利用太阳能发电进行直流电解的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及新能源利用领域，具体涉及一种利用太阳能发电进行直流电解的装置。
【背景技术】
[0002]煤炭、石油、天然气等常规能源的使用，造成地球环境的日益恶化。随着资源消耗的日益加剧，新能源和可再生能源的开发利用研究已成热点，其替代常规能源势在必行。太阳能作为一种有极大潜力的新能源，具有清洁无污染、分布广、获取方便等优点，是真正的取之不尽、用之不竭的能源。随着科学技术的发展进步，太阳能的光热利用技术和光伏利用技术将广泛应用于农业、工业等领域，对人类生产、生活、环境改善具有重要意义。
[0003]电解冶金行业能耗大是其面临的一个重要问题，随着我国太阳能技术的高速发展，同时为了减少冶金过程中能源消耗和污染物排放，达到非碳清洁冶金的目的，从能源总量和利用方式角度看，将太阳能引入电化学冶金行业能满足人类能源需求的日益增长，而且不会污染环境，是解决目前能源问题的最佳方案之一。使太阳能应用于电化学冶金工艺中，既是新能源利用主要途径之一，也是电解冶金工艺清洁化的迫切需要，对改善环境具有重要意义。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提出一种利用太阳能发电进行直流电解的装置，操作简便、成本低、节能环保。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的方案是:利用太阳能发电进行直流电解的装置，包括太阳能光伏电池板、钒电池、太阳能充放电控制器、电流输出控制装置和电解槽；
[0006]所述太阳能光伏电池板与太阳能充放电控制器的正负极输入端相连，所述钒电池与太阳能充放电控制器的钒电池正负极连接端相连，所述太阳能充放电控制器的正负极输出端通过电流输出控制装置连接至电解槽中的两根电极。
[0007]本发明中利用太阳能光伏电池板将太阳能转化为电能并存储在钒电池中，使钒电池作为直流电源输出电解电流，再通过电流输出控制装置使输出的电解电流相对稳定，将稳定的直流电流输送至装有电解液的电解槽进行直流电解，从而用于金属盐溶液的电化学冶金提取提纯工艺，即电解沉积和电解精炼工艺；其中，太阳能充放电控制器用于对钒电池充放电进行控制，防止过充或过放电，从而提高钒电池的使用寿命。
[0008]进一步的，所述太阳能充放电控制器上设置有温度传感器。
[0009]在太阳能充放电控制器上设置温度传感器可以在光伏电池板、钒电池工作环境不稳定及温差较大时进行温度补偿，提高钒电池的使用寿命。
[0010]进一步的，所述电流输出控制装置包括滑动变阻器、电流表、电压表；所述电流表与滑动变阻器串联后连接其中一根电极，所述电压表连接两根电极。
[0011]采用滑动变阻器来改变负载电流大小，并稳定输出电流、稳定电解过程中的电流密度，结构简单、成本低；
[0012]采用电压表和电流表分别测量两极间电压大小和电流大小从而便于反馈调节，进而使得电解过程更加平稳。
[0013]进一步的，所述利用太阳能发电进行直流电解的装置还包括远程监控终端，所述远程监控终端与太阳能充放电控制器上的远程监控端口相连。
[0014]通过设置远程监控终端可以对电解过程中的相关参数进行远程监控，十分方便。
[0015]进一步的，所述电解槽外部还设有用于对电解槽进行独立加热的恒温水浴槽。
[0016]通过恒温水浴槽对电解槽中的电解液进行温度调节，有利于电解过程的稳定进行。
[0017]进一步的，所述利用太阳能发电进行直流电解的装置还包括蓄液槽、水管和水栗；所述蓄液槽通过水管和水栗与电解槽相连。
[0018]基于蓄液槽、水管和水栗形成电解液循环系统，从而减少电解液的污染，保障电解时间的长时间持续进行。
[0019]本发明的有益效果是:
[0020]1.本发明装置构成简单、操作简便、成本低，采用该装置进行直流电解既节约了煤炭、石油、天然气等化石能源所转变的电能，又起到了环保作用。
[0021]2.使太阳能应用于电化学冶金工艺中，既是新能源利用的主要途径之一，也是清洁化电解冶金工艺的迫切，对改善环境具有重要意义。
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例中利用太阳能发电进行直流电解的装置示意图；
[0023]图中，I为太阳能光伏电池板，2为钒电池，3为太阳能充放电控制器，4为电解槽，5为恒温水浴槽，6为电极，7为电压表，8为滑动变阻器，9为电流表，10为温度传感器，11为远程监控终端，12为水管，13为蓄液槽，14为水栗。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图及实施例对本发明的方案作进一步的描述:
[0025]如图1所示，本例中的利用太阳能发电进行直流电解的装置，包括太阳能光伏电池板1、钒电池2、太阳能充放电控制器3、电解槽4、恒温水浴槽5，电极6，电压表7，滑动变阻器8，电流表9，温度传感器10，远程监控终端11，水管12，蓄液槽13，水栗14 ;
[0026]其中，所述太阳能光伏电池板I与太阳能充放电控制器3的正负极输入端相连，所述隹凡电池2与太阳能充放电控制器3的银电池正负极连接端相连，所述太阳能充放电控制器3的正负极输出端的一端通过滑动变阻器8、电流表9连接至电解槽4中的其中一根电极6，另一端通过电压表7连接至电解槽中的两根电极6。
[0027]为了实现温度补偿，在太阳能充放电控制器3上设置有温度传感器10 ;太阳能充放电控制器3还通过远程监控端口连接远程监控终端11，以便实现远程监控；
[0028]此外，所述电解槽4外部还设有用于对电解槽4进行独立加热的恒温水浴槽5，通过恒温水浴槽5对电解槽4中的电解液进行温度调节，有利于电解过程的稳定进行。
[0029]基于蓄液槽13、水管12和水栗14形成的电解液循环系统可以减少电解液的污染，保障电解时间的长时间持续进行。
[0030]上述装置的工作原理是:先利用太阳能光伏电池板I将太阳能转化成电能，并将产生的电能储存在作为直流电源的钒电池2中，再通过太阳能充放电控制器3，防止钒电池过放过充，利用滑动变阻器8改变负载电阻来调节和控制电流的大小，使输出的电解电流稳定，将稳定的直流电流输送到装有电解液的电解槽4内两个电极6上，进行直流电解，在电解槽5的外面有调节控制电解液温度的恒温水浴系统5，通过蓄液槽13、水栗14和水管12来实现电解液的循环，从而减少电解液的污染，保障电解过程的长时间持续进行。本发明可用于金属的电化学冶金提取工艺，即水溶液金属的电解沉积和电解精炼工艺。
[0031]下面以两个实施例来阐述其具体实现:
[0032]实施例一:选用235w的太阳能光伏电池板I块，选用额定电压24V、额定容量50AH钒电池I块，选用型号为CM5024Z的智能型太阳能充放电控制器，电解槽(长宽高:29cm、29cm、20cm)、蓄液槽(长宽高:40cm、40cm、25cm)材料选用玻璃钢，水浴槽(长宽高:40cm、40cm、35cm)选用聚氯乙稀，不锈钢板作为阴极(12*10cm2)，粗铁板作为阳极(ll*9cm2)，电流密度控制在200-300A/m2，电解液体系选用硫酸亚铁体系，电解液pH值控制在3.5-4.5之间，电解液循环量2L/lh，水浴温度65°C，极间距6-8cm。进行铁的电解提纯。
[0033]实施例二:选用235w的太阳能光伏电池板I块，选用额定电压24V、额定容量50AH钒电池I块，选用型号为CM5024Z的智能型太阳能充放电控制器，电解槽(长宽高:29cm、29cm、20cm)、蓄液槽(长宽高:40cm、40cm、25cm)材料选用玻璃钢，水浴槽(长宽高:40cm、40cm、35cm)选用聚氯乙稀，纯铜棒作为阴极(半径2cm，长15cm，)，粗铜板作为阳极(半径2cm，长15cm，)，电流密度控制在250_350A/m2，电解液体系选用硫酸铜+硫酸的体系，电解液PH值控制在5-6之间，电解液循环量2.5L/lh，水浴温度60°C，极间距6-8cm。进行铜的电解提纯。
[0034]同样在改变电解液体系、电极材料、电解液PH、温度、电极大小、电流密度等因素可以实现不同金属的电化学冶金提取工艺，即只要能水溶液电解沉积和电解精炼工艺的金属元素，都可以用本装置进行提取和精炼。
[0035]因此，以上所述只是用图解说明本发明的一些基本原理和结构，并非是要将本发明利用太阳能发电进行直流电解的装置局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。
【主权项】
1.利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，包括太阳能光伏电池板、钒电池、太阳能充放电控制器、电流输出控制装置和电解槽； 所述太阳能光伏电池板与太阳能充放电控制器的正负极输入端相连，所述钒电池与太阳能充放电控制器的钒电池正负极连接端相连，所述太阳能充放电控制器的正负极输出端通过电流输出控制装置连接至电解槽中的两根电极。2.如权利要求1所述的利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，所述太阳能充放电控制器上设置有温度传感器。3.如权利要求1所述的利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，所述电流输出控制装置包括滑动变阻器、电流表、电压表；所述电流表与滑动变阻器串联后连接其中一根电极，所述电压表连接两根电极。4.如权利要求1所述的利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，所述利用太阳能发电进行直流电解的装置还包括远程监控终端，所述远程监控终端与太阳能充放电控制器上的远程监控端口相连。5.如权利要求1所述的利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，所述电解槽外部还设有用于对电解槽进行独立加热的恒温水浴槽。6.如权利要求1所述的利用太阳能发电进行直流电解的装置，其特征在于，所述利用太阳能发电进行直流电解的装置还包括蓄液槽、水管和水栗；所述蓄液槽通过水管和水栗与电解槽相连。
【专利摘要】本发明涉及新能源利用领域，其公开一种利用太阳能发电进行直流电解的装置，操作简便、成本低、节能环保。该装置包括太阳能光伏电池板、钒电池、太阳能充放电控制器、电流输出控制装置和电解槽；所述太阳能光伏电池板与太阳能充放电控制器的正负极输入端相连，所述钒电池与太阳能充放电控制器的钒电池正负极连接端相连，所述太阳能充放电控制器的正负极输出端通过电流输出控制装置连接至电解槽中的两根电极。本发明适用于对各种金属的电化学提取。
【IPC分类】H02J7/35, C25C7/00
【公开号】CN105112947
【申请号】CN201510585009
【发明人】侯静, 杨绍利, 吴恩辉, 马兰, 李军, 黄平, 刘黔蜀
【申请人】攀枝花学院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月14日