专利名称：风光互补海水制氢制氧系统的制作方法
技术领域：
本实 用新型涉及ー种海水分解系统，尤其是涉及ー种使用清洁可再生能源的风光互补海水制氢制氧系统。
背景技术：
随着经济的发展，能源已经越来越成为制约经济发展的重要问题，清洁、可再生能源是未来能源的发展方向。海水制氢的方法包括电解和光解，电解海水制得氢气纯度很高，但是因为能耗很高，因此并没有得到大規模的应用；海藻太阳能光解海水制氢是未来非常有前途的海水制氢方法，但是其产氢效率却很低。中华人民共和国国家知识产权局于2011年I月26日公开了公布号为CN101956206A的专利文献，名称是ー种电解海水制备氢气和氧气的电解设备及其エ艺。文献公开的设备包括阳极室、阴极室、离子交換膜、氧气分离器、氢气分离器和循环电解液系统，其通过循环电解液系统、氧气分离器、氢气分离器装置确保阳极室锰系氧化物阳极100%析氧效率及电解海水寿命，在阳极室产生清洁氧气，阴极室产生氢气。此方案同样面临高能耗问题，使其很难得到大規模的应用。
发明内容本实用新型主要是解决现有技术所存在的能源消耗高、生产成本大的技术问题，提供ー种使用可再生能源、成本低的风光互补海水制氢制氧系统。本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种风光互补海水制氢制氧系统，包括发电系统和电解系统，所述发电系统包括风カ发电机、风カ发电控制器、系统控制中心、太阳能电池板、太阳能发电控制器、蓄电池组和直流变换器，所述系统控制中心通过风カ发电控制器连接风カ发电机，所述系统控制中心通过太阳能发电控制器连接太阳能电池板，所述蓄电池组和所述直流变换器都与所述系统控制中心电连接，所述直流变换器与电解系统电连接。系统控制中心通过太阳能发电控制器控制太阳能电池板，还通过分离发电控制器控制风カ发电机。在光照条件好的情况下，太阳能电池板将光能转化为电能。在风カ条件好的情况下风カ发电机将风能转化为电能。风能和光能互补提供尽可能多的电能并适应不同的环境。电能通过直流变换器转换为合适的电压以后给电解系统供电，电解系统将海水电解为氢气和氧气。当太阳能电池板和风カ发电机产生的电能大于电解系统所需的电能时，系统控制中心将电能存储在蓄电池组中，等到发电能力不足时用来为电解系统供电。采用光能和风能两种清洁可再生的緑色能源作为电解海水的能量，降低了成本，不会对现有的市电系统带来大的负担。作为优选，所述电解系统包括海水取水泵、海水浄化装置、电解槽、循环泵、第一气液处理器、第二气液处理器、氢气储罐和氧气储罐，所述电解槽的第一入口通过所述海水净化装置连接所述海水取水泵，所述循环泵的出口与所述电解槽的第二入口连接，所述第一气液处理器的入口连接电解槽的阳极出口，所述第一气液处理器的液体出口连接循环泵的Λロ，所述第一气液处理器的气体出ロ连接所述氧气储罐；所述第二气液处理器的入口连接电解槽的阴极出口，所述第二气液处理器的液体出口连接循环泵的入口，所述第二气液处理器的气体出ロ连接所述氢气储罐。海水被海水取水泵抽上来以后通过浄化装置浄化，进入电解槽，在电解槽中被分解。电解槽阳极产生的氧气和部分海水一起进入第一气液处理器。第一气液处理器将氧气和海水分离，氧气被送入氧气储罐存储，海水通过循环泵重新进入电解槽。电解槽阴极产生的氢气和部分海水一起进入第二气液处理器。第二气液处理器将氢气和海水分离，氢气被送入氢气储罐存储，海水通过循环泵重新进入电解槽。作为优选，所述海水取水泵为材质是316L不锈钢的单级离心泵。采用不锈钢可以耐海水的腐蚀，延长使用寿命。作为优选，所述海水浄化系统包括自清洗过滤器和多介质过滤器，所述多介质过滤器的过滤材质为无烟煤、石英砂、锰砂中的ー种或几种。海水净化系统将海水中的杂质过 滤。作为优选，所述太阳能发电控制器包括太阳能跟踪系统。太阳能跟踪系统可以根据阳光照射角度调节太阳能电池板的方向，使太阳能电池板始終正对阳光，最大限度提高太阳光能利用率。本实用新型带来的有益效果是，使用緑色能源来电解海水，降低成本，不对市电系统产生负担，解决了制约了电解海水制氢的高能耗问题，无需架设市电电线和变压器，可以产生清洁的氢气和氧气。
图I是本实用新型的ー种发电系统结构图；图中1、系统控制中心,2、风カ发电机，3、风カ发电控制器，4、太阳能电池板，5、太阳能发电控制器，6、直流变换器，7、蓄电池组。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进ー步具体的说明。实施例本实施例的一种风光互补海水制氢制氧系统，包括发电系统和电解系统。如图I所示，发电系统包括风カ发电机2、风カ发电控制器3、系统控制中心I、太阳能电池板4、太阳能发电控制器5、蓄电池组7和直流变换器6，系统控制中心I通过风カ发电控制器3连接风力发电机2，系统控制中心I通过太阳能发电控制器5连接太阳能电池板4，蓄电池组7和直流变换器6都与系统控制中心I电连接，直流变换器6与电解系统电连接。系统控制中心能实现发电系统的启停、运行、控制和报警。通过对太阳能发电系统、风能发电系统和蓄电池组间的合理匹配，能保证发电系统的电カ输出，并设置保护系统，保证风能发电系统在风力太大时能及时停车并报警，蓄电池在电量过高或过低时及时停止充放电并报警。太阳能发电控制器包括太阳能跟踪系统，能实现太阳光的实时跟踪，最大限度提高太阳光能利用率。电解系统包括海水取水泵、海水浄化装置、电解槽、循环泵、第一气液处理器、第二气液处理器、氢气储罐和氧气储罐，电解槽的第一入口通过海水浄化装置连接海水取水泵，循环泵的出口与电解槽的第二入口连接，第一气液处理器的入口连接电解槽的阳极出口，第一气液处理器的液体出口连接循环泵的入口，第一气液处理器的气体出口连接氧气储罐；第二气液处理器的入口连接电解槽的阴极出口，第二气液处理器的液体出口连接循环泵的入口，第二气液处理器的气体出口连接氢气储罐。海水取水泵为材质是316L不锈钢的单级离心泵。海水净化系统包括自清洗过滤器和多介质过滤器，多介质过滤器的过滤材质由无烟煤、石英砂、锰砂组成。电解槽包括槽体、电极和隔膜。槽体由耐腐蚀材料制作，阳极为锰系氧化物，阴极为钛合金，隔膜可以阻止阴阳两极产生气体的扩散。在光照条件好的情况下，太阳能电池板将光能转化为电能。在风カ条件好的情况下风カ发电机将风能转化为电能。电能通过直流变换器转换为合适的电压以后给电解系统供电，电解系统将海水电解为氢气和氧气。风能和光能互补提供尽可能多的电能并适应不同的环境。当太阳能电池板和风カ发电机产生的电能大于电解系统所需的电能时，系统控制中心将电能存储在蓄电池组中，等到发电能力不足时用来为电解系统供电。海水被海水取水泵抽上来以后通过浄化装置浄化，进入电解槽，在电解槽中被分解。电解槽阳极产生的氧气和部分海水一起进入第一气液处理器。第一气液处理器将氧气和海水分离，氧气被送入氧气储罐存储，海水通过循环泵重新进入电解槽。电解槽阴极产生的氢气和部分海水一起进入第二气液处理器。第二气液处理器将氢气和海水分离，氢气被送入氢气储罐存储，海水通过循环泵重新进入电解槽。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了太阳能电池板、风カ发电机、系统控制中心等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求1.一种风光互补海水制氢制氧系统，包括发电系统和电解系统，其特征在于，所述发电系统包括风力发电机、风力发电控制器、系统控制中心、太阳能电池板、太阳能发电控制器、蓄电池组和直流变换器，所述系统控制中心通过风力发电控制器连接风力发电机，所述系统控制中心通过太阳能发电控制器连接太阳能电池板，所述蓄电池组和所述直流变换器都与所述系统控制中心电连接，所述直流变换器与电解系统电连接。
2.根据权利要求I所述的风光互补海水制氢制氧系统，其特征在于，所述电解系统包括海水取水泵、海水净化装置、电解槽、循环泵、第一气液处理器、第二气液处理器、氢气储罐和氧气储罐，所述电解槽的第一入口通过所述海水净化装置连接所述海水取水泵，所述循环泵的出口与所述电解槽的第二入口连接，所述第一气液处理器的入口连接电解槽的阳极出口，所述第一气液处理器的液体出口连接循环泵的入口，所述第一气液处理器的气体出口连接所述氧气储罐；所述第二气液处理器的入口连接电解槽的阴极出口，所述第二气液处理器的液体出口连接循环泵的入口，所述第二气液处理器的气体出口连接所述氢气储罐。
3.根据权利要求2所述的风光互补海水制氢制氧系统，其特征在于，所述海水取水泵为材质是316L不锈钢的单级离心泵。
4.根据权利要求2或3所述的风光互补海水制氢制氧系统，其特征在于，所述海水净化系统包括自清洗过滤器和多介质过滤器，所述多介质过滤器的过滤材质为无烟煤、石英砂、锰砂中的一种或几种。
5.根据权利要求I所述的风光互补海水制氢制氧系统，其特征在于，所述太阳能发电控制器包括太阳能跟踪系统。
专利摘要本实用新型公开了一种风光互补海水制氢制氧系统，旨在提供一种使用清洁可再生能源的海水电解系统。它包括发电系统和电解系统，所述发电系统包括风力发电机、风力发电控制器、系统控制中心、太阳能电池板、太阳能发电控制器、蓄电池组和直流变换器，所述系统控制中心通过风力发电控制器连接风力发电机，所述系统控制中心通过太阳能发电控制器连接太阳能电池板，所述蓄电池组和所述直流变换器都与所述系统控制中心电连接，所述直流变换器与电解系统电连接。系统控制中心通过太阳能发电控制器控制太阳能电池板，还通过分离发电控制器控制风力发电机。发电系统将光能和风能转化为电能为电解系统供电，降低了成本，减小了给市电系统带来的负担。
文档编号C25B1/04GK202401137SQ20112054468
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者孙保库, 孙兆栋, 张海春, 范会生, 郁小芬, 陆阿定 申请人:浙江省海洋开发研究院