[實用新型]一種固定點陣列太陽能制氫系統

有效

• 申請號: 201220101264.2
• 申請日: 2012-03-17
• 公開（公告）號: CN202757301U
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 李建民
• 申請（專利權）人: 成都奧能普科技有限公司
• 主分類號: F24J2/38
• 分類號: F24J2/38;F24J2/40;F24J2/54;C01B3/04
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及太陽能利用，特別是采用點聚焦的太陽能鏡實現太陽能采集，采用點聚焦的轉換器實現太陽能的聚焦跟蹤制氫系統，涉及太陽能的聚焦利用。?

背景技術

太陽能制氫，就是利用太陽能實現制氫的設備。?

利用太陽能生產氫氣的系統,有光分解制氫,太陽能發電和電解水組合制氫系統。太陽能制氫是近30～40年才發展起來的。到目前為止，對太陽能制氫的研究主要集中在如下幾種技術：熱化學法制氫、光電化學分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫。?

太陽能直接熱分解水制氫是最簡單的方法，就是利用太陽能聚光器收集太陽能直接加熱水，使其達到2500K(3000K以上)以上的溫度從而分解為氫氣和氧?氣的過程。這種方法的主要問題是：①高溫下氫氣和氧氣的分離；②高溫太陽能反應器的材料問題。溫度越高，水的分解效率越高，到大約4700K時，水分解反應的吉布斯函數變接近與零。但是，與此同時上述的兩個問題也越難于解決。正是由于這個原因，使得這種方法在1971年Ford和Kane?提出來以后發展比較緩慢。隨著聚光技術和膜科學技術的發展，這種方法又重新激起了科學家的研究熱情。Abraham?Kogan教授從理論和試驗上對太陽能直接熱分解水制氫技術可行性進行了論證，并對如何提高高溫反應器的制氫效率和開發更為穩定的多孔陶瓷膜反應器進行了研究。如果在水中加入催化劑，使水的分解過程按多步進行，就可以大大降低加熱的溫度。由于催化劑可以反復使用，因此這種制氫方法又叫熱化學循環法。目前，?科學家們已研究出100多種利用熱化學循環制氫的方法，所采用的催化劑為鹵族元素、某些金屬及其化合物、碳和一氧化碳等。熱化學循環法可在低于1000K?的溫度下制氫，制氫效率可達50%左右，所需熱量主要來自核能和太陽能，為了適應未來大規模工業制氫的需要，科學家們正在研究催化劑對環境的影響、新的耐?腐蝕材料、以及氧和重水等副產品的綜合利用等課題。許多專家認為，熱化學循環法是很有發展前景的制氫方法。?

太陽能制氫系統是采用太陽能聚焦跟蹤技術實現太陽能的高溫熱采集，再?通過將熱能傳送給制氫設備，實現對產品的制氫。?

現有的太陽能聚焦熱發電分為槽式、塔式、碟式三種，其太陽能采集部分可以用于制氫。通常塔式、碟式可以達到800-2000度的采集溫度，利用此熱能可以實現太陽能的制氫。?

太陽能點聚焦利用技術主要是塔式和蝶式二種，碟式系統是采用太陽能鏡聚焦于一個制氫裝置上。?

塔式系統是將一個太陽能鏡作為定日鏡，將多個太陽能反射鏡聚焦于一個制氫裝置上的太陽能制氫系統，由于塔式太陽能采集的特征，使得其在跟蹤太陽能過程部分太陽能鏡的利用時間僅為4-6小時，如塔東側的太陽能鏡在上午時基本無法利用，只有到了中午或者下午后才可以利用，因而太陽能采集效率低，該技術方案可以實現高溫的采集，但是通常其規模較大，不適合于小型或者家用系統。?

發明內容

本實用新型的目的就是提供一種固定點陣列太陽能制氫系統，采用太陽能鏡采集焦點成為點的各種太陽能光學鏡，在焦點的區域內設置制氫裝置，制氫裝置不跟隨太陽能鏡一起運動，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中，其焦距發生變化，因而稱為變焦跟蹤；跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少一個制氫裝置或制氫裝置的太陽能光熱轉換器上，在每天的太陽能跟蹤過程聚焦于至少一個制氫裝置或制氫裝置的太陽能光熱轉換器上，實現太陽能的經濟利用，在進行跟蹤太陽的過程中，保持其焦距始終處于制氫裝置的點的區域；制氫裝置設置在太陽能鏡周圍，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中不跟隨太陽能鏡進行運動；在太陽能鏡上設置有跟蹤控制裝置，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，來實現的高溫高效采集及利用。由于采用點聚焦的太陽能制氫系統，同時，采用變焦跟蹤的技術，因而稱為變焦固定點陣列太陽能制氫系統。?

本實用新型采用至少一個或者一組太陽能鏡與至少一個制氫裝置組合構成整體的跟蹤制氫系統，將至少一個或者一組太陽能鏡在多個制氫裝置之間最優的聚焦，從而實現了提高現有太陽能跟蹤系統的跟蹤效率，降低了跟蹤系統的成本，這樣克服了現有塔式太陽能制氫系統太陽能采集時間低的缺點，通過設置多個制氫裝置的技術方法，實現了對現有太陽能鏡的利用時間和效率的提高，使得點聚焦的系統可以進行分布式、小型化的適合不同的規模的要求，同時也適合于大規模系統。?

具體發明內容如下：?