一种光伏制氢系统的制作方法

1.本发明涉及制氢设备领域，尤其涉及一种光伏制氢系统。


背景技术：

2.随着煤炭、石油、天然气等传统化石能源的消耗速度的加剧，风能、太阳能等可再生能源的生产、传输与利用已经得到了越来越多的关注。传统光伏发电存在受日照时间、日照强度等多方面限制，产生的电能也不易储存。而氢气作为一种热值高、易储存运输、能量密度大的清洁二次能源，也被看作传统化石能源的理想替代，其应用范围也日趋广泛。将氢气作为一种储能介质，用于储存光伏产生的电能，将成为未来新能源领域的重要技术。
3.传统的光伏制氢系统往往需要在光伏设备连接制氢设备的供电线路上设置包括逆变器、稳压器在内的多种电子设备，结构复杂且提高成本。


技术实现要素：

4.本发明目的是：提供一种光伏制氢系统，以解决现有技术中存在光伏设备连接制氢设备的供电线路上需要设置其他电子设备，从而造成结构复杂和提高成本的问题。
5.本发明的技术方案是：一种光伏制氢系统，所述制氢装置包括：
6.供能机构，由多个光伏发电板组成的光伏阵列，通过吸收太阳能，产生电力；
7.制备机构，与光伏阵列电连接从而获取所需电力，通过电解水制取氢气；
8.储氢机构，与制备机构相连，用于收集制备机构的产物；
9.其中，制备机构与光伏阵列的输出端通过传输线直接连接，且制备机构制取的氢气的量与光伏阵列的输出电压呈正相关。
10.优选的，所述制备机构包括电解室，所述电解室封闭设置，内部装有电解用水；所述电解室两端设置有浸泡于水中且极性不同的电极板，所述电极板与光伏阵列电连接，两块所述电极板之间竖直设置有氢氧离子膜，所述氢氧离子膜将电解室分隔为阳极电解区和阴极电解区两部分，并使得两部分的电解用水无法通过自由渗透的方式实现交换；
11.其中，两块所述电极板包括设置于阳极电解区的阳电极板和设置于阴极电解区的阴电极板。
12.优选的，所述阳电极板和阴电极板采用钽、钉、铌、铱、铑、钛或镆中的一种金属材料或者碳类非金属材料制成。
13.优选的，所述制备机构设置有散热器；所述散热器采用夹层结构并固定于电解室外壁。
14.优选的，所述散热器内部设置有导热管，所述导热管内部中空并填充有导热油。
15.优选的，所述散热器表面设置有多个鳍状散热片，并设置有散热风扇。
16.优选的，所述制备机构包括恒压器，所述恒压器包括压力传感器和稳压阀；所述压力传感器设置于电解室内部，所述稳压阀与电解室连接；
17.其中，所述稳压阀在关闭状态下将电解室内部与外界隔离，并根据压力传感器的
检测值，通过自身的启闭，调节电解室内部的压力。
18.优选的，所述储氢机构包括与阴极电解区通过导管依次串联的增压器、过滤器以及储氢罐；
19.其中，所述制备机构产出的氢气经增压器增压后，通过导管进入过滤器提纯，随后进入储氢罐储存。
20.优选的，所述电解室底部设置有补水阀。
21.与现有技术相比，本发明的优点是：
22.(1)本发明所使用的电极板均可承受5v-1000v的不稳定的直流电，无需任何电能转换装置进行转换即可直接接受光伏发电板输出的电力。
23.(2)通过光伏发电板产生的电能用来电解水制氢，将不易储存的电能转换为容易储存的氢气，减少了能源浪费。
24.(3)电解室中设置有散热器和恒压器，可保证电解过程中电解室内部环境稳定。
25.(4)电解室底部设置有补水阀，当电解室中水位不足时方便补充电解用水。
附图说明
26.下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
27.图1为本发明所述一种光伏制氢系统的结构示意图；
28.图2为本发明所述制备机构的结构示意图；
29.其中：1、供能机构，11、光伏阵列，12、传输线，2、制备机构，21、电解室，211、阳极电解区，212、阴极电解区，221、阳电极板，222、阴电极板，23、氢氧离子膜，24、散热器，25、恒压器，26、补水阀，27、氢气出口，28、氧气出口，3、储氢机构，31、增压器，32、过滤器，33、储氢罐。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：
31.实施例一：如图1所示，一种光伏制氢系统，包括供能机构1，制备机构2和储氢机构3。其中，供能机构1包括四块光伏发电板组成的光伏阵列11，通过吸收太阳能，产生电力，并通过传输线12将电力送至制备机构2和储氢机构3。
32.如图2所示，制备机构2通过电解水制取氢气，包括电解室21，电解室21通过上端的顶盖和底部的底座以及周向设置的槽壁将电解室21内部与外界隔离，电解室21内部装有电解用水。电解室21内部两端设置有浸泡于水中且极性不同的电极板，两块电极板之间竖直设置有氢氧离子膜23，氢氧离子膜23将电解室21分隔为阳极电解区211和阴极电解区212两部分，并使得两部分的电解用水无法通过自由渗透的方式实现交换。电极板通电后，阳极电解区211中产生氧气，而阴极电解区212中产生氢气,并分别从对应的氧气出口28和氢气出口27排出。电解室21底部设置有补水阀26，用于补充电解过程中被消耗掉的水。
33.其中，两块电极板分别为设置于阳极电解区211的阳电极板221和设置于阴极电解区212的阴电极板222。阳电极板221与阴电极板222分别与光伏阵列11输出端的正极和负极电连接。阳电极板221和阴电极板222均可采用钽、钉、铌、铱、铑、钛或镆中的一种金属材料或者石墨之类的碳类非金属材料制成。故阳电极板221和阴电极板222均可负载直接由光伏
阵列11传输而来的5v-1000v的不稳定的直流电。因而，根据光伏阵列11实时的输出电压不同，相应的制取出来的氢气的量也随之变化。即光伏阵列11输出电压高时，制取的氢气的量随之较高；光伏阵列11输出电压低时，制取的氢气的量随之较低。
34.制备机构2还设置有散热器24，散热器24设置为夹层结构，并固定于电解室21的外壁。本实施例中，散热器24采用液体冷却方式对电解室21进行冷却。散热器24内部设置有导热管，导热管内部中空，且填充有导热油，导热油用于散发电解室21的热量。
35.制备机构2还包括恒压器25，恒压器25包括压力传感器和稳压阀。其中，压力传感器设置于电解室21内部并检测电解室21的内部压力；稳压阀与电解室21连接，并在稳压阀处于关闭状态下将电解室21内部和外界隔离。稳压阀根据压力传感器的检测值，通过自身的启闭，调节电解室21内部的压力。
36.储氢机构3包括与阴极电解区212通过导管连通的增压器31，与增压器31连通的过滤器32以及与过滤器32连通的储氢罐33。阴极电解区212中产出的氢气通过导管进入增压器31进行增压，增压后通过导管进入过滤器32从而获得更纯净的氢气后存入储氢管待用。
37.实施例二：本实施例与实施例一的不同之处在于，散热器24采用气体冷却方式对电解室21进行冷却，表面设置有多个鳍状散热片，并设置有散热风扇。通过散热风扇制造空气对流，对电解室21进行散热。
38.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。