[發(fā)明專利]一種海上可再生能源用于海島水電暖供給的系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114784861A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設計）人: 張德明;秦江;王靜貽;馮宇;王紫璇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學（深圳）
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;F02M25/12;F24D18/00;F24D101/70
• 代理公司: 廣東普潤知識產(chǎn)權代理有限公司 44804
• 代理人: 寇闖

1.一種海上可再生能源用于海島水電暖供給的系統(tǒng)，其特征在于，包括燃油發(fā)電機、電能分配系統(tǒng)、水泵、供暖系統(tǒng)、反滲透海水淡化裝置、淡水箱、電解槽、海上可再生能源發(fā)電裝置以及二氧化碳氫化反應器；

所述燃油發(fā)電機用于往所述電能分配系統(tǒng)輸送電能，其電能輸出端與所述電能分配系統(tǒng)的電能輸入端電連接；所述燃油發(fā)電機產(chǎn)生的高溫H₂O及CO₂輸送至所述供暖系統(tǒng)中，高溫H₂O及CO₂在所述供暖系統(tǒng)經(jīng)過換熱后分離得到CO₂和冷凝水，冷凝水凈化后用于給用戶供暖或輸送至淡水箱，CO₂輸送至二氧化碳氫化反應器；

所述電能分配系統(tǒng)具有兩個供電支路，一個供電支路用于給所述水泵供電，另一供電支路作為海島上人員的生活用電；

所述水泵用于抽取海水至所述反滲透海水淡化裝置，所述反滲透海水淡化裝置用于淡化海水，其輸出的淡水輸送至所述淡水箱中；

所述淡水箱用于收集存儲所述供暖系統(tǒng)產(chǎn)生的水以及反滲透海水淡化裝置產(chǎn)生的淡水，所述淡水箱具有兩個供水支路，一個供水支路的淡水輸送至所述電解槽，另一供水支路的淡水輸送給海島上的人員使用；所述電解槽將水電解得到氫氣以及氧氣，其中，所述電解槽輸出的氧氣通入所述燃油發(fā)電機供燃料富氧燃燒，輸出的氫氣通入所述二氧化碳氫化反應器；

所述海上可再生能源發(fā)電裝置產(chǎn)生的波動電能用于給所述電解槽供電，所述二氧化碳氫化反應器用于將氫氣以及CO₂合成碳氫燃料。

2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括燃料箱，所述燃料箱用于存儲所述二氧化碳氫化反應器合成的碳氫燃料和額外補充的燃料，所述燃料箱的燃料輸出端與所述燃油發(fā)電機的燃料輸入端連接，為所述燃油發(fā)電機提供燃料。

3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述海上可再生能源發(fā)電裝置為風機發(fā)電裝置、光伏板發(fā)電裝置、潮汐能發(fā)電裝置或潮流能發(fā)電裝置中的一種或兩種以上的組合。

4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述碳氫燃料為甲醇、甲烷或甲酸。

5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述供暖系統(tǒng)為用水作為冷卻劑的換熱器，換熱后的水用于給用戶供暖。

6.一種海上可再生能源用于海島水電暖供給的方法，其特征在于，包括：

燃油發(fā)電機利用碳氫燃料與電解水生成的氧氣富氧燃燒，產(chǎn)生穩(wěn)定的電量輸出，生產(chǎn)的高溫H₂O及CO₂用于供暖系統(tǒng)；

電能分配系統(tǒng)將燃燒發(fā)電機產(chǎn)生的電量，按照需求分配給生活用電和反滲透海水淡化裝置的水泵用電；

供暖系統(tǒng)利用碳氫燃料燃燒產(chǎn)生的高溫H₂O及CO₂排放物中的熱量，向海島上的工作人員提供熱量，冷卻后的產(chǎn)物分離為高濃度二氧化碳和冷凝水；

反滲透海水淡化裝置將海水淡化處理，淡水箱將從供暖系統(tǒng)和反滲透海水淡化裝置中生成的淡水收集儲存；

電解槽利用海上可再生能源發(fā)電裝置產(chǎn)生的波動電能電解水生成氫氣和氧氣，氧氣用于燃油發(fā)電機燃燒供氧；

二氧化碳氫化反應器利用供暖系統(tǒng)輸出的二氧化碳和電解槽生成的氫氣合成碳氫化合物，合成的碳氫化合物補充到燃油發(fā)電機或者補給其他島嶼。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，當供暖系統(tǒng)有富余的熱量時，利用熱泵給反滲透海水淡化裝置提供泵功。

8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，利用燃料電池代替燃油發(fā)電機將二氧化碳氫化反應器生成的碳氫燃料轉化為電能。