一种移动点阵列太阳能制氢系统技术方案

本实用新型专利技术涉及太阳能利用，特别是采用点聚焦的太阳能镜实现太阳能采集，并应用于一种移动点阵列太阳能制氢系统。本实用新型专利技术至少含有一个或者一组点聚焦的太阳能镜、至少一个制氢装置以及跟踪控制装置控制，太阳能镜设置在太阳能镜支架上，制氢装置设置在制氢装置支架上，制氢装置设置在太阳能镜聚焦的点状的区域内，并设置在太阳能镜的上方或者下方；跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少一个制氢装置上，在太阳能镜跟踪太阳能过程中制氢装置进行运动，每个或者每组太阳能镜选择可以达到最高的太阳能利用效率的制氢装置进行聚焦，从而实现太阳能的跟踪聚焦利用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能利用，特别是采用点聚焦的太阳能镜实现太阳能采集，采用太阳能点聚焦实现太阳能的聚焦跟踪制氢装置，涉及太阳能的聚焦利用。
技术介绍
太阳能制氢，就是利用太阳能实现制氢的设备。利用太阳能生产氢气的系统，有光分解制氢，太阳能发电和电解水组合制氢系统。太阳能制氢是近30 40年才发展起来的。到目前为止，对太阳能制氢的研究主要集中在如下几种技术热化学法制氢、光电化学分解法制氢、光催化法制氢、人工光合作用制氢和生物制氢。太阳能直接热分解水制氢是最简单的方法，就是利用太阳能聚光器收集太阳能直接加热水，使其达到2500K(3000K以上)以上的温度从而分解为氢气和氧气的过程。这种方法的主要问题是①高温下氢气和氧气的分离高温太阳能反应器的材料问题。温度越高，水的分解效率越高，到大约4700K时，水分解反应的吉布斯函数变接近与零。但是，与此同时上述的两个问题也越难于解决。正是由于这个原因，使得这种方法在1971年Ford和Kane提出来以后发展比较缓慢。随着聚光技术和膜科学技术的发展，这种方法又重新激起了科学家的研究热情。Abraham Kogan教授从理论和试验上对太阳能直接热分解水制氢技术可行性进行了论证，并对如何提高高温反应器的制氢效率和开发更为稳定的多孔陶瓷膜反应器进行了研究。如果在水中加入催化剂，使水的分解过程按多步进行，就可以大大降低加热的温度。由于催化剂可以反复使用，因此这种制氢方法又叫热化学循环法。目前，科学家们已研究出100多种利用热化学循环制氢的方法，所采用的催化剂为卤族元素、某些金属及其化合物、碳和ー氧化碳等。热化学循环法可在低于1000K的温度下制氢，制氢效率可达50%左右，所需热量主要来自核能和太阳能，为了适应未来大規模エ业制氢的需要，科学家们正在研究催化剂对环境的影响、新的耐腐蚀材料、以及氧和重水等副产品的综合利用等课题。许多专家认为，热化学循环法是很有发展前景的制氢方法。太阳能制氢系统是采用太阳能聚焦跟踪技术实现太阳能的高温热采集，再通过将热能传送给制氢设备，实现对产品的制氢。现有的太阳能聚焦热发电分为槽式、塔式、碟式三种，其太阳能采集部分可以用于制氢。通常塔式、碟式可以达到800-2000度的采集温度，利用此热能可以实现太阳能的制氢。太阳能点聚焦利用技术主要是塔式和蝶式ニ种，碟式系统是采用太阳能镜聚焦于一个制氢装置上。塔式系统是将一个太阳能镜作为定日镜，将多个太阳能反射镜聚焦于ー个制氢装置上的太阳能制氢系统，由于塔式太阳能采集的特征，使得其在跟踪太阳能过程部分太阳能镜的利用时间仅为4-6小时，如塔东侧的太阳能镜在上午时基本无法利用，只有到了中午或者下午后才可以利用，因而太阳能采集效率低，该技术方案可以实现高温的采集，但是通常其规模较大，不适合于小型或者家用系统。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一 种移动点阵列太阳能制氢系统，采用太阳能镜采集焦点成为点的各种太阳能光学镜，在焦点的区域内设置制氢装置，制氢装置在跟踪太阳能的过程中运动，在太阳能镜跟踪太阳能过程中，其焦距发生变化，因而称为变焦跟踪；在进行跟踪太阳的过程中，保持其焦距始终处于制氢装置的点的区域；在太阳能镜上设置有跟踪控制装置，太阳能镜设置在太阳能镜支架上，来实现的高温高效采集及利用。本技术采用制氢装置与太阳采集系统不相互连接，太阳采集系统与制氢装置分别运动，在制氢装置上也设置有跟踪控制系统，制氢装置与太阳采集系统采用不相同的跟踪控制系统；或者至少ー个制氢装置与太阳采集系统相互连接并与太阳能镜一起进行运动，至少另外一个制氢装置与太阳采集系统不相互连接，太阳采集系统与制氢装置分别运动。本技术采用至少含有一个太阳能镜或者ー组太阳能镜以及两个制氢装置，在跟踪太阳能过程中将太阳光聚焦到至少ー个制氢装置上，在每天的太阳能跟踪过程，至少有一个或者一组太阳能镜聚焦于至少ニ个制氢装置上，每个或者每组太阳能镜选择可以达到最高的太阳能利用效率的制氢装置进行聚焦。从而实现了提高现有太阳能跟踪系统的跟踪效率，降低了跟踪系统的成本，这样克服了现有塔式太阳能采集系统太阳能采集时间低得缺点，通过设置多个制氢装置的技术方法，实现了对现有太阳能镜的利用时间和效率的提高，使得点聚焦的系统可以进行分布式、小型化的适合不同的规模的要求，同时也适合于大規模系统，特别是太阳能的光伏、热发电、供暖、烹饪、制冷等多种不同功能的应用。具体
技术实现思路
如下一种移动点阵列太阳能制氢系统，包括至少ー个制氢装置(I)、可以采集太阳能的太阳能镜(2)、支撑太阳能镜的太阳能镜支架(4)、动カ提供装置、动カ传送装置，以及电子控制系统，其特征是包括至少ー个或者一组点聚焦的太阳能镜以及至少ー个制氢装置；制氢装置设置在太阳能镜聚焦的点状的区域内，并设置在太阳能镜的上方或者下方，制氢装置设置在制氢装置支架上(12)，太阳能镜设置在太阳能镜支架上，在太阳能镜支架或/和太阳能镜或/和制氢装置上设置有跟踪控制装置，跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少ー个制氢装置或制氢装置的太阳能光热转换器上，在每天的太阳能跟踪过程中聚焦于至少ー个制氢装置或制氢装置的太阳能光热转换器上，在太阳能镜跟踪太阳能过程中制氢装置或制氢装置的太阳能光热转换器进行运动，实现太阳能的跟踪聚焦制氢利用。制氢装置由太阳能光热转换器、制氢床、制氢流体、催化器、制氢室、水组成，催化器、制氢床设置在制氢室内，太阳能光热转换器将太阳能转换为热能并直接加热水或通过制氢流体换热加热水，将水加热到超过IOOOk温度后在催还器中设置的催化剂的催化作用下，释放出氢气等气体。再将氢气从中分离出来，实现太阳能制氢。再催化器中设置的催化剂为卤族元素、某些金属及其化合物、碳和ー氧化碳等。多个太阳能镜或者多组太阳能镜在跟踪太阳能过程中将太阳光聚焦到至少ー个制氢装置或制氢装置的太阳能光热转换器上，在每天的太阳能跟踪过程，至少有ー个或者一组太阳能镜聚焦于至少ニ个制氢装置或制氢装置的太阳能光热转换器上，每个或者每组太阳能镜选择可以达到最高的太阳能利用效率的制氢装置或制氢装置的太阳能光热转换器进行聚焦。由多个太阳能镜与多个制氢装置组成的太阳能制氢系统，多个太阳能镜根据太阳能采集效率进行最优的聚焦，每个太阳能镜可以根据太阳能采集效率的原则选择距离最近或者最优的制氢装置的原则，最优的进行聚焦选择。这种选择可以是多个太阳能镜组成为ー组太阳能镜，共同选择最优的ー个制氢装置，实现太阳能的采集和利用。多个太阳镜中可以有太阳能镜在跟踪过程中聚焦于一个制氢装置，但是至少有ー个或者ー组聚焦于两个以上的制氢装置，或者根据需要聚焦于多个制氢装置。太阳能镜与制氢装置采用下列ー种方式进行匹配运动A、太阳能镜和太阳能镜支架与制氢装置不相互连接，在太阳能镜或/和太阳能镜支架与制氢装置上分别采用不同的跟踪控制装置，使太阳能镜或/和太阳能镜支架与制氢装置分别进行运动；B、至少有ー个太阳能镜或/和太阳能镜支架与制氢装置相互连接，并通过设置在太阳能镜支架或/和太阳能镜或/和制氢装置上的跟踪控制装置使太阳能镜与制氢装置一起进行运动。所述太阳能镜支架由连接部件和至少ー个转轴以及与地面或者安装部位进行连接的支撑件组成，由至少ー个或者ー组太阳能镜与太阳能镜支架组成太本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动点阵列太阳能制氢系统，包括至少一个制氢装置（1）、可以采集太阳能的太阳能镜(2)、支撑太阳能镜的太阳能镜支架(4)、动力提供装置、动力传送装置，以及电子控制系统，其特征是：包括至少一个或者一组点聚焦的太阳能镜以及至少一个制氢装置；制氢装置设置在太阳能镜聚焦的点状的区域内，并设置在太阳能镜的上方或者下方，制氢装置设置在制氢装置支架上（12），太阳能镜设置在太阳能镜支架上，在太阳能镜支架或/和太阳能镜或/和制氢装置上设置有跟踪控制装置，跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少一个制氢装置或制氢装置的太阳能光热转换器上，在每天的太阳能跟踪过程中聚焦于至少一个制氢装置或制氢装置的太阳能光热转换器上，在太阳能镜跟踪太阳能过程中制氢装置或制氢装置的太阳能光热转换器进行运动，实现太阳能的跟踪聚焦制氢利用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李建民，
申请(专利权)人：成都奥能普科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：