[發明專利]一種基于太陽能和風能的海水制氫試驗裝置

在審

• 申請號: 202011085340.0
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112142145A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 謝洪;楊凌;魏存鋒
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;H02J7/35;C25B1/04;C25B9/04
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發明公開了一種基于太陽能和風能的海水制氫試驗裝置，包括太陽能海水蒸餾器、海水泵、風力發電裝置、整流器、太陽能發電裝置、蓄電池組、電解制氫裝置及氫氣儲存裝置；海水泵將海水泵入太陽能海水蒸餾器，太陽能海水蒸餾器將海水淡化儲存，蓄電池組對風力發電裝置、太陽能發電裝置產生的電能進行儲存并對海水泵和電解制氫裝置進行供電，電解制氫裝置對太陽能海水蒸餾器送入的淡水進行電解，并將分離制取的氫氣送入氫氣儲存裝置。本發明結構簡單，運行和維護容易；避免了直接電解海水對電極和催化劑的腐蝕問題；無需外界供電，具有晝夜互補、季節性互補特點，穩定性可靠、性價比高。

技術領域

本發明屬于氫能源技術領域，具體涉及一種基于太陽能和風能的海水制氫試驗裝置。

背景技術

隨著石油煤炭等不可再生能源的日益枯竭，太陽能和風能作為可再生能源的利用越來越受到重視，但是太陽能和風能的利用會受到晝夜和季節性的影響。

氫能是公認的清潔能源，利用可再生能源電解水制氫是解決未來氫能供應的清潔方案，目前，電解水制氫技術大都基于純水，因為電解海水會存在析氯，以及海水對電極和催化劑的腐蝕問題，長期穩定性差，而淡水資源又日益緊缺，因此，在海上利用海上風能、太陽能進行海水直接電解更是具有極大吸引力的方案。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于太陽能和風能的海水制氫試驗裝置，以解決目前不可再生能源日益枯竭、淡水資源日益緊缺、直接電解海水穩定性差的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于太陽能和風能的海水制氫試驗裝置，包括：

太陽能海水蒸餾器、海水泵、風力發電裝置、整流器、太陽能發電裝置、蓄電池組、電解制氫裝置及氫氣儲存裝置；

所述太陽能海水蒸餾器包括海水托盤、吸熱材料層、淡水集水槽、透明球形玻璃板以及淡水艙；

所述海水托盤設置在所述透明球形玻璃板下方，所述海水托盤底部上表面及內側面涂有吸熱材料層，所述海水托盤邊緣開設有一豎直通孔，所述通孔設置有海水入水管，所述海水托盤底面開設有一豎直小孔，所述小孔中固定設置有壓力檢測頭；

所述淡水集水槽包括環形凹槽和外凸邊緣，所述環形凹槽環繞設置在所述海水托盤邊緣，所述環形凹槽底部開設有出水孔，所述外凸邊緣設置在所述環形凹槽外側，所述淡水集水槽和所述透明球形玻璃板通過所述外凸邊緣實現卡扣連接；

所述淡水艙固定設置在所述海水托盤下方，所述淡水艙側面上方設置有淡水艙入水口，所述淡水艙入水口與所述出水孔連通，所述淡水艙側面下方設置有淡水艙出水口，所述淡水艙出水口設置有淡水艙出水口開關；

太陽能海水蒸餾器中海水托盤的海水經過吸熱蒸發后在透明球形玻璃板上凝結，凝結的淡水液滴由于重力作用流到淡水集水槽的環形凹槽中，之后通過出水孔和淡水艙入水口送入淡水艙中儲存；

所述海水泵上設置有壓力繼電器，所述壓力繼電器與所述壓力檢測頭電連接，所述海水泵通過所述海水入水管與所述太陽能海水蒸餾器連接；所述海水泵通過所述海水入水管將海水泵入所述海水托盤，所述壓力檢測頭和壓力繼電器對所述海水托盤中的海水壓力進行檢測并控制所述海水泵的啟動和停止，進而保證所述海水托盤中海水總量在一定范圍內；

所述蓄電池組分別與所述整流器、所述太陽能發電裝置、所述海水泵及所述電解制氫裝置電連接，所述整流器與所述風力發電裝置電連接；整流器將風力發電裝置產生的交流電轉換成直流電，所述蓄電池組對風力發電裝置、太陽能發電裝置產生的電能進行存儲，所述蓄電池組對海水泵和電解制氫裝置進行供電；

所述電解制氫裝置分別與所述太陽能海水蒸餾器、所述氫氣儲存裝置相連接；電解時，淡水艙出水口開關打開，電解制氫裝置對所述太陽能海水蒸餾器中淡水艙送來的淡水進行電解，并將分離制取的氫氣送入氫氣儲存裝置。