一种高效的制氢系统的制作方法

本发明属于氢能领域，涉及一种高效的制氢系统。

背景技术：

氢能是一种来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富的二次能源，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介，是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择。

氢气的制氢方式主要有煤气化制氢、天然气重整制氢、甲醇裂解制氢和电解水制氢等，其中由于电解水制氢技术不涉及碳排放，制得的氢气被称为“绿氢”，但是目前电解水制氢产量占比仅占氢产量的4％左右，所以需要大力推广可再生能源电解水制氢技术，大幅度提高电解水制氢产量，助力我国能源低碳化转型。

目前应用的电解水制氢系统主要碱性电解水系统和质子交换膜电解水系统，这两种电解水制氢系统耗能一般在4.1～5kwh/nm³之间，能耗较高，效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高效的制氢系统，该系统能够实现制氢，且具有能耗低，效率高的特点。

为达到上述目的，本发明所述的高效的制氢系统包括蒸汽发生器、聚光器、解装置、储存装置及光伏发电装置；

蒸汽发生器位于聚光器的焦点上，蒸汽发生器的蒸汽出口与电解装置的入口相连通，电解装置的氢气出口与储存装置相连通，光伏发电装置的输出端与电解装置的电源接口相连接。

聚光器为槽式结构、塔式结构、碟式结构或线性菲涅尔式结构。

蒸汽发生器上设置有循环水进出口及蒸汽出口。

电解装置为固体氧化物电解水制氢装置。

储存装置为高压储氢罐储氢、有机液体储氢及金属储氢中的一种或多种。

在工作时，聚光器聚焦太阳光于蒸汽发生器上，进水管道输出的水经循环水进出口进入到蒸汽发生器中被加热为高温蒸汽，然后经蒸汽出口排出至电解装置中。

在工作时，光伏发电装置利用太阳光产生电能，然后输送至电解装置中。

在工作时，电解装置利用光伏发电装置产生的电能电解蒸汽产生氢气，并存储于储存装置中。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的高效的制氢系统在具体操作时，利用太阳能产生高温蒸汽及电力，并输入到电解装置中电解产生氢气；将产生的氢气储存于储存装置中，可用于再次发电、化工产品原料或加注燃料电池车内使用。本发明不仅可以实现对光伏发电装置的“削峰填谷”，提高光伏发电装置的稳定性，而且耗电量较低(≤3.7kwh/nm³)，转化效率高，系统简单，操作方便，便于推广及应用。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为聚光器、2为蒸汽发生器、3为光伏发电装置、4为电解装置、5为储存装置。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，

本技术：
中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

参考图1，本发明所述的高效的制氢系统包括聚光器1、蒸汽发生器2、光伏发电装置3、电解装置4及储存装置5；

聚光器1为槽式结构、塔式结构、碟式结构或线性菲涅尔式结构。

蒸汽发生器2位于聚光器1的焦点上，蒸汽发生器2上设置有循环水进出口及蒸汽出口。

光伏发电装置3利用太阳光产生电力并输出直流电或交流电至电解装置4。

电解装置4利用光伏发电装置3产生的电力电解高温水蒸气产生氢气，电解装置4为固体氧化物电解水制氢装置或者其他可以电解高温水蒸气产氢的装置。

储存装置5用于存储电解装置4电解产生的氢气，其中，储存装置5为高压储氢罐储氢、有机液体储氢及金属储氢中的一种或多种。

在工作时，聚光器1聚焦太阳光于蒸汽发生器2上，进水管道输出的水经循环水进出口进入到蒸汽发生器2中被加热为高温蒸汽，然后经蒸汽出口排出至电解装置4中，于此同时，光伏发电装置3利用太阳光产生电能，然后输送至电解装置4中，电解装置4利用光伏发电装置3产生的电能电解蒸汽产生氢气，并存储于储存装置5中。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：

1.一种高效的制氢系统，其特征在于，包括蒸汽发生器(2)、聚光器(1)、解装置(4)、储存装置(5)及光伏发电装置(3)；

蒸汽发生器(2)位于聚光器(1)的焦点上，蒸汽发生器(2)的蒸汽出口与电解装置(4)的入口相连通，电解装置(4)的氢气出口与储存装置(5)相连通，光伏发电装置(3)的输出端与电解装置(4)的电源接口相连接。

2.根据权利要求1所述的高效的制氢系统，其特征在于，聚光器(1)为槽式结构、塔式结构、碟式结构或线性菲涅尔式结构。

3.根据权利要求1所述的高效的制氢系统，其特征在于，蒸汽发生器(2)上设置有循环水进出口及蒸汽出口。

4.根据权利要求1所述的高效的制氢系统，其特征在于，电解装置(4)为固体氧化物电解水制氢装置。

5.根据权利要求1所述的高效的制氢系统，其特征在于，储存装置(5)为高压储氢罐储氢、有机液体储氢及金属储氢中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的高效的制氢系统，其特征在于，在工作时，聚光器(1)聚焦太阳光于蒸汽发生器(2)上，进水管道输出的水经循环水进出口进入到蒸汽发生器(2)中被加热为高温蒸汽，然后经蒸汽出口排出至电解装置(4)中。

7.根据权利要求1所述的高效的制氢系统，其特征在于，在工作时，光伏发电装置(3)利用太阳光产生电能，然后输送至电解装置(4)中。

8.根据权利要求1所述的高效的制氢系统，其特征在于，在工作时，电解装置(4)利用光伏发电装置(3)产生的电能电解蒸汽产生氢气，并存储于储存装置(5)中。

技术总结
本发明公开了一种高效的制氢系统，包括蒸汽发生器、聚光器、解装置、储存装置及光伏发电装置；蒸汽发生器位于聚光器的焦点上，蒸汽发生器的蒸汽出口与电解装置的入口相连通，电解装置的氢气出口与储存装置相连通，光伏发电装置的输出端与电解装置的电源接口相连接，该系统能够实现制氢，且具有能耗低，效率高的特点。

技术研发人员：王鹏杰;王金意;张畅;任志博;徐显明
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：2021.04.25
技术公布日：2021.07.23