一种热能高效利用的太阳能制氢系统技术方案

本发明专利技术提供了一种热能高效利用的太阳能制氢系统，包括太阳能电池板、质子交换膜电解槽、水循环管道和新水管道，所述水循环管道与所述质子交换膜电解槽连接，所述新水管道与所述水循环管道连通，所述新水管道靠近所述太阳能电池板工作时的发热处设置，所述水循环管道和新水管道的连通处设置有用于控制新水进入所述水循环管路入水比例的分液阀门。本发明专利技术将太阳能电池板和质子交换膜电解槽两个部分的热量一起处理，利用基础的水循环系统，用作为原料的水来调节系统的热量并再分配，不需要额外物料。同时，水的比热容大，分配热的效率高，提升整体散热效率，为整体反应创造良好条件，且节能环保。且节能环保。

【技术实现步骤摘要】
一种热能高效利用的太阳能制氢系统


[0001]本专利技术涉及太阳能制氢领域，尤其是涉及一种热能高效利用的太阳能制氢系统。

技术介绍

[0002]PEM(质子交换膜)电解池系统有着截然不同的高效的水解工序，但作为良好工业制氢替代方案的它却存在着热量调控这一繁琐问题。一个典型的太阳能制氢系统有两个模块，电池板+PEM，传统型号这两个部分是分开的。电池板在工作时会产生大量热，有碍反应速率，所以人们要为电池板格外接入一个冷却系统才能维持高转化效率，这种方法会浪费许多热能。因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

[0003]鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种热能高效利用的太阳能制氢系统。
[0004]为解决以上技术问题，本专利技术采取了以下技术方案：
[0005]本专利技术提供一种热能高效利用的太阳能制氢系统，包括太阳能电池板和质子交换膜电解槽，还包括水循环管道和新水管道，所述水循环管道与所述质子交换膜电解槽连接，所述新水管道与所述水循环管道连通，所述新水管道靠近所述太阳能电池板工作时的发热处设置，所述水循环管道和新水管道的连通处设置有用于控制新水进入所述水循环管路入水比例的分液阀门。
[0006]进一步地，所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述太阳能电池板和质子交换膜电解槽的内部设置有温度传感器。
[0007]进一步地，所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述分液阀门具有第一关闭状态、混合状态和第二关闭状态，当所述分液阀门处于第一关闭状态时，所述新水管道的入水比例为零；当所述分液阀门处于混合状态时，所述水循环管道中的新水比例增加；当所述分液阀门处于第二关闭状态时，所述新水管道的入水比例为百分之百。
[0008]进一步地，所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述分液阀门包括阀门挡板，所述阀门挡板旋转开合于所述水循环管道和新水管道的连通处，所述阀门挡板倾向于水流方向。
[0009]进一步地，所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述水循环管道和新水管道呈T形连接，当所述阀门挡板呈45度内倾时，所述分液阀门处于第一关闭状态，所述新水管道的入水比例为零；当所述阀门挡板呈大于0度小于45度内倾时，所述分液阀门处于混合状态，所述水循环管道中的新水比例增加；当所述阀门挡板呈0度内倾时，所述分液阀门处于第二关闭状态，所述新水管道的入水比例为百分之百。
[0010]进一步地，所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述水循环管路设置有用于分离氧气排出或循环水排出的出口，所述出口位于质子交换膜电解槽的阳极。
[0011]进一步地，所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述质子交换膜电解槽为一
个或多个。
[0012]进一步地，所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述质子交换膜电解槽为两个，分别为上电解槽和下电解槽，所述太阳能电池板、上电解槽和下电解槽电性连接。
[0013]进一步地，所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述水循环管道包括第一循环管道、第二循环管道、第三循环管道和第四循环管道，所述第一循环管道靠近所述太阳能电池板与上电解槽的阴极连接，所述第二循环管道连接上电解槽的阳极和下电解槽的阳极，第四循环管道位于下电解槽的阳极一侧、并与所述出口连接，所述第四循环管道连接下电解槽的阳极与第一循环管道。
[0014]进一步地，所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，还包括氢气导管和氢气出口，所述氢气导管连接所述上电解槽的阴极和下电解槽的阴极，所述氢气出口设置在下电解槽的阴极上。
[0015]相较于现有技术，本专利技术提供一种热能高效利用的太阳能制氢系统，包括太阳能电池板、质子交换膜电解槽、水循环管道和新水管道，所述水循环管道与所述质子交换膜电解槽连接，所述新水管道与所述水循环管道连通，所述新水管道靠近所述太阳能电池板工作时的发热处设置，所述水循环管道和新水管道的连通处设置有用于控制新水进入所述水循环管路入水比例的分液阀门。太阳能电池板部分与电解水槽部分对于温度的要求截然相反。太阳能电池板在工作过程中会逐渐升温而降低效率；电解水槽却更喜欢温度偏高的工作状态。本专利技术将太阳能电池板和质子交换膜电解槽两个部分的热量一起处理，利用基础的水循环系统，用作为原料的水来调节系统的热量并再分配，不需要额外物料。同时，水的比热容大，分配热的效率高，提升整体散热效率，为整体反应创造良好条件，且节能环保。
附图说明
[0016]图1为本专利技术提供的热能高效利用的太阳能制氢系统的分液阀门的结构示意图。
[0017]图2为本专利技术提供的热能高效利用的太阳能制氢系统的结构示意图。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。
[0020]还需要说明的是，本专利技术实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
[0021]如图1、图2所示，本专利技术提供一种热能高效利用的太阳能制氢系统，包括太阳能电池板10、质子交换膜电解槽、水循环管道和新水管道40，所述水循环管道与所述质子交换膜电解槽连接，所述新水管道40与所述水循环管道连通，所述新水管道40靠近所述太阳能电池板10工作时的发热处设置，所述水循环管道和新水管道40的连通处设置有用于控制新水进入所述水循环管路入水比例的分液阀门。所述太阳能电池板10一般采用多结太阳电池。
进一步地，本专利技术提供的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述水循环管路设置有用于分离氧气排出或循环水排出的出口35，所述出口35位于质子交换膜电解槽的阳极。进一步地，本专利技术提供的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述质子交换膜电解槽为一个或多个。进一步地，在本实施例中，本专利技术提供的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述质子交换膜电解槽为两个，分别为上电解槽21和下电解槽22，所述太阳能电池板10、上电解槽21和下电解槽22电性连接。进一步地，本专利技术提供的热能高效利用的太阳能制氢系统，所述水循环管道包括第一循环管道31、第二循环管道32、第三循环管道33和第四循环管道34，所述第一循环管道31靠近所述太阳能电池板10与上电解槽21的阴极连接，所述第二循环管道32连接上电解槽21的阳极和下电解槽22的阳极，第四循环管道34位于下电解槽22的阳极一侧、并与所述出口35连接，所述第四循环管道34连接下电解槽22的阳极与第一循环管道31。进一步地，本专利技术提供的热能高效利用的太阳能制氢系统，还包括氢气导管61和氢气出口62，所述氢气导管61连接所述上电解槽21的阴极和下电解槽22的阴极，所述氢气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热能高效利用的太阳能制氢系统，包括太阳能电池板和质子交换膜电解槽，其特征在于，还包括水循环管道和新水管道，所述水循环管道与所述质子交换膜电解槽连接，所述新水管道与所述水循环管道连通，所述新水管道靠近所述太阳能电池板工作时的发热处设置，所述水循环管道和新水管道的连通处设置有用于控制新水进入所述水循环管路入水比例的分液阀门。2.根据权利要求1所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，其特征在于，所述太阳能电池板和质子交换膜电解槽的内部设置有温度传感器。3.根据权利要求2所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，其特征在于，所述分液阀门具有第一关闭状态、混合状态和第二关闭状态，当所述分液阀门处于第一关闭状态时，所述新水管道的入水比例为零；当所述分液阀门处于混合状态时，所述水循环管道中的新水比例增加；当所述分液阀门处于第二关闭状态时，所述新水管道的入水比例为百分之百。4.根据权利要求3所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，其特征在于，所述分液阀门包括阀门挡板，所述阀门挡板旋转开合于所述水循环管道和新水管道的连通处，所述阀门挡板倾向于水流方向。5.根据权利要求4所述的热能高效利用的太阳能制氢系统，其特征在于，所述水循环管道和新水管道呈T形连接，当所述阀门挡板呈45度内倾时，所述分液阀门处于第一关闭状态，所述新水管道的入水比例为零；当所述阀门挡板呈...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙嘉铭，
申请(专利权)人：深圳市挚钥文化科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：