[发明专利]集成的太阳能高压制氢和电池充电系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年3月16日提交的美国临时申请No.61/160,445的权益。

技术领域

本发明总体上涉及的领域包括一种集成的太阳能高压制氢和电池充电系统。

背景技术

很多制氢系统依靠矿物燃料并且在能效上没有最优化。电池充电也存在同样的问题。因此，尽管燃料电池电动车辆(FCEV)和增程电动车辆(EREV)的电池充电可以减少车辆对环境的影响，但是他们并不属于无污染和可再生能源驱动的交通运输系统的一部分。

发明内容

本发明的一个实施例包括光电系统，该光电系统提供了电力和低级热量，以及利用该能量的多种选择。电力可用于驱动产生氢的高压电解槽。氢气压力可被增压至最终压缩。在一个实施例中，压力可采用金属氢化物压缩机增压并储存。储存的高压氢气可用于填充FCEV燃料箱。

在可替代实施例中，来自电解槽的氢气可储存于基于金属氢化物的储存系统中并从该系统分配。来自光电系统的低级热量可用于驱动氢化物压缩机和/或作为产生电力的热力发动机。

太阳能电力可用于为电池充电，如用于电动车辆电池组或位于建筑物中的固定电池组的锂离子电池。通过将氢气和充电系统的操作与光电系统最大功率输出点相匹配，可优化氢气和充电系统。

通过下面的详细描述，本发明的其它示例性实施例将变得明显。应该理解的是，在公开本发明的示例性实施例时，详细描述以及特定的例子只是出于示出目的，并不意图限定本发明的范围。

本发明还包括以下方案：

方案1：一种方法，包括：

使用光电系统生成热量和电力；

使用电解槽产生氢气，所述电解槽至少部分由所生成的电力供能；以及

通过金属氢化物压缩机使所产生的氢气压力增压，所述金属氢化物压缩机至少部分由所生成的热量供能。

方案2：如方案1所述的方法，进一步包括利用所生成的电力为电池充电的步骤。

方案3：如方案2所述的方法，其中充电步骤进一步包括使用级联系统为电池充电。

方案4：如方案1所述的方法，其中所述光电系统的输出电压大体上等于所述电解槽的操作电压和电池组的充电电压。

方案5：如方案1所述的方法，其中所述电解槽产生具有大于2000磅/平方英寸(PSI)压力的氢气。

方案6：如方案1所述的方法，其中所述金属氢化物压缩机将所产生的氢气的压力从大于2000磅/平方英寸(PSI)的值增加至大体上等于或大于10000PSI的值。

方案7：如方案1所述的方法，其中所述电解槽和所述金属氢化物压缩机共用单个储存罐。

方案8：如方案1所述的方法，其中所述金属氢化物压缩机包括稀土或过渡金属合金。

方案9：如方案1所述的方法，其中所述金属氢化物压缩机包括镁基合金。

方案10：如方案1所述的方法，进一步包括使用热力发动机的步骤，所述热力发动机与地热井可操作地联接以生成能量。

方案11：如方案1所述的方法，其中所述光电系统进一步包括智能充电控制器。

方案12：一种方法，包括：

使用光电系统产生电力；

使用所述电力驱动电解槽以在压力下产生氢气；

使用光电系统生成热量；

使用所述热量驱动金属氢化物压缩机；

使用所述金属氢化物压缩机使氢气压力增压；以及

使用所产生的电力为电池充电。

方案13：如方案12所述的方法，其中所述光电系统的输出电压大体上等于所述电解槽的操作电压和电池的充电电压。

方案14：如方案12所述的方法，其中所述电解槽产生具有大于2000磅/平方英寸(PSI)压力的氢气。

方案15：如方案12所述的方法，其中所述金属氢化物压缩机将所产生的氢气的压力从大于2000磅/平方英寸(PSI)的值增加至大体上等于或大于10000PSI的值。

方案16：如方案12所述的方法，其中所述电解槽进一步包括金属氢化物电解槽。

方案17：如方案12所述的方法，其中所述金属氢化物压缩机包括稀土或过渡金属合金。

方案18：如方案12所述的方法，其中所述金属氢化物压缩机包括镁基合金。

方案19：如方案12所述的方法，进一步包括使用热力发动机的步骤，所述热力发动机与地热井可操作地联接以生成能量。

方案20：如方案12所述的方法，其中所述光电系统进一步包括智能充电控制器。

方案21：如方案12所述的方法，其中至少部分所生成的氢气被燃烧以产生热量。