[发明专利]家用光伏制氢及燃料电池热电联供一体机

说明书

技术领域

本发明涉及一种家用热电联供一体机，特别涉及一种太阳能光伏发电制氢及与燃料电池配合循环使用的热电联合一体机。 

背景技术

在太阳能应用上，蓄电池是常规的储能装置，但其成本较高、污染较大、使用寿命短的问题一直难以解决。本发明中循环利用的氢能是一种高效、环保的能源，在工业中受到广泛的应用，由于它是可再生能源，且燃烧产物水亦有利于环境，通过太阳能电池组件的光能引入动力源，通过电解氢气储能的方式，更为经济环保，特别适合民用扩展。 

发明内容

本发明的目的为了扭转光伏市场上传统使用蓄电池作为能源储存的方式，较好的避免了因此带来的经济性不高、环境污染大、普通居民使用不便等劣势，而提供一种易于储存、效率高的环保清洁能源，终端实现热能、电能的联合供给的家用光伏制氢及燃料电池热电联供一体机，较好地满足民用生活需要。本发明利用太阳能为动力源，初始能源到最终生成物均为清洁环保物质，通过智能控制器处理，终端可视面板容易控制及户用操作，同时采用安全反馈传感器来保证户用安全，实施自动化检测预警。天然气引入部分也避免了天气原因等造成当动力源不足时引起的用户端输出的问题。 

本发明采用的技术方案是： 

家用光伏制氢及燃料电池热电联供一体机，包括太阳能组件阵列、智能控制器、系统安全反馈传感器、可视化操作面板、电解槽、氢气储存装置、氧气/空气储存装置、换热器、燃料电池、电能输出控制装置、纯净水储存装置；其特征在于：智能控制器分别与太阳能组件阵列、系统安全反馈传感器、可视化操作面板、电解槽、燃料电池相连，电解槽分别与氢气储存装置、氧气/空气储存装置相连， 氢气储存装置、氧气/空气储存装置分别与燃料电池相连，燃料电池分别与换热器、电能输出控制装置、纯净水储存装置相连，换热器向外供热水，电能输出控制装置向用电终端供电。 

本发明还包括氢气分离器，天然气通过氢气分离器与氢气储存装置相连。 

所述的智能控制器为可编程逻辑控制器PLC。 

将太阳能组件阵列提供的电能通过智能控制器驱使电解槽工作，电解纯净水使之生成氢气和氧气，作为能源分别储存在氢气储存装置、氧气/空气储存装置中。当用户终端需要电力时通过智能控制器进行燃料电池的工作指令，从而将化学能转换为电能和热能，最终实现热电一体化的用户功能。其中引入天然气及氢气分离器的目的仅为防止当氢气储量不足时无法满足户用需要时的一种能源备用补充。 

本发明所用的太阳能组件阵列、智能控制器、系统安全反馈传感器、可视化操作面板、电解槽、氢气储存装置、氧气/空气储存装置、换热器、燃料电池、电能输出控制装置、纯净水储存装置、氢气分离器，均已有成熟的应用。  

本发明的动力电源由太阳能组件阵列提供，能量转换过程从太阳能转换为化学能，制备氢气作为燃料电池的能源储存，后将化学能释放为热能和电能供用户终端使用，无需其他储能装置。 

本发明的有益效果是：通过电解和燃料电池的化学能量循环，将化学能转换为电能和热能，生成物环保可靠，无需储能装置，制成的氢气储存方便且使用转换效率高，整体系统损耗小，可以满足国家在环保、能源方面可持续发展的要求。同时还联合热能加热水，实现满足户用的水电需要，并利用家庭天然气的成熟接入端，有效避免因天气状况影响到设备运行的问题，从而实现无时间及天气要求限制的太阳能动力源供给一体化。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步的描述。 

如图1所示，本发明包括太阳能电池组件阵列、可视化操控面板、系统安全反馈传感器、智能控制器、电解槽、燃料电池、氧气/空气储存装置、氢气储存装置、换热器、热水箱、电能输出控制装置、纯净水储存装置、氢气分离器组成，智能控制器4分别与太阳能组件阵列、可视化操作面板、系统安全反馈传感器、电解槽、燃料电池相连，电解槽分别与氢气储存装 置、氧气/空气储存装置相连，氢气储存装置、氧气/空气储存装置分别与燃料电池相连，燃料电池分别与换热器、电能输出控制装置、纯净水储存装置相连，换热器向热水箱供热水，电能输出控制装置向用电终端供电，天然气通过氢气分离器与氢气储存装置8相连。所述的智能控制器为可编程逻辑控制器PLC。 

本发明所用的太阳能组件阵列、智能控制器、系统安全反馈传感器、可视化操作面板、电解槽、氢气储存装置、氧气/空气储存装置、换热器、燃料电池、电能输出控制装置、纯净水储存装置、氢气分离器，均为现有结构。