[發明專利]一種基于太陽能的冷、熱、電、氫四聯供系統

在審

• 申請號: 202310478780.X
• 申請日: 2023-04-28
• 公開（公告）號: CN116625027A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 郭東旭;劉敏;李娜;王建偉;張陽玉;羅春歡;周春廷;吳啟亮
• 申請（專利權）人: 國網綜合能源服務集團有限公司;國網浙江省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;C02F1/04;F25D1/00;F24S80/00;F25B39/04;F25B39/02;C01B3/32;C02F103/08
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 岳野

本發明涉及一種基于太陽能的冷、熱、電、氫四聯供系統，屬于能源利用技術領域，通過熱泵子系統、光電子系統、光熱子系統、電解制氫設備和燃料電池等設備的有機耦合，實現生產淡水、供冷、供熱、供電和供氫等功能，滿足海邊和島嶼的冷、熱、電、氣和水的需求；該系統包括光熱子系統、熱泵子系統、光電子系統、水制氫設備、供冷設備和供熱設備；所述光熱子系統與所述熱泵子系統以及供熱設備連接，用于驅動所述熱泵子系統的工作以及為供熱設備提供熱能；待處理的濕空氣進入所述熱泵子系統內并生成水和冷空氣；所述水進入所述水制氫設備內用于制氫；所述冷空氣用于對所述光電子系統進行降溫和/或與所述供冷設備連接用于供冷。

技術領域

本發明涉及能源利用技術領域，尤其涉及一種基于太陽能的冷、熱、電、氫四聯供系統。

背景技術

中國擁有著眾多的島嶼和漫長的海岸線，也擁有著豐富的資源。為了開發這些資源，同時保護中國領土安全，中國在島嶼和海岸線上建立了大量的基地和崗哨。然而，這些地方往往缺乏淡水資源和能源，尤其是崗哨，考慮到隱蔽性及安全問題，使用氫氣作為建筑生活設備及汽車、船舶和無人機等交通裝備的燃料，便攜式氫燃料電池作為電力來源是最佳解決方案。

然而，海洋特殊環境導致淡水資源缺乏，同時電解海水制氫技術由于腐蝕及效率等問題仍然難以滿足目前商用電解水裝備的要求，這些問題極大的限制了綠電余電電解制氫—燃料電池技術在沿海及島嶼分布式能源系統中的應用。

目前常用的淡水供應方式是海水淡化，但這種方式的能耗較高，副產品的應用價值很低。此外，海邊的空氣相對濕度通常在80％左右，是很好的淡水來源，但目前尚未得到合理的應用。

因此，有必要研究一種基于太陽能的冷、熱、電、氫四聯供系統來應對現有技術的不足，以解決或減輕上述一個或多個問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于太陽能的冷、熱、電、氫四聯供系統，通過熱泵系統、光電系統、光熱系統、電解槽和燃料電池等設備的有機耦合，實現生產淡水、供冷、供熱、供電和供氫等功能，能夠滿足海邊和島嶼的冷、熱、電、氣和水的需求。

本發明提供一種基于太陽能的冷、熱、電、氫四聯供系統，所述四聯供系統包括：

光熱子系統，將太陽能轉換為熱能；

熱泵子系統；

光電子系統，將太陽能轉換為電能；

水制氫設備；

以及供冷設備和供熱設備；

所述光熱子系統與所述熱泵子系統以及供熱設備連接，用于驅動所述熱泵子系統的工作以及為供熱設備提供熱能實現供熱；

待處理的濕空氣進入所述熱泵子系統內并生成水和冷空氣；所述水進入所述水制氫設備內用于制氫實現供氫；所述冷空氣用于對所述光電子系統進行降溫和/或與所述供冷設備連接為所述供冷設備提供冷源實現供冷。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述光電子系統與所述水制氫設備連接，為所述水制氫設備提供用于制氫的電能。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述熱泵子系統為閉式熱泵或開式熱泵。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述閉式熱泵包括發生器、冷凝器、蒸發器和吸收器；

所述發生器采用噴淋的方式供應稀工質溶液，在所述光熱子系統提供的熱能作用下實現蒸發得到高溫蒸氣和濃工質溶液；

所述高溫蒸汽進入所述冷凝器冷凝后再進入所述蒸發器，并對依附于管路進入所述蒸發器的所述濕空氣進行冷卻，生成所述水和所述冷空氣，以及得到低溫蒸汽，所述低溫蒸汽再進入所述吸收器；