一种住宅氢能源系统和斯特林自体发电-热泵联体机技术方案

本发明专利技术涉及一种住宅氢能源系统和斯特林自体发电‑热泵联体机；住宅氢能源系统包括阳光采集传输装置、光热转换装置、斯特林自体发电‑热泵联体机和制氢装置；所述阳光采集传输装置是收集并传输太阳光能的装置，所述光热转换装置是将所述阳光采集传输装置采集的太阳光能转换为热能并储蓄热能的装置，所述斯特林自体发电‑热泵联体机是利用所述光热转换装置提供的热能发电和制取热/冷能量的装置，所述制氢装置是利用所述斯特林自体发电‑热泵联体机产生的电能制取氢气的装置；本发明专利技术的有益效果是：利用太阳能以外热方式驱动斯特林自体发电‑热泵联体机，可同时发电和制取热/冷能量，能够实现太阳光热利用效率的最大化；集成程度高，运行可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于清洁能源系统，尤其涉及利用太阳能的一种住宅氢能源系统和斯特林自体发电-热泵联体机。
技术介绍
目前在住宅清洁能源利用领域存在多种技术方案，在太阳能利用领域包括光热发电、光伏发电和太阳能热水等方式。这些太阳能利用装置通常存在利用方式单一、阳光能量转换效率低、能量独立存储功能差等缺陷，能源综合利用能力低；由此带来的太阳能利用经济效益差、建设成本高、难于广泛应用的后果，制约了清洁能源的利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种住宅氢能源系统和斯特林自体发电-热泵联体机的技术方案，实现太阳能的高位能利用和太阳热能的阶梯利用，提高太阳能综合热效率，改进清洁能源的存储和取用方式，提高清洁能源的利用效益。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种住宅氢能源系统,利用太阳能为住宅提供能源；所述住宅氢能源系统包括阳光采集传输装置、光热转换装置、斯特林自体发电-热泵联体机和制氢装置；所述阳光采集传输装置是收集并传输太阳光能的装置，所述光热转换装置是将所述阳光采集传输装置采集的太阳光能转换为热能并储蓄热能的装置，所述斯特林自体发电-热泵联体机是利用所述光热转换装置提供的热能发电和制取热/冷能量的装置，所述制氢装置是利用所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的电能制取氢气的装置；所述住宅设有所述制氢装置产生的氢气的储存设备和以氢气为燃料的燃气设备，所述住宅还设有利用所述斯特林自体发电-热泵联体机发电余热和所制取的热/冷能量的低温热能储蓄设备和冷能量储蓄设备。更进一步，所述阳光采集传输装置包括多个阳光采集组件，每个所述阳光采集组件设有多块将反射阳光聚焦在预定焦点的阳光反射板；所述阳光采集传输装置通过光热传输导管连接所述光热转换装置，所述光热传输导管是将高密度平行光束从接收透镜输送到发射透镜的导管，所述光热传输导管的接收透镜位于所述阳光采集组件的预定焦点处，所述光热传输导管的发射透镜连接到所述光热转换装置。更进一步，所述阳光采集组件安装在所述住宅的屋面和/或室外地面之上；所述住宅包括地下室，所述斯特林自体发电-热泵联体机安装在所述地下室中低于所述低温热能储蓄设备和冷能量储蓄设备的位置；所述光热转换装置安装在低于所述斯特林自体发电-热泵联体机的位置。更进一步，所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的电量优先输送到所述住宅的蓄电设备；所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的更多电量输送到所述制氢装置用于制取氢气；所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的余热通过管道输送到所述低温热能储蓄设备；所述斯特林自体发电-热泵联体机制取的热能量也通过管道输送到所述低温热能储蓄设备；所述斯特林自体发电-热泵联体机制取的冷能量通过管道输送到所述冷能量储蓄设备。更进一步，所述制氢装置是电解水制氢装置；所述制氢装置连接一个氢气储罐，所述氢气储罐连接所述燃气设备，所述氢气储罐设有向外界输出氢气的氢气输出口；所述制氢装置还连接一个氧气储罐，所述氧气储罐设有向外界输出氧气的氧气输出口；所述制氢装置连接一只收集屋面雨水用于制氢的雨水收集罐。一种斯特林自体发电-热泵联体机，利用热能产生电力和制取热/冷能量，包括斯特林发动机，其特征在于，所述斯特林自体发电-热泵联体机还包括自体发电机和制取热/冷能量的斯特林热泵，所述斯特林发动机、自体发电机和斯特林热泵设置在一个密闭的机壳中；所述斯特林发动机的动力输出轴驱动所述自体发电机和斯特林热泵，所述密闭机壳设有所述自体发电机的电力输出端子。电力输出端子与密闭机壳之间以绝缘方式静密封。更进一步，所述自体发电机是设有永磁转子的感应式交流发电机，所述斯特林发动机的动力输出轴直接连接所述自体发电机的转子。更进一步，所述自体发电机的永磁转子也是所述斯特林发动机的惯性飞轮。更进一步，所述斯特林发动机的动力输出轴通过一个设置在所述密闭机壳中的电磁离合器驱动所述斯特林热泵转动；所述密闭机壳设有所述电磁离合器的驱动电源输入端子，所述驱动电源输入端子与密闭机壳之间以绝缘方式静密封。更进一步，所述斯特林发动机和斯特林热泵的工作介质为氢气，所述密闭机壳中填充介质为氢气。本专利技术的有益效果是：利用太阳能以外热方式驱动斯特林自体发电-热泵联体机，可同时发电和制取热/冷能量，能够实现太阳光热利用效率的最大化；采用氢气作为长时间存储能量的载体，可为城市提供清洁能源；副产氧气用途广泛。可实现太阳能的高效综合利用，显著提高清洁能源的利用效益；斯特林自体发电-热泵联体机的斯特林发动机、自体发电机和斯特林热泵安装在一个密闭机壳中，无外露的运动部件，集成程度高，运行可靠性高。下面结合附图和实施例对本专利技术作一详细描述。附图说明图1：住宅氢能源系统原理图；图2：住宅氢能源系统结构图；图3：住宅阳光采集传输装置示意图；图4：光导管结构图；图5：阳光采集组件光学原理图；图6：光热转换装置系统图：图7：斯特林自体发电-热泵联体机结构图；图8：斯特林自体发电机结构剖面图；图9：斯特林热泵结构剖面图；图10：斯特林发动机工作原理图；图11：斯特林热泵工作原理图。具体实施方式如图1至图5，一种住宅氢能源系统,利用太阳能为住宅1提供能源；所述住宅氢能源系统包括阳光采集传输装置2、光热转换装置3、斯特林自体发电-热泵联体机4和制氢装置5；所述阳光采集传输装置是收集并传输太阳光能的装置，所述光热转换装置是将所述阳光采集传输装置采集的太阳光能转换为热能的装置，所述斯特林自体发电-热泵联体机是利用所述光热转换装置提供的热能发电和制取热/冷能量的装置，所述制氢装置是利用所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的电能制取氢气的装置；所述住宅设有所述制氢装置产生的氢气的储存设备和以氢气为燃料的燃气设备，所述住宅还设有利用所述斯特林自体发电-热泵联体机发电余热和所制取的热/冷能量的低温热能储蓄设备6和冷能量储蓄设备7。所述阳光采集传输装置包括多个阳光采集组件2-1，每个所述阳光采集组件设有多块将反射阳光G-2聚焦在预定焦点F-1的阳光反射板2-1-1；所述阳光采集传输装置通过光热传输导管2-2连接所述光热转换装置3，所述光热传输导管是将高密度平行光束G-3从接收透镜2-2-1输送到发射透镜2-2-3的导管，所述光热传输导管的接收透镜位于所述阳光采集组件的预定焦点F-1处，所述光热传输导管的发射透镜连接到所述光热转换装置。所述阳光采集组件安装在所述住宅的屋面1和/或室外地面1-3之上；所述住宅包括地下室1-2，所述斯特林自体发电-热泵联体机安装在所述地下室中低于所述低温热能储蓄设备和冷能量储蓄设备的位置；所述光热转换装置安装在低于所述斯特林自体发电-热泵联体机的位置。所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的电量优先输送到所述住宅的蓄电设备9；所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的更多电量输送到所述制氢装置用于制取氢气；所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的余热通过管道输送到所述低温热能储蓄设备；所述斯特林自体发电-热泵联体机制取的热能量也通过管道输送到所述低温热能储蓄设备；所述斯特林自体发电-热泵联体机制取的冷能量通过管道输送到所述冷能量储蓄设备。所述制氢装置是电解水制氢装置；所述制氢装置连接一个氢气储罐5-2，所述氢气储罐连接所述燃气设备，所述氢气储罐设有向外界输出氢气的氢气输出口；所述制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种住宅氢能源系统,利用太阳能为住宅提供能源；其特征在于，所述住宅氢能源系统包括阳光采集传输装置、光热转换装置、斯特林自体发电‑热泵联体机和制氢装置；所述阳光采集传输装置是收集并传输太阳光能的装置，所述光热转换装置是将所述阳光采集传输装置采集的太阳光能转换为热能并储蓄热能的装置，所述斯特林自体发电‑热泵联体机是利用所述光热转换装置提供的热能发电和制取热/冷能量的装置，所述制氢装置是利用所述斯特林自体发电‑热泵联体机产生的电能制取氢气的装置；所述住宅设有所述制氢装置产生的氢气的储存设备和以氢气为燃料的燃气设备，所述住宅还设有利用所述斯特林自体发电‑热泵联体机发电余热和所制取的热/冷能量的低温热能储蓄设备和冷能量储蓄设备。

【技术特征摘要】
1.一种住宅氢能源系统,利用太阳能为住宅提供能源；其特征在于，所述住宅氢能源系统包括阳光采集传输装置、光热转换装置、斯特林自体发电-热泵联体机和制氢装置；所述阳光采集传输装置是收集并传输太阳光能的装置，所述光热转换装置是将所述阳光采集传输装置采集的太阳光能转换为热能并储蓄热能的装置，所述斯特林自体发电-热泵联体机是利用所述光热转换装置提供的热能发电和制取热/冷能量的装置，所述制氢装置是利用所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的电能制取氢气的装置；所述住宅设有所述制氢装置产生的氢气的储存设备和以氢气为燃料的燃气设备，所述住宅还设有利用所述斯特林自体发电-热泵联体机发电余热和所制取的热/冷能量的低温热能储蓄设备和冷能量储蓄设备。2.根据权利要求1所述的一种住宅氢能源系统，其特征在于，所述阳光采集传输装置包括多个阳光采集组件，每个所述阳光采集组件设有多块将反射阳光聚焦在预定焦点的阳光反射板；所述阳光采集传输装置通过光热传输导管连接所述光热转换装置，所述光热传输导管是将高密度平行光束从接收透镜输送到发射透镜的导管，所述光热传输导管的接收透镜位于所述阳光采集组件的预定焦点处，所述光热传输导管的发射透镜连接到所述光热转换装置。3.根据权利要求2所述的一种住宅氢能源系统，其特征在于，所述阳光采集组件安装在所述住宅的屋面和/或室外地面之上；所述住宅包括地下室，所述斯特林自体发电-热泵联体机安装在所述地下室中低于所述低温热能储蓄设备和冷能量储蓄设备的位置；所述光热转换装置安装在低于所述斯特林自体发电-热泵联体机的位置。4.根据权利要求1所述的一种住宅氢能源系统，其特征在于，所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的电量优先输送到所述住宅的蓄电设备；所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的更多电量输送到所述制氢装置用于制取氢气；所述斯特林自体发电-热泵联体机产生的余热通过管道输送到所述低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：高振刚，
申请(专利权)人：高振刚，
类型：发明
国别省市：北京;11