一种海上制氢装置的制作方法

1.本发明涉及电解海水制氢技术领域，特别是涉及一种海上制氢装置。


背景技术：

2.近年来，随着氢燃料电池技术的发展，将氢气作为一种普及性燃料使用的可能性越来越大。氢气作为一种无污染的环保型燃料，不仅可以作为工业化的能源，也可以进入家家户户作为家用燃料，其制造和储存有着广阔的前景。但氢气的易燃易爆性使得在陆上建设大规模的制氢储氢基地有较大的风险。因此现有技术中选择将制氢储氢装置放置在近海处，通过电解海水制取氢气。
3.然而电解海水制取氢气，耗电量非常大，制氢储氢装置自身的第一发电机构不能够满足电解海水制氢的用电量，而制氢储氢装置位于海上，从陆地上接电成本较高。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种海上制氢装置，以解决上述现有技术存在的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种海上制氢装置，包括：
6.海上平台，所述海上平台漂浮在海面上，所述海上平台内设有空腔；
7.第一发电机构，所述第一发电机构设置在所述海上平台的顶面上，所述第一发电机构包括承载板，所述承载板转动连接在所述海上平台的顶面上，所述承载板传动连接有第一动力组件；所述承载板的顶面上设置有第一发电装置与第二发电装置；所述第一发电装置包括若干转动连接在所述承载板顶面的光伏组件，所述光伏组件传动连接有第二动力组件；所述第二发电装置包括第一发电机，所述第一发电机转动连接有叶轮，所述第一发电机转动连接在所述承载板上方，所述第一发电机传动连接有第三动力组件，所述第一发电机上方设置有风向测试组件与风速测试件；所述光伏组件以及所述第一发电机均通过逆变器与蓄电池电性连接，所述蓄电池设置在所述空腔内，所述第一动力组件、所述第二动力组件以及所述第三动力组件均与所述蓄电池电性连接，所述第一动力组件、所述第二动力组件以及所述第三动力组件均电性连接有控制器，所述风向测试组件与所述风速测试件与控制器电性连接；
8.氢气制取机构，所述氢气制取机构设置在所述空腔内；
9.氢气存储机构，所述氢气存储机构设置在所述空腔内且与所述氢气制取机构连通。
10.优选的，所述海上平台包括阀体，所述阀体的底面固接有漂浮气囊，所述阀体的外侧壁上连接有固定锚，所述空腔开设在所述阀体内。
11.优选的，所述承载板的顶面上固接有若干轴座，所述光伏组件通过所述轴座与所述承载板转动连接，所述光伏组件远离所述轴座的一侧开设有凹槽，所述第二动力组件包括转动连接在所述凹槽内的转动块，所述转动块上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺杆，所述螺杆的底端通过联轴器连接有第二传动电机的输出轴，所述第二传动电机转
动连接在所述承载板的顶面上，所述第二传动电机与所述控制器以及所述蓄电池电性连接。
12.优选的，所述第一动力组件包括固接在所述空腔内的第一动力箱，所述第一动力箱内转动连接有第一竖轴，所述第一竖轴的顶端穿出所述阀体且与所述承载板的底面固接，所述第一竖轴上固接有第一蜗轮，所述第一蜗轮啮合有第一蜗杆，所述第一蜗杆固接在第一传动电机的输出轴上，所述第一传动电机固接在所述第一动力箱内，所述第一传动电机与所述控制器以及所述蓄电池电性连接。
13.优选的，所述承载板的顶面固接有连接杆，所述第三动力组件包括固接在所述连接杆顶端的第二动力箱，所述第二动力箱内转动连接有第二竖轴，所述第二竖轴的顶端穿出所述第二动力箱且与所述第一发电机固接，所述第二竖轴上固接有第二蜗轮，所述第二蜗轮啮合有第二蜗杆，所述第二蜗杆固接在第三传动电机的输出轴上，所述第三传动电机固接在所述第二动力箱内，所述第三传动电机与所述控制器以及所述蓄电池电性连接。
14.优选的，所述风向测试组件包括固接在所述第一发电机顶端的固定柱，所述固定柱的顶端转动连接有横杆，所述横杆的一端固接有兜风罩，所述横杆的另一端固接有指向箭头，所述横杆上设置有姿态传感器与所述风速测试件，所述姿态传感器和所述风速测试件均与所述控制器以及所述蓄电池电性连接。
15.优选的，所述氢气制取机构包括设置在所述空腔内的抽水泵，所述抽水泵的入水口固接且连通有进水管，所述进水管穿出所述阀体伸入海水中，所述抽水泵的出水口固接且连通有输水管，所述输水管连通有海水淡化器，所述海水淡化器的出水口连通有电解池，所述电解池内设置有电解组件，所述电解池远离所述输水管的侧壁上固接且连通有出水管，所述出水管穿出所述阀体伸入海水中。
16.优选的，所述电解池内固接有离子渗透膜，所述电解池内腔被所述离子渗透膜分为阳极腔以及阴极腔，所述阳极腔内设置有阳极件，所述阴极腔内设置有阴极件，所述阳极件包括阳极横板，所述阳极横板的通过阳极连接头与所述蓄电池的阳极连接，所述阳极横板的底面上固接有若干平行设置的阳极立板；
17.所述阴极件包括阴极横板，所述阴极横板通过阴极连接头与所述蓄电池的阴极连接，所述阴极横板的底面上固接有若干阴极立板；
18.所述阳极横板以及所述阴极横板均通过支撑柱固接在所述电解池内。
19.优选的，所述氢气存储机构包括氢气存储罐，所述氢气存储罐与所述阴极腔连通。
20.优选的，所述空腔内还设置有氧气存储罐，所述氧气存储罐与所述阳极腔连通。
21.本发明公开了以下技术效果：
22.本发明中，第一发电装置通过太阳能发电，第二发电装置通过风能发电，一起为蓄电池供电；第一发电机上设置有风向测试组件，风向测试组件将风的方向传递给控制器，控制器控制第三动力组件，第三动力组件带动第一发电机转动，进而使叶轮面向风吹来的方向，从而增加第二发电装置的发电量；控制器控制第一动力组件，第一动力组件带动承载板转动，控制器带动第二动力组件，第二动力组件改变光伏组件的倾角，进而使光伏组件能够时刻直面太阳，进而增加第一发电装置的发电量；本发明通过改变光伏组件的倾角以及承载板的方向，通过使叶轮面向风吹来的方向，从而增加海上制氢装置的发电量，使海上制氢装置的发电量满足自身的耗电需求。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明一种海上制氢装置的结构示意图；
25.图2为图1中a处的局部放大图；
26.图3为图1中b处的局部放大图；
27.图4为图1中c处的局部放大图；
28.图5为本发明实施例2的结构示意图；
29.其中，1、承载板；2、光伏组件；3、第一发电机；4、风速测试件；5、蓄电池；6、阀体；7、漂浮气囊；8、固定锚；9、轴座；10、转动块；11、螺杆；12、第二传动电机；13、第一动力箱；14、第一竖轴；15、第一蜗轮；16、第一蜗杆；17、第一传动电机；18、连接杆；19、第二动力箱；20、第二竖轴；21、叶轮；22、第二蜗轮；23、第二蜗杆；24、第三传动电机；25、固定柱；26、横杆；27、兜风罩；28、指向箭头；29、姿态传感器；30、抽水泵；31、进水管；32、输水管；33、电解池；34、出水管；35、离子渗透膜；36、阳极横板；37、阳极连接头；38、阳极立板；39、阴极横板；40、阴极连接头；41、阴极立板；42、氢气存储罐；43、氧气存储罐；44、海水淡化器；45、第二发电机；46、螺旋桨。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
32.实施例1
33.本发明提供一种海上制氢装置，包括：
34.海上平台，海上平台漂浮在海面上，海上平台内设有空腔；
35.第一发电机构，第一发电机构设置在海上平台的顶面上，第一发电机构包括承载板1，承载板1转动连接在海上平台的顶面上，承载板1传动连接有第一动力组件；承载板1的顶面上设置有第一发电装置与第二发电装置；第一发电装置包括若干转动连接在承载板1顶面的光伏组件2，光伏组件2传动连接有第二动力组件；第二发电装置包括第一发电机3，第一发电机3转动连接有叶轮21，第一发电机3转动连接在承载板1上方，第一发电机3传动连接有第三动力组件，第一发电机3上方设置有风向测试组件与风速测试件4；光伏组件2以及第一发电机3均通过逆变器与蓄电池5电性连接，蓄电池5设置在空腔内，第一动力组件、第二动力组件以及第三动力组件均与蓄电池5电性连接，第一动力组件、第二动力组件以及第三动力组件均电性连接有控制器，风向测试组件与风速测试件4与控制器电性连接；
36.氢气制取机构，氢气制取机构设置在空腔内；
37.氢气存储机构，氢气存储机构设置在空腔内且与氢气制取机构连通。
38.本装置中，第一发电装置通过太阳能发电，第二发电装置通过风能发电，一起为蓄电池5供电；第一发电机3上设置有风向测试组件，风向测试组件将风的方向传递给控制器(图中未画出)，控制器控制第三动力组件，第三动力组件带动第一发电机3转动，进而使叶轮21面向风吹来的方向，从而增加第二发电装置的发电量；控制器控制第一动力组件，第一动力组件带动承载板1转动，控制器带动第二动力组件，第二动力组件改变光伏组件2的倾角，进而使光伏组件2能够时刻直面太阳，进而增加第一发电装置的发电量；本发明通过改变光伏组件2的倾角以及承载板1的方向，通过使叶轮21面向风吹来的方向，从而增加海上制氢装置的发电量，使海上制氢装置的发电量满足自身的耗电需求。其中，控制器优选为控制芯片，控制及芯片为现有技术，此处不做赘述。同时，本装置中还设置有风速测试件4，风速测试件4将测得的风速传输给控制器，当风速达到设定数值时，控制器控制第二动力组件运转，使光伏组件2呈水平状态，减少本装置的受风面积，避免本装置受到损坏。其中，光伏组件2优选为双面光伏组件，承载板1的顶面设置为反光面，进一步增加光伏组件2的发电量。
39.进一步优化方案，海上平台包括阀体6，阀体6的底面固接有漂浮气囊7，阀体6的外侧壁上连接有固定锚8，空腔开设在阀体6内。阀体6在漂浮气囊7的作用下漂浮在海面上，固定锚8可以防止阀体6在水流或者风的作用下四处游动。
40.进一步优化方案，承载板1的顶面上固接有若干轴座9，光伏组件2通过轴座9与承载板1转动连接，光伏组件远离轴座9的一侧开设有凹槽，第二动力组件包括转动连接在凹槽内的转动块10，转动块10上开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺杆11，螺杆11的底端通过联轴器连接有第二传动电机12的输出轴，第二传动电机12转动连接在承载板1的顶面上，第二传动电机12与控制器以及蓄电池5电性连接。第二传动电机12带动螺杆11转动，进而使转动块10在螺杆11上运动，从而改变光伏组件2的倾角。
41.进一步优化方案，第一动力组件包括固接在空腔内的第一动力箱13，第一动力箱13内转动连接有第一竖轴14，第一竖轴14的顶端穿出阀体6且与承载板1的底面固接，第一竖轴14上固接有第一蜗轮15，第一蜗轮15啮合有第一蜗杆16，第一蜗杆16固接在第一传动电机17的输出轴上，第一传动电机17固接在第一动力箱13内，第一传动电机17与控制器以及蓄电池5电性连接。通过第一传动电机17带动第一蜗杆16运动，进而带动第一蜗轮15转动，第一蜗轮15通过第一竖轴14带动承载板1转动，从而使光伏组件2能够接受太阳的直射。
42.进一步优化方案，承载板1的顶面固接有连接杆18，第三动力组件包括固接在连接杆18顶端的第二动力箱19，第二动力箱19内转动连接有第二竖轴20，第二竖轴20的顶端穿出第二动力箱19且与第一发电机3固接，第二竖轴20上固接有第二蜗轮22，第二蜗轮22啮合有第二蜗杆23，第二蜗杆23固接在第三传动电机24的输出轴上，第三传动电机24固接在第二动力箱19内，第三传动电机24与控制器以及蓄电池5电性连接。第三传动电机24带动第二蜗杆23转动，第二蜗杆23带动第二蜗轮22转动，第二蜗轮22通过第二竖轴20带动第一发电机3转动，从而使叶轮21能够直面风吹来的方向。
43.进一步优化方案，风向测试组件包括固接在第一发电机3顶端的固定柱25，固定柱25的顶端转动连接有横杆26，横杆26的一端固接有兜风罩27，横杆26的另一端固接有指向箭头28，横杆26上设置有姿态传感器29与风速测试件4，姿态传感器29和风速测试件4均与
控制器以及蓄电池5电性连接。风吹到兜风罩27上，兜风罩27在风的作用下直面风吹来的方向，既此时指向箭头28所指的方向，姿态传感器29将此时横杆26的姿态传递至控制器，控制器控制第三传动电机24转动，进而使第一发电机3的中心轴与横杆26的中心轴平行，使叶轮21直面风吹来的方向。为了节省电量，当横杆26的轴线与第一发电机3的轴线之间夹角大于30
°
时，控制器控制第三传动电机24使第一发电机转动；其中，叶轮21位于指向箭头28所指的方向。
44.进一步优化方案，氢气制取机构包括设置在空腔内的抽水泵30，抽水泵30的入水口固接且连通有进水管31，进水管31穿出阀体6伸入海水中，抽水泵30的出水口固接且连通有输水管32，输水管32连通有海水淡化器44，海水淡化器44的出水口连通有电解池33，电解池33内设置有电解组件，电解池33远离输水管32的侧壁上固接且连通有出水管34，出水管34穿出阀体6伸入海水中。通过抽水泵30将海水送入海水淡化器44内，海水淡化器将海水淡化后水送入电解池33，电解生成氢气及氧气。其中，海水淡化器44为反渗透淡化器，为现有技术，不做赘述。
45.进一步优化方案，电解池33的底部还设置有加热装置，加热装置与蓄电池5以及控制器电性连接，加热装置可以对电解池33内的海水进行升温，便于增加电解海水制氢的效率。
46.进一步优化方案，电解池33内固接有离子渗透膜35，电解池33内腔被离子渗透膜35分为阳极腔以及阴极腔，阳极腔内设置有阳极件，阴极腔内设置有阴极件，阳极件包括阳极横板36，阳极横板36的通过阳极连接头37与蓄电池5的阳极连接，阳极横板36的底面上固接有若干平行设置的阳极立板38；
47.阴极件包括阴极横板39，阴极横板39通过阴极连接头40与蓄电池5的阴极连接，阴极横板39的底面上固接有若干阴极立板41；
48.阳极横板36以及阴极横板39均通过支撑柱固接在电解池33内。
49.通过增加阴极立板41与阳极立板38的数量，增加海水与电极的接触面积，进一步增加了电解海水制氢的效率。
50.进一步优化方案，氢气存储机构包括氢气存储罐42，氢气存储罐42与阴极腔连通。氢气储存在氢气存储罐42内。
51.进一步优化方案，空腔内还设置有氧气存储罐43，氧气存储罐43与阳极腔连通。电解生成的氧气进入氧气存储罐43内，避免氧气直接排入到空气中造成浪费。
52.实施例2
53.与实施例1的不同之处在于，本实施例中阀体6的底面上固接有第二发电机45，第二发电机45的转轴上固接有螺旋桨46。第二发电机45与蓄电池5电性连接，螺旋桨46直面海水的流动方向，通过水流进行发电，进一步增加本装置的发电效率。
54.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
55.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出
的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。