一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统技术方案

技术编号：40398372 阅读：5 留言：0更新日期：2024-02-20 22:25

本技术公开了一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统，其包括基框、光伏板组件、电解单元、太阳监测单元及控制器，基框上固定连接有氢气罐、氧气罐、储能电池，基框的两侧边缘转动连接有调节杆，光伏板组件安装在调节杆上并可随调节杆转动位置，光伏板组件与储能电池电连接；电解单元设有阴极端和阳极端，阴极端和阳极端使用储能电池供电，电解单元的顶部设有氢气收集口和氧气收集口，氢气罐和氧气罐用于收集电解水生产的气体；太阳监测单元固定在光伏板组件上，太阳监测单元获知太阳的朝向和位置并通过控制器控制调节杆的转动，控制器与伺服电机、电解单元、太阳监测单元电信号连接，本新型结构简单，使用简单方便，应用前景广泛。

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【技术实现步骤摘要】

本技术属于电解水制氢制氧设备，具体涉及一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统。

技术介绍

1、传统化石燃料的不可再生性及燃烧产生二氧化碳带来的严重环境问题，使得新能源燃料得到大力开发，节能减排意识逐渐深入人心，寻求对环境友好的新能源，减少碳排放迫在眉睫。新能源领域的快速发展为电力行业带来了机遇和挑战，氢能具有热值高、可持续发展的特点，可为燃料电池提供绿色燃料，能够显著提升可再生能源消纳能力。

2、电解水制氢技术无污染，生产工艺简单，制氢效率高。当前已有的电解水制氢技术设备通常体积大，制造工艺复杂，使用成本高，需要外接电源使用，使用区域受限，且能耗高。

3、因此，如何提供一种结构简单，使用成本低，便携式的电解水制氢制氧系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统，其结构简单，利用太阳能提供电解水制氢的所需的电能，电解水获得氢气和氧气，使用成本低，相对于以往大型设备减少了其体积，便于携带。

2、为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统，其包括：

3、基框，所述基框上固定连接有氢气罐和氧气罐，所述基框的顶部固定连接有储能电池，所述基框的两侧边缘竖向转动连接有调节杆，所述基框上安装有促使所述调节杆转动的伺服电机；

4、光伏板组件，所述光伏板组件安装在所述调节杆上，所述光伏板组件与所述储能电池电连接；

<p>5、电解单元，所述电解单元固定连接在所述基框的内侧，所述电解单元设有阴极端和阳极端，所述阴极端和阳极端分别连接所述储能电池，所述电解单元的顶部对应阴极端设有氢气收集口，所述氢气收集口与所述氢气罐的进口连接并连通；所述电解单元的顶部对应阳极端设有氧气收集口，所述氧气收集口与所述氧气罐的进口连接并连通；

6、太阳监测单元，所述太阳监测单元固定在光伏板组件上，所述太阳监测单元获知太阳的朝向和位置；

7、控制器，所述控制器固定在所述基框上，所述控制器与所述伺服电机、电解单元、太阳监测单元电信号连接，所述光伏板组件跟随太阳的升降位置变化而变化。

8、本技术的有益效果是：光伏板组件采光发电并将电能储存至储能电池中，为电解水制氢提供电能，光伏发电是独立发电，受地理区域限制小，有太阳即可实现发电过程，也不会对电力系统造成负担，可以随时随地使用，可以在高原地区使用，电解水过程生产氧气，制氧过程简单高效，自给自足，生产无污染，在收集太阳能时，利用太阳监测单元可以获知太阳的升降位置，反过来通过控制器控制伺服电机驱动调节杆转动，完成光伏板组件对太阳的追踪，吸收能量最大的太阳能，提高光伏板组件发电的效率，本新型装置通用性强，生产的氢气、氧气可以供氢动力汽车、氢动力无人机使用，也可以为医疗提供氧气条件，生产方便，随时随地使用，受限较少，应用前景广泛。

9、优选的，所述基框为便于携带的矩形框，所述氢气罐和氧气罐分布在所述基框的两侧，所述氢气罐与氢气收集口之间的管路上连接有第一干燥器，所述氧气罐与氧气收集口之间的管路上连接有第二干燥器，所述氢气罐与第一干燥器之间的管路上设有第一气体稳压阀，所述氧气罐与第二干燥器之间的管路上连接有第二气体稳压阀。

10、优选的，所述电解单元包括蓄水箱、阳极板、阴极板、离子交换膜，所述蓄水箱的两端边缘固定连接有阳极板和阴极板，所述阳极板所在的一端为阳极端，所述阴极板所在的一端为阴极端，所述蓄水箱与阳极板、阴极板配合形成电解槽结构，所述阳极板和阴极板分别电连接储能电池，所述离子交换膜布置在所述电解槽的中间，所述基框上固定连接有电解液加注嘴和注水嘴，所述电解液加注嘴和注水嘴分别与蓄水箱连通。

11、优选的，所述太阳监测单元包括gps模块和实时钟表模块，所述gps模块获取当地经纬度信息，所述实时钟表模块获取对应时区的实时时间，所述gps模块与实时钟表模块分别电信号连接控制器，所述控制器发出指令控制伺服电机的运动状态，所述伺服电机控制调节杆的转动角度完成光伏板组件对太阳的追踪。

12、优选的，所述调节杆的底端转动连接有滚轮，所述调节杆的转动改变滚轮的行进方向。

13、优选的，所述光伏板组件活动连接在所述调节杆的顶部，所述调节杆的顶部连接有促使光伏板组件调节角度的角度调节电机，所述角度调节电机与所述控制器电信号连接。

14、优选的，所述控制器上设有控制面板，所述控制面板调节阴极端、阳极端的电流大小来改变电解水的速率。

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【技术保护点】

1.一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统，其特征在于，所述基框(1)为便于携带的矩形框，所述氢气罐(2)和氧气罐(3)分布在所述基框(1)的两侧，所述氢气罐(2)与氢气收集口(705)之间的管路上连接有第一干燥器(10)，所述氧气罐(3)与氧气收集口(706)之间的管路上连接有第二干燥器(11)，所述氢气罐(2)与第一干燥器(10)之间的管路上设有第一气体稳压阀，所述氧气罐(3)与第二干燥器(11)之间的管路上连接有第二气体稳压阀。

3.根据权利要求2所述的一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统，其特征在于，所述电解单元(7)包括蓄水箱(701)、阳极板(702)、阴极板(703)、离子交换膜(704)，所述蓄水箱(701)的两端边缘固定连接有阳极板和阴极板，所述阳极板(702)所在的一端为阳极端，所述阴极板(703)所在的一端为阴极端，所述蓄水箱(701)与阳极板(702)、阴极板(703)配合形成电解槽结构，所述阳极板(702)和阴极板(703)分别电连接

4.根据权利要求3所述的一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统，其特征在于，所述太阳监测单元(8)包括GPS模块和实时钟表模块，所述GPS模块获取当地经纬度信息，所述实时钟表模块获取对应时区的时间，所述GPS模块与实时钟表模块分别电信号连接控制器，所述控制器(9)发出指令控制伺服电机的运动状态，所述伺服电机(18)控制调节杆(5)的转动角度完成光伏板组件对太阳位置的追踪。

5.根据权利要求4所述的一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统，其特征在于，所述调节杆(5)的底端转动连接有滚轮(16)，所述调节杆(5)的转动改变滚轮的行进方向。

6.根据权利要求5所述的一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统，其特征在于，所述光伏板组件(6)活动连接在所述调节杆(5)的顶部，所述调节杆(5)的顶部连接有促使光伏板组件调节角度的角度调节电机(17)，所述角度调节电机(17)与所述控制器(9)电信号连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统，其特征在于，所述控制器(9)上设有控制面板，所述控制面板调节阴极端、阳极端的电流大小并改变电解水的速率。

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【技术特征摘要】

1.一种基于光伏发电的便携式电解水制氢制氧系统，其特征在于，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：秦江，池林儒，于彬，修心岩，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：新型
国别省市：

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