一种太阳能制氢系统的制作方法

1.本实用新型属于新能源领域，涉及一种太阳能制氢系统。


背景技术：

2.随着社会经济的发展，世界“能源危机”日益加剧，寻找和开发可再生绿色能源已越来越引起人们的重视。氢能作为一种清洁可再生的绿色能源，如今已备受世人的瞩目。氢能是目前所知的燃料中能量密度最高的，同时它还具备清洁和可持续的优势，因此氢能将成为能源供应的主要发展方向之一。
3.电解水制氢是一种高效、清洁、成熟的制氢技术，其制氢工艺简单，产品纯度高。特别是随着目前太阳能发电规模的日益扩大，氢气将成为电能存储的理想载体。
4.碱水电解槽通常的工作温度在40℃～80℃。电解槽中的碱液介质的特性是随着温度的升高其电导率越来越高。因开车时的碱液是常温，其电阻值较大，而电压是一定的，这样电流就较小，产氢量也很小。随着碱液温度的升高，碱液电阻值越来越低，产氢量逐渐提高。因此，每次开车前需将碱水加热至设定温度，碱水电解槽运行过程中也需要将碱水维持在一定的温度范围。这就需要开车前预留出加热碱水的时间并且额外消耗一定的电能来维持碱水的温度。
5.光伏组件容易受灰尘等污染物的影响，光伏组件受污染之后太阳光电曲线下滑，严重影响太阳能利用率。据统计，受外部因素影响，光伏组件的发电效率会下降8%～20%。同时，光伏组件受污染之后会产生热斑效应，这样更容易加剧光伏组件的老化，严重影响其使用寿命。目前清除光伏组件灰尘及表面污垢主要采取水清洗法，清洗对水的消耗会导致光伏电站运行成本的增加和水资源的浪费。


技术实现要素：

6.实用新型所解决的技术问题在于提供一种太阳能制氢系统。
7.本实用新型所采用的技术手段如下。
8.一种太阳能制氢系统，包含至少1个光伏
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集热管一体化装置，至少1个光伏
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集热管一体化装置上设有保温水箱，该光伏
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集热管一体化装置电性连接于碱水电解槽；所述碱水电解槽的水源进水管道依次通过反渗透装置、所述保温水箱后连接于所述碱水电解槽的水源入口；所述反渗透装置的浓水出口通过浓水管路延伸至所述光伏
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集热管一体化装置的光伏面板处喷洒浓水。
9.进一步的，进入所述水源入口的进水温度范围为40
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80℃。
10.进一步的，所述水源进水管道中通入的是自来水。
11.进一步的，所述水源进水管道在反渗透装置前设有超滤装置，在反渗透装置与保温水箱之间顺次设有edi装置和纯水箱。
12.进一步的，所述光伏
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集热管一体化装置包含整体倾斜布置的光伏面板，所述保温水箱设置于光伏面板的高位端。
13.进一步的，至少1个光伏
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集热管一体化装置的电路通过组串式逆变器汇总后，通过交流汇流箱、交流配电柜、升压变、整流器后与碱水电解槽的电源连接。
14.进一步的，所述反渗透装置的浓水出口连接浓水箱，该浓水箱的出口与浓水管路入口连通。
15.本实用新型所产生的有益效果如下。
16.（1）光伏
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集热管一体化装置可对纯水进行预热至40℃～80℃，节约了电能并缩短了碱水电解槽的开车时间。
17.（2）利用太阳能制氢系统副产的浓水对光伏面板进行清洗，节约了水源。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构图。
19.图2为光伏
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集热管一体化装置的结构图。
20.图3为图2中的a
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a截面示意图。
具体实施方式
21.请参阅图1所示，太阳能制氢系统包含至少1个光伏
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集热管一体化装置1，至少1个光伏
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集热管一体化装置1上设有保温水箱2，该光伏
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集热管一体化装置1产生的电能依次通过组串式逆变器8汇总后，通过交流汇流箱9、交流配电柜10、升压变11、整流器12后作为碱水电解槽3的电源。
22.碱水电解槽3的水源进水管道31依次通过超滤装置5、反渗透装置4、edi装置6，进入纯水箱2后，根据实际情况通过光伏
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集热管一体化装置1上的保温水箱2，经过加热的纯水作为碱水电解槽3的水源。碱水电解槽3产生的氢气供给用户使用或存储。
23.实际工程实践中，在光伏装置所设置的区域，通常会以光伏阵列的方式设置很多个光伏
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集热管一体化装置1，根据当地太阳能的自然情况以及碱水电解规模，可选择设置保温水箱2的个数。在太阳能比较丰富的地区可配合在其中1个或几个光伏
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集热管一体化装置1上设置保温水箱2，即可满足碱水电解槽3的温度要求。在太阳能不太丰富的地区，可以在更多光伏
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集热管一体化装置1上设置保温水箱2，根据碱水电解槽3的需求而决定启用保温水箱2的个数。可根据本领域技术人员的经验和环境数据而定，因此保温水箱2的布置方式和个数不再具体限定。
24.反渗透装置4的浓水出口通过浓水箱13进入浓水管路41延伸至光伏
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集热管一体化装置1的光伏面板处喷洒浓水。反渗透装置4优选为两级反渗透装置，也可以是单级反渗透装置。反渗透装置4产生的浓水用作光伏
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集热管一体化装置喷洒、清洗用。
25.水源进水管道中通入的水源是自来水，还可以是发电机组冷却水或循环水。目前我国在规范上对喷洒、清洗用水水质没有要求，若反渗透浓水水量或水质不满足喷洒、清洗要求，可用自来水稀释反渗透浓水。
26.光伏
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集热管一体化装置1的结构如图2、图3所示，包含整体倾斜布置的光伏面板、集热管14、光伏组件15、设置于光伏面板的高位端的保温水箱2、支腿16。光伏
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集热管一体化装置1具有发电和加热水功能，其中集热管14可将水加热至40℃～80℃，此温度为碱水电解槽的碱水运行温度。光伏组件15的功能是发电，保温水箱2可将热水暂存。
27.申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细方法，但本实用新型并不局限于上述详细方法，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。


技术特征：
1.一种太阳能制氢系统，其特征在于，包含至少1个光伏
‑
集热管一体化装置（1），至少1个光伏
‑
集热管一体化装置（1）上设有保温水箱（2），该光伏
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集热管一体化装置（1）电性连接于碱水电解槽（3）；所述碱水电解槽（3）的水源进水管道（31）依次通过反渗透装置（4）、所述保温水箱（2）后连接于所述碱水电解槽（3）的水源入口；所述反渗透装置（4）的浓水出口通过浓水管路（41）延伸至所述光伏
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集热管一体化装置（1）的光伏面板处喷洒浓水。2.如权利要求1所述的太阳能制氢系统，其特征在于，进入所述水源入口的进水温度范围为40
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80℃。3.如权利要求1所述的太阳能制氢系统，其特征在于，所述水源进水管道（31）中通入的是自来水。4.如权利要求1所述的太阳能制氢系统，其特征在于，所述水源进水管道（31）在反渗透装置（4）前设有超滤装置（5），在反渗透装置（4）与保温水箱（2）之间顺次设有edi装置（6）和纯水箱（7）。5.如权利要求1所述的太阳能制氢系统，其特征在于，所述光伏
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集热管一体化装置（1）包含整体倾斜布置的光伏面板，所述保温水箱（2）设置于光伏面板的高位端。6.如权利要求1所述的太阳能制氢系统，其特征在于，至少1个光伏
‑
集热管一体化装置（1）的电路通过组串式逆变器（8）汇总后，通过交流汇流箱（9）、交流配电柜(10)、升压变(11)、整流器(12)后与碱水电解槽(3)的电源连接。7.如权利要求1所述的太阳能制氢系统，其特征在于，所述反渗透装置（4）的浓水出口连接浓水箱（13），该浓水箱（13）的出口与浓水管路（41）入口连通。

技术总结
本实用新型为一种太阳能制氢系统，包含至少1个光伏


技术研发人员：田江南 李燕 周强 李新春
受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司
技术研发日：2021.03.01
技术公布日：2021/10/8