[发明专利]一种自然能源发电及电解海水或苦咸水的综合应用系统

说明书

技术领域

本发明涉及自然能源应用技术领域，尤其涉及一种利用自然能源发电并利用其产生的电能电解海水或苦咸水进而制得能够被二次利用的氧气和氢气的综合应用系统。

背景技术

本发明的申请人曾于2009年09月09日向国家知识产权局提交了名称为“水流海浪潮汐动能和风能太阳能发电的综合系统”的发明专利申请，其公开号为CN101649813。

该发电系统能够将水流动能、风能、太阳能有机地结合在一起，有风能时风力发电，有光能时光能发电，有水流动能时水流动能发电，三项条件都具备时风能、太阳能和水流动能同时发电，三种发电方式既可互补，又可共同作功，无需筑坝蓄水提高水位落差，无论洪期水位上涨或枯水期水位下落，都可动能发电。

海洋风能发电厂和海洋太阳能发电厂建造昂贵的主要原因包括固定安装困难和海底远距离输送电能的困难。而上述系统有机地将动能水流发电和风能太阳能结合，大大地降低了建造固定安装成本，也大大降低了输送电能的成本和输送电能的损失，其结构简单，成本较低，可减少电能输送的损耗，这一优点对河流、海浪、潮汐发电尤其重要。

由于自然能源具有不稳定的特性，以风能为例，很特别的地方就是“风力发电机的出力与风速是三次方的关系”，即风速增大一倍，发电功率增大八倍，其电压、电流、频率、电量和输出电能很不稳定，尽管加入了三能互补和三能共同作功发电，在大容量的不稳定的风电并入电网时，仍然会引起电网电压的大幅度波动。这也是为什么在风速特别大时风力发电机需要快速卸载进行保护的原因，因为功率的变化幅度太大，速度又太快，如果不能够在极短的时间里“卸载”，超大的风能能量肯定会损坏机组。

为了避免“卸载”对电能的浪费，可使用蓄电池来储存过载的电能。但铅酸电池的功率容量有限，并且价格特别昂贵，大量的使用还有铅污染问题；镍氢电池与锂离子电池受限于这两种元素的数量和特别昂贵的价格的限制，也不能够采用；其它的储能方式，如压缩空气储能；飞轮储能等等都因为效率太低、容量太小，也不能使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、成本较低、有利于推广和保护环境的自然能源发电及电解海水或苦咸水的综合应用系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自然能源发电及电解海水或苦咸水的综合应用系统，包括自然能源发电装置，还包括氢能电解水发生器，所述发电装置的电能输出端与所述电解水发生器在电路上相连接，用于电解经过预处理的海水或苦咸水产生氢气和氧气。

优选地，所述自然能源发电装置具体为水流海浪潮汐动能和风能太阳能发电装置，或单一的风能发电装置，或单一的太阳能发电装置，或太阳能风能互补发电装置。。

优选地，所述发电装置的电能输出端分成两条供电支路，其中一条供电支路直接并入电网；另一条供电支路与氢能电解水发生器在电路上相连接。

优选地，所述发电装置的电能输出端仅与氢能电解水发生器在电路上相连接而不并入电网。

优选地，所述电解水发生器的氢气输出端设有氢气储存器；所述电解水发生器的氧气输出端设有氧气储存器。

优选地，所述电解水发生器产生的氢气和氧气通过管道或交通工具进行输送。

优选地，进一步包括氢能燃料电池或氢能燃料发电器，其氢气进气端与所述氢气储存器的氢气输出端相连接，用于使用氢气和空气产生电能和水；所述氢能燃料电池或氢能燃料发电器在工作过程中所产生的水汇集于纯净水水箱。

优选地，所述氢气储存器中的氢气经过氢气液化装置后被制成液态氢，通过氢电同轴电缆同时输送液态氢和电能。

优选地，所述氢电同轴电缆的中心部分为用于输送液态氢的液态氢封闭管，所述液态氢封闭管的周围为用于输送电能的金属线，所述氢电同轴电缆的最外层为隔热、绝缘的防护层。

优选地，所述氢电同轴电缆的最外层为隔热、绝缘的防护层，其内腔为液态氢输送通道，内部分布有输送电能的金属线。

本发明针对水流海浪潮汐动能和风能太阳能发电装置的卸载和存储问题，设计了一套行之有效的综合应用系统，当发电装置产生的电能超过用电需要而需要卸载时，可利用多余的电能来电解海水或苦咸水，产生氢气和氧气，然后分别存储，使电能以氢的形式得以“卸载”和存储，氢气可以用管道或交通工具输送，类似于天然气输送，可通往城市，小镇，农村或海岛等需要用电的地方，然后由燃料氢电池以氢和空气为原料产生电能和清洁的水，将氢气重新转化为电能，氧气可以供给医用和富氧燃烧。