【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境条件预测控制。具体涉及一种光催化制氢系统优化方法。
技术介绍
1、随着全球对清洁能源需求的增长，寻找替代传统化石燃料的新技术变得日益紧迫。光催化制氢技术作为一种潜在的解决方案，因其环保、高效和可持续的优点而备受瞩目。该技术利用光催化剂在光照作用下将水分解成氢气和氧气，氢气作为一种清洁能源载体，可用于多种应用场景，包括发电、运输燃料等。提高光催化制氢过程中的反应效率对于推动该技术的应用具有重要意义，因为更高的反应效率意味着能够产生更多的氢气，进而促进氢能源作为新型清洁能源的应用。
2、如现有授权公告号为cn113570203b的中国专利文件公开了一种光伏发电储能储热一体化系统及其规划方法，其中，所述系统包括光催化反应容器、储能模块、储热模块和光伏板；所述光催化反应容器的顶端出口处设置有活动开合的顶盖，其内部设置有集热设备；所述储能模块通过连接管路接收光催化反应容器排出的氢氧混合气体；所述储热模块通过循环管路与集热设备进行连接，所述循环管路中流通有导热介质；所述光伏板设置于光催化反应容器的底端。上述系统通过规划基于太阳能的发电、制氢、制氧以及储热的一体化系统，有效提取和存储氢气和氧气，同时回收高品位热能，以实现太阳能的高效梯级利用，有效提高了能源利用率和系统实用性。
3、然而，上述技术方案是依赖于太阳能的光照强度大小，不能对制氢过程中的光照强度进行预测以及调整，由于太阳光照在一天内具有波动性的特征，并且由于光照强度是决定光催化效率的关键因素之一，过高或过低的光照强度都会对光催化剂的性能产生负
技术实现思路
1、为解决过高或过低的光照强度都会降低光催化产氢的效率的问题，本专利技术提出一种光催化制氢系统优化方法，具体采用如下方案：
2、本专利技术提供一种光催化制氢系统优化方法，包括：
3、采集当前制氢过程中的光照强度数据和多个产氢速率数据，通过数据清洗剔除所有产氢速率数据中的异常数据，得到目标产氢速率数据；
4、计算当前光照强度下的产氢速率指标：
5、
6、公式中，为当前光照强度下的产氢速率指标，为所述目标产氢速率数据的平均值，为所述目标产氢速率数据的总数，和分别为目标速率数据中的第个、第个产氢速率数据的数值，为目标产氢速率数据的序号，为自然指数函数，为预设的理想产氢速率；
7、利用数据拟合所有目标产氢速率数据的变化曲线，计算所述变化曲线中目标产氢速率数据的斜率均值，将所述斜率均值进行标准化处理后的数值作为所述目标产氢速率数据的加速变化指数；
8、根据所述加速变化指数和所述产氢速率指标计算所述光照强度数据的调整系数，所述调整系数与所述产氢速率指标为负相关、与所述加速变化指数正相关；
9、利用所述调整系数的大小对所述光照强度数据进行调整，并根据调整后的光照强度数据的大小，预测下次制氢过程中的光照强度。
10、上述技术方案通过数据清洗可以去除无效或错误的异常数据，减少噪声干扰，清洗后的数据更加可靠，能够更准确地反映真实的产氢速率情况，计算出的产氢速率指标可以反映在特定光照条件下，产氢速率的整体表现，为光照强度的优化提供量化依据，拟合变化曲线和计算斜率均值可以揭示产氢速率随光照强度变化的趋势，加速变化指数反映了产氢速率随光照强度变化的速度，有助于识别哪些光照强度区间可以更快地提升产氢速率，并计算出调整系数是用来量化光照强度调整方向和调整幅度的参数，通过与产氢速率指标和加速变化指数的关系，调整系数可以指导如何改变光照强度以优化产氢速率，并且根据调整系数动态预测和调整光照强度，可以更有效地提高产氢速率，同时避免了光照强度过高或过低导致的问题，从而优化整个光催化制氢过程，可以根据实际情况动态调整光照强度，以达到最优的产氢效果，这种方法不仅能够提高产氢速率，还能够保证系统的稳定性和可靠性。
11、进一步地，所述目标产氢速率数据的加速变化指数满足如下关系式：
12、
13、式中，为所述目标产氢速率数据的加速变化指数，为所述目标产氢速率数据的总数，为所述变化曲线中目标产氢速率数据的斜率均值。
14、上述技术方案对斜率均值进行了标准化处理，量化了产氢速率随光照强度变化的趋势。
15、进一步地，所述调整系数是将所述加速变化指数和所述产氢速率指标之比作为所述调整系数。
16、上述技术方案通过调整系数的计算，实现了光照强度的动态调整，通过考虑加速变化指数与产氢速率指标的比值，可以有效地反映产氢速率的变化趋势与产氢速率的平均水平和稳定性之间的关系。
17、进一步地，利用所述调整系数的大小对所述光照强度数据进行调整的方法为：将所述调整系数和所述光照强度数据的乘积作为调整后的光照强度数据。
18、进一步地，预测下次制氢过程中的光照强度的方法为：
19、若当前为首次，将当前调整后的光照强度数据为下次的光照强度，若当前不为首次，判断调整趋势：若当前和上次的光照强度数据的调整趋势相同，将当前调整后的光照强度数据设定为下次的光照强度，若所述调整趋势不同，判断调整幅度：若当前的光照强度数据的调整幅度大于等于上次的光照强度数据的调整幅度，将上次的光照强度数据的调整幅度的一半作为当前的光照强度数据的调整幅度，若当前的光照强度数据的调整幅度小于上次的光照强度数据的调整幅度，当前的光照强度数据的调整幅度不变；按照当前的光照强度数据的调整趋势和调整幅度得到下次的光照强度。
20、上述技术方案通过分析当前制氢过程中调整后的光照强度数据的变化趋势与上次制氢过程中调整后的光照强度数据的变化趋势是一致还是相反，若变化趋势相同，则正常调整即可，若趋势不同，则分析变化幅度大小，根据变化幅度的大小对光照强度进行精细化调整，有助于减少过度调整的风险，避免光照强度的大幅波动对产氢速率产生不利影响。
21、进一步地，光照强度数据的调整趋势根据其调整前后的数值变化确定，包括增大和减小两种趋势。
22、上述方案为任一次制氢过程中的光照强度数据调整前后的变化趋势提供了判断依据，若调整后数值变大，则为增大趋势，反之，为减小趋势。
23、进一步地，所述光照强度数据的调整幅度是基于某一光照强度数据调整前后的数值之差的绝对值。
24、进一步地，任一次所述制氢过程中的光照强度数据在该制氢过程中是固定不变的。
25、上述技术方案采用每次制氢过程中保持光照强度固定不变的做法，可以简化实验设计，通过多次实验，可以对比不同光照条件下的产氢速率的变化，有利于准确分析光照强度对产氢速率的影响。
26、进一步地，所述通过数据清洗剔除所有产氢速率数据中的异常数据，包括：
27、将所述产氢速率数据进行直线拟合，计算每个所述产氢速率数据与所述直线上对应的拟合值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光催化制氢系统优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光催化制氢系统优化方法，其特征在于，所述目标产氢速率数据的加速变化指数满足如下关系式：
3.根据权利要求1或2所述的光催化制氢系统优化方法，其特征在于，所述调整系数是将所述加速变化指数和所述产氢速率指标之比作为所述调整系数。
4.根据权利要求3所述的光催化制氢系统优化方法，其特征在于，利用所述调整系数的大小对所述光照强度数据进行调整的方法为：将所述调整系数和所述光照强度数据的乘积作为调整后的光照强度数据。
5.根据权利要求4所述的光催化制氢系统优化方法，其特征在于，预测下次制氢过程中的光照强度的方法为：
6.根据权利要求5所述的光催化制氢系统优化方法，其特征在于，光照强度数据的调整趋势根据其调整前后的数值变化确定，包括增大和减小两种趋势。
7.根据权利要求5所述的光催化制氢系统优化方法，其特征在于，所述光照强度数据的调整幅度是基于某一光照强度数据调整前后的数值之差的绝对值。
8.根据权利要求5所述的光催化制氢系统优化方法，
9.根据权利要求1所述的光催化制氢系统优化方法，其特征在于，所述通过数据清洗剔除所有产氢速率数据中的异常数据，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光催化制氢系统优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光催化制氢系统优化方法，其特征在于，所述目标产氢速率数据的加速变化指数满足如下关系式：
3.根据权利要求1或2所述的光催化制氢系统优化方法，其特征在于，所述调整系数是将所述加速变化指数和所述产氢速率指标之比作为所述调整系数。
4.根据权利要求3所述的光催化制氢系统优化方法，其特征在于，利用所述调整系数的大小对所述光照强度数据进行调整的方法为：将所述调整系数和所述光照强度数据的乘积作为调整后的光照强度数据。
5.根据权利要求4所述的光催化制氢系统优化方法，其特征在于，预测...
【专利技术属性】
技术研发人员：李彦，柳韦凯，李丰博，刘玉，高健康，辛晓辉，杨婷，
申请(专利权)人：陕西煤业新能氢能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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