[發明專利]一種基于太陽能分頻利用的綜合供能系統

有效

• 申請號: 202110793712.3
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113411036B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 苗政;張佳薇;武翔峰;岳權
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02S10/10
• 分類號: H02S10/10;H02S40/22;H02J3/32;F24S10/00;F24S23/70;H01M8/06;H01M8/0612;C25B1/04;C25B9/65
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 劉美麗

1.一種基于太陽能分頻利用的綜合供能系統，其特征在于，該系統包括：

太陽能分頻利用-聚光光伏光熱模塊，被配置為接收太陽能并將太陽能分頻利用產生電能和熱能，其中，所述太陽能分頻利用-聚光光伏光熱模塊包括反射聚光鏡、分頻器、聚光光伏組件、聚光鏡和光熱集熱器；

所述反射聚光鏡將太陽光高倍聚光后照射到所述聚光光伏組件；

所述聚光光伏組件后方設置有冷卻背板，被配置為幫助所述聚光光伏組件冷卻；

所述聚光光伏組件四周裝設環形吸熱器，被配置為吸收沒有照向所述聚光光伏組件的光的能量；

所述分頻器設置在所述聚光光伏組件板前方，被配置為使特定波長范圍內的光能夠透射，其他波長的光被反射到所述聚光鏡，通過所述聚光鏡聚光后進入所述光熱集熱器，其中，太陽光通過所述光熱集熱器和環周吸熱器之后，有機工質液體被加熱為過熱蒸汽

有機朗肯循環模塊，被配置為接收所述太陽能分頻利用-聚光光伏光熱模塊產生的熱能并將其轉換為電能；

燃料電池-電解池一體化模塊，被配置在太陽光輻射強的情況下，通過電解池將多余的電能轉化為化學能儲存，在太陽光輻射弱的情況下，通過燃料電池將化學能轉化為電能；

電流調制模塊，被配置將產生的電能進行調制，完成交直流電之間的轉換；其中，所述綜合供能系統包括兩種工作模式：

A：分布式電站模式，以電定氫，在該模式下以向電網供電為主，氫為副產物；

B：分布式加氫站模式，以氫定電，在該模式下以提供氫氣為主，電為副產物。

2.根據權利要求1所述的基于太陽能分頻利用的綜合供能系統，其特征在于，所述聚光光伏組件采用聚光PV電池板。

3.根據權利要求1所述的基于太陽能分頻利用的綜合供能系統，其特征在于，所述有機朗肯循環模塊包括膨脹機、冷凝器、工質泵和發電機；

循環工質經所述光熱集熱器成為高溫高壓蒸氣，推動所述膨脹機做功，并使得所述發電機輸出電能；

所述膨脹機出口乏汽經所述冷凝器冷卻為低溫低壓的液體，并通過所述工質泵進入所述冷卻背板進行循環。

4.根據權利要求3所述的基于太陽能分頻利用的綜合供能系統，其特征在于，所述燃料電池-電解池一體化模塊包括一體化PEM電池/電解池和第一換熱器；

所述一體化PEM電池/電解池的電解池在大電流下電解水生成氫氣和氧氣，所述氫氣和氧氣通過第一換熱器后冷卻進行儲存；

當電網電供給不足時，所述氫氣和氧氣通過所述換熱器經過所述一體化PEM電池/電解池的電池部分產生電能，供給電網。

5.根據權利要求4所述的基于太陽能分頻利用的綜合供能系統，其特征在于，所述燃料電池-電解池一體化模塊還包括第二換熱器；

當所述一體化PEM電池/電解池的電解池在大電流下電解水生成的高溫氣體的熱量達不到電解水最優轉化效率的溫度，所述第二換熱器從所述膨脹機抽出一部分氣體進行加熱。

6.根據權利要求1到5任一項所述的基于太陽能分頻利用的綜合供能系統，其特征在于，當發電量供給電網過剩時，多余的交流電通過所述電流調制模塊轉換為直流電。