加热器（7-2）的供电端口连接。
一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置，其特征在于电解池反应堆（8）包括电解池（8-1）和辅助加热器（8-2）。
辅助加热器（8-2）的电能来源于光伏阵列（4），电解池（8-1）的电能同样来源于光伏阵列（4），电解池（8-1）所需要的热能一方面来自高温混合气体，一方面来自辅助加热器（8-2）。
所述给水泵（1）将水泵入槽式太阳能热利用子***（2）中，冷水在太阳能热利用子***（2）中加热后转换为高温水蒸气。
所述槽式太阳能热利用子***（2）是将太阳能聚光后加热水，包括聚光镜（2-1）、真空集热管（2-2）、支撑机构（2-3）、驱动跟踪机构（2-4），聚光镜（2-1）是由抛物面状的镜面构成，用于反射太阳光，焦线在真空集热管（2-2）处，真空集热管（2-2）用于吸收太阳能，支撑机构（2-3）支撑聚光镜（2-1）与真空集热管（2-2），驱动跟踪机构（2-4）主要用于太阳能跟踪，主要有液压驱动和传动结构构成。
所述DC/DC变换器（3）用于将光伏阵列（4）产生的电能变换为***所需要的直流电能，包括电解池（8-1）和辅助加热器（8-2）所需要的电能。
所述光伏阵列（4）用于将太阳能直接转换为电能，由单晶硅或者多晶硅光伏电池构成，输出的电能直接送给DC/DC变换器（3）或者蓄电池（5）。
所述蓄电池（5）是由铅酸蓄电池或者免维护蓄电池等构成，用于储存光伏阵列（4）的剩余电能，或者在阳光不充足的情况下，给电解池反应堆（8）。
所述氧气储存器（6）是由高压氧气储存装置构成，用于储存***产生的氧气。
所述氧气分离器（7）用于分离空气和氧气，得到纯氧，存入氧气储存器（6）中。
所述电解池反应堆（8）包括电解池（8-1）和辅助加热器（8-2）。电解池（8-1）用于电解高温水蒸气，产生氢气和氧气。辅助加热器（8-2）用于将电解池（8-1）加热至工作温度，并维持在此温度，本发明的一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置的工作温度为500度。
所述氢气储存器（9）由高压氢气储存装置构成，用于储存***产生的氢气。
所述氢气分离器（10）是用于分离氢气和水蒸气，因为有部分高温水蒸气没有参加电解反应，与氢气混合排除。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点。
（1）利用太阳能提供热能和电能，清洁运行。
（2）将H2O高效地转换为O2和H2，解决氢能问题。
（3）运行温度低，约为500度，制作材料成本低、运行可靠，而传统的高温固体氧化电解池运行温度为900度。
（4）采用纳米复合技术制得低温固体氧化电解池，并结合我国稀土资源，可发展我国自主高新技术产业。
（5）可实现模块化设计，根据不同的用户，可设计不同的装机容量。
附图说明，图1为本发明的结构示意图
图中：1是给水泵、2是槽式太阳能热利用子***、3是DC/DC变换器、4是光伏阵列、5是蓄电池、6是氧气储存器、7是氧气分离器、8是电解池反应堆、9是氢气储存器、10是氢气分离器。
图2为槽式太阳能热利用子***示意图.
图中：2-1是聚光镜、2-2是真空集热管、2-3是支撑机构、2-4是驱动跟踪机构。
图3为电解池反应堆结构图。
图中：8-1是电解池、8-2是辅助加热器。
具体实施方式，参照图1、图2和图3，一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置，包括给水泵（1）、槽式太阳能热利用子***（2）、DC/DC变换器（3）、光伏阵列（4）、蓄电池（5）、氧气储存器（6）、氧气分离器（7）、电解池反应堆（8）、氢气储存器（9）、氢气分离器（10）。其中，槽式太阳能热利用子***（2）包括聚光镜（2-1）、真空集热管（2-2）、支撑机构（2-3）、驱动跟踪机构（2-4），电解池反应堆（8）包括电解堆（8-1）、辅助加热（8-2）；
所述给水泵（1）将水泵入太阳能热利用子***（2）的真空集热管（2-2）进口端，真空集热管（2-2）出口端的高温水蒸气与电解池反应堆（7）的进气端口连接；
电解池反应堆（8）的阴极侧：电解池反应堆（8）的出气端口与氢气分离器（10）的输入端口连接，氢气分离器（10）有两个输出口，氢气分离器（10）输出口一为氢气输出口，与氢气储存器（9）的输入连接，氢气分离器（10）输出口二为水蒸气输出口，与真空集热管（2-2）的输入连接。
电解池反应堆（8）的阳极侧：输入为空气，输出与氧气分离器（7）的输入连接，氧气分离器（7）的输出分两路，输出一为氧气输出，与氧气储存器（6）的输入连接，输出二为空气输出，与空气输入口连接。
所述光伏阵列（4）发电输出分别与DC/DC变换器（3）和蓄电池（5）的输入连接，蓄电池（5）的输出与DC/DC变换器（3）的输入连接，DC/DC变换器（3）与蓄电池（5）呈并联形式，DC/DC变换器（3）有两路输出，DC/DC变换器（3）输出一与电解池（7-1）供电端口连接，DC/DC变换器（3）的输出二与辅助加热器（7-2）的供电端口连接。
一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置，其特征在于电解池反应堆（8）包括电解池（8-1）和辅助加热器（8-2）.
辅助加热器（8-2）的电能来源于光伏阵列（4），电解池（8-1）的电能同样来源于光伏阵列（4），电解池（8-1）所需要的热能一方面来自高温混合气体，一方面来自辅助加热器（8-2）。
工作原理：采用上述技术方案，当有阳光时，启动该装置，给水泵（1）将水泵入槽式太阳能热利用子***（2），利用太阳能将水加热为高温水蒸气，得到高温水蒸气送至电解池反应堆（8），电解池反应堆（8）的电解池（8-1）和辅助加热器（8-2）所需要的电能来自于DC/DC变换器（3），DC/DC变换器（3）的电能来自于光伏阵列（4）或蓄电池（5），这样在电解池反应堆（8）的阴极和阳极将发生化学反应，并得到相应的气体.
电解池反应堆（8）的阴极侧：得到H2和没有参加反应的水蒸气，经过氢气储存器（10）将氢气分离后，存储与氢气储存器（9）中，没有参加的高温水蒸气返回槽式太阳能热利用子***（2）中。
电解池反应堆（8）的阳极侧可以直接得到氧气和没有参加反应的空气，混合排放气体进入氧气分离器（7）后，氧气被分离，并存储与氧气储存器（6）中，空气返回空气进口。
这样利用槽式聚光太阳能将H2O加热成高温水蒸气，再利用太阳能光伏发电，电解高温水蒸气，得到H2和O2。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (2)
1.一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置，包括给水泵（1）、槽式太阳能热利用子***（2）、DC/DC变换器（3）、光伏阵列（4）、蓄电池（5）、氧气储存器（6）、氧气分离器（7）、电解池反应堆（8）、氢气储存器（9）、氢气分离器（10）；
其中，槽式太阳能热利用子***（2）包括聚光镜（2-1）、真空集热管（2-2）、支撑机构（2-3）、驱动跟踪机构（2-4），电解池反应堆（8）包括电解堆（8-1）、辅助加热（8-2）；
所述给水泵（1）将水泵入槽式太阳能热利用子***（2）的真空集热管（2-2）进口端，真空集热管（2-2）出口端的高温水蒸气与电解池反应堆（8）的进气端口连接；
电解池反应堆（8）的阴极侧：
电解池反应堆（8）的出气端口与氢气分离器（10）的输入端口连接，氢气分离器（10）有两个输出口，氢气分离器（10）输出口一为氢气输出口，与氢气储存器（9）的输入连接，氢气分离器（10）输出口二为水蒸气输出口，与真空集热管（2-2）的输入连接；
电解池反应堆（8）的阳极侧：
输入为空气，输出与氧气分离器（7）的输入连接，氧气分离器（7）的输出分两路，输出一为氧气输出，与氧气储存器（6）的输入连接，输出二为空气输出，与空气输入口连接；
所述光伏阵列（4）发电输出分别与DC/DC变换器（3）和蓄电池（5）的输入连接，蓄电池（5）的输出与DC/DC变换器（3）的输入连接，DC/DC变换器（3）与蓄电池（5）呈并联形式，DC/DC变换器（3）有两路输出，DC/DC变换器（3）输出一与电解池（7-1）供电端口连接，DC/DC变换器（3）的输出二与辅助加热器（7-2）的供电端口连接。
2.根据权利1所述的一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置，其特征在于电解池反应堆（8）包括电解池（8-1）和辅助加热器（8-2）；
辅助加热器（8-2）的电能来源于光伏阵列（4），电解池（8-1）的电能同样来源于光伏阵列（4），电解池（8-1）所需要的热能一方面来自高温混合气体，一方面来自辅助加热器（8-2）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510936452.5A CN106884179A (zh) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | 一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510936452.5A CN106884179A (zh) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | 一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106884179A true CN106884179A (zh) | 2017-06-23 |
Family
ID=59174683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510936452.5A Pending CN106884179A (zh) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | 一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106884179A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1026169B1 (nl) * | 2018-09-18 | 2019-10-23 | AGOC bvba | Systemen voor energiewinning |
| CN110762853A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-02-07 | 宁波大学 | 一种高温电解制氢太阳能集热管 |
| CN110762852A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-02-07 | 宁波大学 | 一种槽式聚光集热电解制氢的真空直通式集热管 |
| CN110923738A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-03-27 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种高温电解海水制备氢气的装置和方法 |
| CN113463113A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-01 | 浙江工业大学 | 一种光伏与化学热泵耦合的太阳能高温电解水制氢***及工艺 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100230272A1 (en) * | 2007-11-14 | 2010-09-16 | Fidel Franco Gonzalez | Method and apparatus for using hydrogen |
| US20140194539A1 (en) * | 2013-01-04 | 2014-07-10 | Saudi Arabian Oil Company | Carbon dioxide conversion to hydrocarbon fuel via syngas production cell harnessed from solar radiation |
| CN104204303A (zh) * | 2012-03-26 | 2014-12-10 | 通用电气公司 | 产生用于工厂设备的氧气和氢气的***和方法 |
| CN104593803A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-05-06 | 东北石油大学 | 一种太阳能驱动高温电解co2/h2o制合成气***及其应用 |
-
2015
- 2015-12-16 CN CN201510936452.5A patent/CN106884179A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100230272A1 (en) * | 2007-11-14 | 2010-09-16 | Fidel Franco Gonzalez | Method and apparatus for using hydrogen |
| CN104204303A (zh) * | 2012-03-26 | 2014-12-10 | 通用电气公司 | 产生用于工厂设备的氧气和氢气的***和方法 |
| US20140194539A1 (en) * | 2013-01-04 | 2014-07-10 | Saudi Arabian Oil Company | Carbon dioxide conversion to hydrocarbon fuel via syngas production cell harnessed from solar radiation |
| CN104593803A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-05-06 | 东北石油大学 | 一种太阳能驱动高温电解co2/h2o制合成气***及其应用 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| HOUCHENG ZHANG等: "Configuration design and performance optimum analysis of a solar-driven high temperature steam electrolysis system for hydrogen production", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》 * |
| J. PADIN等: "Hybrid solar high-temperature hydrogen production system", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》 * |
| STUART LICHT: "Solar water splitting to generate hydrogen fuel—a photothermal electrochemical analysis", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》 * |
| 黄志刚等: "太阳能高温电解水蒸气制氢***热力学分析", 《工程热物理学报》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1026169B1 (nl) * | 2018-09-18 | 2019-10-23 | AGOC bvba | Systemen voor energiewinning |
| CN110762853A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-02-07 | 宁波大学 | 一种高温电解制氢太阳能集热管 |
| CN110762852A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-02-07 | 宁波大学 | 一种槽式聚光集热电解制氢的真空直通式集热管 |
| CN110762853B (zh) * | 2019-09-12 | 2020-11-17 | 宁波大学 | 一种高温电解制氢太阳能集热管 |
| CN110762852B (zh) * | 2019-09-12 | 2021-03-09 | 宁波大学 | 一种槽式聚光集热电解制氢的真空直通式集热管 |
| CN110923738A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-03-27 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种高温电解海水制备氢气的装置和方法 |
| CN110923738B (zh) * | 2019-12-02 | 2021-02-05 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种高温电解海水制备氢气的装置和方法 |
| CN113463113A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-01 | 浙江工业大学 | 一种光伏与化学热泵耦合的太阳能高温电解水制氢***及工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205474010U (zh) | 一种基于蝶式太阳能与固体氧化物电解池装置 | |
| CN105084311B (zh) | 一种零碳排放的甲醇水重整制氢***及其应用和制氢方法 | |
| CN103579652B (zh) | 一种氢化镁水解供氢的燃料电池发电*** | |
| CN106242946B (zh) | 一种太阳能制氢合成甲醇的设备及工艺 | |
| CN106884179A (zh) | 一种基于槽式太阳能的电解水蒸汽装置 | |
| CN105024628A (zh) | 一种能源互补自供电***及供电方法 | |
| CN106817067A (zh) | 一种基于燃料电池的多能互补热电联产***和工作方法 | |
| CN106884180A (zh) | 一种基于蝶式太阳能与固体氧化物电解池装置 | |
| CN107017633A (zh) | 一种电解制氢与水力发电站结合的*** | |
| CN104362355A (zh) | 一种甲醇水制氢机及其制氢方法 | |
| CN106498431A (zh) | 一种碟式太阳能耦合soec电解制氢设备及制氢方法 | |
| CN105261770B (zh) | 一种新能源电解储能*** | |
| CN205222680U (zh) | 一种零碳排放的甲醇水重整制氢***及其燃料电池汽车 | |
| CN110690855A (zh) | 一种基于氢储能的新型净零能耗建筑的能源*** | |
| CN207418326U (zh) | 一种聚光光伏光热耦合利用海水淡化*** | |
| CN113463113A (zh) | 一种光伏与化学热泵耦合的太阳能高温电解水制氢***及工艺 | |
| CN112391641A (zh) | 一种电解水制氢装置及方法 | |
| CN105329109A (zh) | 一种太阳能辅助发电的燃料电池汽车 | |
| CN205292310U (zh) | 一种太阳能辅助发电的燃料电池汽车 | |
| CN104733746A (zh) | 一种低温与中高温燃料电池联合运行*** | |
| CN102376999A (zh) | 一种耦合光(电)化学池和燃料电池的太阳能贮存*** | |
| CN103626246B (zh) | 一种太阳能海水资源化处理方法 | |
| CN206686115U (zh) | 一种基于燃料电池的多能互补热电联产*** | |
| CN105449247A (zh) | 一种太阳能辅助发电的充电站 | |
| CN204794809U (zh) | 一种能源互补自供电*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170623 |