一種移動點陣列太陽能制氫系統技術方案

本實用新型專利技術涉及太陽能利用，特別是采用點聚焦的太陽能鏡實現太陽能采集，并應用于一種移動點陣列太陽能制氫系統。本實用新型專利技術至少含有一個或者一組點聚焦的太陽能鏡、至少一個制氫裝置以及跟蹤控制裝置控制，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，制氫裝置設置在制氫裝置支架上，制氫裝置設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區域內，并設置在太陽能鏡的上方或者下方；跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少一個制氫裝置上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中制氫裝置進行運動，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達到最高的太陽能利用效率的制氫裝置進行聚焦，從而實現太陽能的跟蹤聚焦利用。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及太陽能利用，特別是采用點聚焦的太陽能鏡實現太陽能采集，采用太陽能點聚焦實現太陽能的聚焦跟蹤制氫裝置，涉及太陽能的聚焦利用。
技術介紹
太陽能制氫，就是利用太陽能實現制氫的設備。利用太陽能生產氫氣的系統，有光分解制氫，太陽能發電和電解水組合制氫系統。太陽能制氫是近30 40年才發展起來的。到目前為止，對太陽能制氫的研究主要集中在如下幾種技術熱化學法制氫、光電化學分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫。太陽能直接熱分解水制氫是最簡單的方法，就是利用太陽能聚光器收集太陽能直接加熱水，使其達到2500K(3000K以上)以上的溫度從而分解為氫氣和氧氣的過程。這種方法的主要問題是①高溫下氫氣和氧氣的分離高溫太陽能反應器的材料問題。溫度越高，水的分解效率越高，到大約4700K時，水分解反應的吉布斯函數變接近與零。但是，與此同時上述的兩個問題也越難于解決。正是由于這個原因，使得這種方法在1971年Ford和Kane提出來以后發展比較緩慢。隨著聚光技術和膜科學技術的發展，這種方法又重新激起了科學家的研究熱情。Abraham Kogan教授從理論和試驗上對太陽能直接熱分解水制氫技術可行性進行了論證，并對如何提高高溫反應器的制氫效率和開發更為穩定的多孔陶瓷膜反應器進行了研究。如果在水中加入催化劑，使水的分解過程按多步進行，就可以大大降低加熱的溫度。由于催化劑可以反復使用，因此這種制氫方法又叫熱化學循環法。目前，科學家們已研究出100多種利用熱化學循環制氫的方法，所采用的催化劑為鹵族元素、某些金屬及其化合物、碳和ー氧化碳等。熱化學循環法可在低于1000K的溫度下制氫，制氫效率可達50%左右，所需熱量主要來自核能和太陽能，為了適應未來大規模エ業制氫的需要，科學家們正在研究催化劑對環境的影響、新的耐腐蝕材料、以及氧和重水等副產品的綜合利用等課題。許多專家認為，熱化學循環法是很有發展前景的制氫方法。太陽能制氫系統是采用太陽能聚焦跟蹤技術實現太陽能的高溫熱采集，再通過將熱能傳送給制氫設備，實現對產品的制氫。現有的太陽能聚焦熱發電分為槽式、塔式、碟式三種，其太陽能采集部分可以用于制氫。通常塔式、碟式可以達到800-2000度的采集溫度，利用此熱能可以實現太陽能的制氫。太陽能點聚焦利用技術主要是塔式和蝶式ニ種，碟式系統是采用太陽能鏡聚焦于一個制氫裝置上。塔式系統是將一個太陽能鏡作為定日鏡，將多個太陽能反射鏡聚焦于ー個制氫裝置上的太陽能制氫系統，由于塔式太陽能采集的特征，使得其在跟蹤太陽能過程部分太陽能鏡的利用時間僅為4-6小時，如塔東側的太陽能鏡在上午時基本無法利用，只有到了中午或者下午后才可以利用，因而太陽能采集效率低，該技術方案可以實現高溫的采集，但是通常其規模較大，不適合于小型或者家用系統。
技術實現思路
本技術的目的就是提供一 種移動點陣列太陽能制氫系統，采用太陽能鏡采集焦點成為點的各種太陽能光學鏡，在焦點的區域內設置制氫裝置，制氫裝置在跟蹤太陽能的過程中運動，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中，其焦距發生變化，因而稱為變焦跟蹤；在進行跟蹤太陽的過程中，保持其焦距始終處于制氫裝置的點的區域；在太陽能鏡上設置有跟蹤控制裝置，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，來實現的高溫高效采集及利用。本技術采用制氫裝置與太陽采集系統不相互連接，太陽采集系統與制氫裝置分別運動，在制氫裝置上也設置有跟蹤控制系統，制氫裝置與太陽采集系統采用不相同的跟蹤控制系統；或者至少ー個制氫裝置與太陽采集系統相互連接并與太陽能鏡一起進行運動，至少另外一個制氫裝置與太陽采集系統不相互連接，太陽采集系統與制氫裝置分別運動。本技術采用至少含有一個太陽能鏡或者ー組太陽能鏡以及兩個制氫裝置，在跟蹤太陽能過程中將太陽光聚焦到至少ー個制氫裝置上，在每天的太陽能跟蹤過程，至少有一個或者一組太陽能鏡聚焦于至少ニ個制氫裝置上，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達到最高的太陽能利用效率的制氫裝置進行聚焦。從而實現了提高現有太陽能跟蹤系統的跟蹤效率，降低了跟蹤系統的成本，這樣克服了現有塔式太陽能采集系統太陽能采集時間低得缺點，通過設置多個制氫裝置的技術方法，實現了對現有太陽能鏡的利用時間和效率的提高，使得點聚焦的系統可以進行分布式、小型化的適合不同的規模的要求，同時也適合于大規模系統，特別是太陽能的光伏、熱發電、供暖、烹飪、制冷等多種不同功能的應用。具體
技術實現思路
如下一種移動點陣列太陽能制氫系統，包括至少ー個制氫裝置(I)、可以采集太陽能的太陽能鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能鏡支架(4)、動カ提供裝置、動カ傳送裝置，以及電子控制系統，其特征是包括至少ー個或者一組點聚焦的太陽能鏡以及至少ー個制氫裝置；制氫裝置設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區域內，并設置在太陽能鏡的上方或者下方，制氫裝置設置在制氫裝置支架上(12)，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和制氫裝置上設置有跟蹤控制裝置，跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少ー個制氫裝置或制氫裝置的太陽能光熱轉換器上，在每天的太陽能跟蹤過程中聚焦于至少ー個制氫裝置或制氫裝置的太陽能光熱轉換器上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中制氫裝置或制氫裝置的太陽能光熱轉換器進行運動，實現太陽能的跟蹤聚焦制氫利用。制氫裝置由太陽能光熱轉換器、制氫床、制氫流體、催化器、制氫室、水組成，催化器、制氫床設置在制氫室內，太陽能光熱轉換器將太陽能轉換為熱能并直接加熱水或通過制氫流體換熱加熱水，將水加熱到超過IOOOk溫度后在催還器中設置的催化劑的催化作用下，釋放出氫氣等氣體。再將氫氣從中分離出來，實現太陽能制氫。再催化器中設置的催化劑為鹵族元素、某些金屬及其化合物、碳和ー氧化碳等。多個太陽能鏡或者多組太陽能鏡在跟蹤太陽能過程中將太陽光聚焦到至少ー個制氫裝置或制氫裝置的太陽能光熱轉換器上，在每天的太陽能跟蹤過程，至少有ー個或者一組太陽能鏡聚焦于至少ニ個制氫裝置或制氫裝置的太陽能光熱轉換器上，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達到最高的太陽能利用效率的制氫裝置或制氫裝置的太陽能光熱轉換器進行聚焦。由多個太陽能鏡與多個制氫裝置組成的太陽能制氫系統，多個太陽能鏡根據太陽能采集效率進行最優的聚焦，每個太陽能鏡可以根據太陽能采集效率的原則選擇距離最近或者最優的制氫裝置的原則，最優的進行聚焦選擇。這種選擇可以是多個太陽能鏡組成為ー組太陽能鏡，共同選擇最優的ー個制氫裝置，實現太陽能的采集和利用。多個太陽鏡中可以有太陽能鏡在跟蹤過程中聚焦于一個制氫裝置，但是至少有ー個或者ー組聚焦于兩個以上的制氫裝置，或者根據需要聚焦于多個制氫裝置。太陽能鏡與制氫裝置采用下列ー種方式進行匹配運動A、太陽能鏡和太陽能鏡支架與制氫裝置不相互連接，在太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與制氫裝置上分別采用不同的跟蹤控制裝置，使太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與制氫裝置分別進行運動；B、至少有ー個太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與制氫裝置相互連接，并通過設置在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和制氫裝置上的跟蹤控制裝置使太陽能鏡與制氫裝置一起進行運動。所述太陽能鏡支架由連接部件和至少ー個轉軸以及與地面或者安裝部位進行連接的支撐件組成，由至少ー個或者ー組太陽能鏡與太陽能鏡支架組成太本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種移動點陣列太陽能制氫系統，包括至少一個制氫裝置（1）、可以采集太陽能的太陽能鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能鏡支架(4)、動力提供裝置、動力傳送裝置，以及電子控制系統，其特征是：包括至少一個或者一組點聚焦的太陽能鏡以及至少一個制氫裝置；制氫裝置設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區域內，并設置在太陽能鏡的上方或者下方，制氫裝置設置在制氫裝置支架上（12），太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和制氫裝置上設置有跟蹤控制裝置，跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少一個制氫裝置或制氫裝置的太陽能光熱轉換器上，在每天的太陽能跟蹤過程中聚焦于至少一個制氫裝置或制氫裝置的太陽能光熱轉換器上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中制氫裝置或制氫裝置的太陽能光熱轉換器進行運動，實現太陽能的跟蹤聚焦制氫利用。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李建民，
申請(專利權)人：成都奧能普科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：