[发明专利]一种基于太阳能的热电氢多联供系统

权利要求书

1.一种基于太阳能的热电氢多联供装置，其特征在于，包括太阳能聚光器、电解槽、双级朗肯循环、燃料电池、加湿器、换热器、热水水箱、冷水水箱；太阳能聚光器还包括集热器，，集热器与第一换热器和热水水箱的出口相连，所述的冷水水箱的出口分为两部分：一部分是经过第三换热器后与热水水箱相连，另一部分是经过第一冷凝器和第二冷凝器后与热水水箱相连；所述的热水水箱的出口经过集热器后与电解槽相连。所述的电解槽的出口经过第二换热器后与氢气罐和氧气罐相连。所述的氢气罐和氧气罐与加湿器相连。所述的来自冷水水箱的进水管道经过第二换热器后与回水管道汇合一同与热水水箱相连。所述的质子交换膜燃料电池的循环水冷却管道与加湿器相连，加湿器的出口分为两部分：一是与质子交换膜燃料电池相连，二是经过换热器后与质子交换膜燃料电池相连。

双级朗肯循环包括透平、冷凝器、换热器、闪蒸器、泵五个部件；分为高温朗肯循环和低温朗肯循环，朗工作介质在泵中被压缩升压，然后经过换热器加热汽化，直至成为过热蒸汽后，进入透平并完成做功发电，其中未被汽化的工作介质被闪蒸器回收重新汽化，做功后的低压蒸汽进入冷凝器，冷凝后回到泵中，完成一次循环。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能的热电氢多联供系统，其特征在于：所述碟式太阳能的集热温度为750～950℃，循环工质使用钠，其热利用率达70％。

3.根据权利要求1所述的基于太阳能的热电氢多联供系统，其特征在于：所述固体氧化物电解槽为固体氧化物电解电堆，由75～100个单片固体氧化物电解槽串联而成，工作功率为25～30KW，工作温度为800～900℃，水的过量系数为1.25。

4.根据权利要求1所述的基于太阳能的热电氢多联供系统，其特征在于：所述质子交换膜燃料电池为质子交换膜燃料电池电堆，由75～100个单片质子交换膜燃料电池串联而成，工作功率为5～7KW，工作温度为75～85℃，氢气和氧气的过量系数为1.15。

5.根据权利要求1所述的基于太阳能的热电氢多联供系统，其特征在于：所述的质子交换膜燃料电池含有内部冷却循环子系统，其反应产生的热一部分用于预热和加湿进入电堆的氢气与氧气，一部分通过换热器换热回收多余热能。

6.根据权利要求1所述的基于太阳能的热电氢多联供系统，其特征在于：所述双级朗肯循环的工质为水和R601。

7.根据权利要求1所述的基于太阳能的热电氢多联供系统，其特征在于：太阳能聚光器为碟式太阳能聚光器，电解槽为固体氧化物电解槽。

8.根据权利要求7所述的基于太阳能的热电氢多联供系统，其特征在于：碟式太阳能聚光器包括三个部件集热器、聚光反射器、支架结构。