[发明专利]光伏制氢设备及其系统

说明书

本申请公开了一种光伏制氢设备，包括电解槽和光伏设备，还包括电热转换机构，用于接收光伏设备聚焦来的光能并同时转换为电能和热能；电热转换机构与电解槽连接，并将电能作为电解槽内电解需要的能量，将热能作为电解槽内电解液的加热能量。本申请应用了聚光特性，在有限面积材料上，最大化的利用太阳能辐照能量，原本20%‑40%转化效率的光伏电池经菲涅尔透镜的聚光，可达到800‑3000W/㎡输出功率，就可以完美匹配电解槽的功率，且电解槽需要直流电，光伏电池就无须经过逆变等设备转化，节省了很多制造成本，而聚光产生的高温，又可通过电解液来降温，电解液在给电池降温同时自身升温，电解液电解效率和温度是正比关系，升温又能促进电解效率。

技术领域

本申请涉及光伏制氢技术领域，尤其涉及一种光伏制氢设备及其系统。

背景技术

目前全球对可再生能源需求越来越高，而光伏作为最适宜大规模发展的可再生能源，装机量逐年递增，但由于光伏发电具有较大的波动性，且电力存储成本过高，一直限制着太阳能的快速发展利用，在中国西北部又存在大量的弃光限电，无疑限制了太阳能发展利用，而全球都在发展氢产业，氢能也作为理想的能源应用方式深受国家支持发展，在传统制氢中，也都大多伴随着碳排放，如氯碱制氢、石油裂解制氢、水煤法制氢等，电解水制氢全过程无碳排放，中国又是太阳能较为富裕的国家，非常适合发展太阳能制氢。

一直以来氢能是广受关注和追捧的新型能源，但氢的使用成本高却极大的制约了氢能发展，如何能够廉价的制氢、储氢、运输就成了全社会关注的发展方向。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种光伏制氢设备及其系统，通过多种技术结合，巧妙的把制氢设备成本优化，制成高效低成本制氢设备。

本申请实施例第一方面提供了一种光伏制氢设备，包括电解槽和光伏设备，还包括电热转换机构，用于接收光伏设备聚焦来的光能并同时转换为电能和热能；电热转换机构与电解槽连接，并将电能作为电解槽内电解需要的能量，将热能作为电解槽内电解液的加热能量。

进一步地，电热转换机构包括光伏电池板和导电导热介质，光伏电池板的正面朝向光伏设备，背面与电解槽通过导电导热介质连接。

进一步地，光伏电池板的背面电极电流通过导电导热介质直接传导至电解槽的相应电极测，光伏电池板的正面电极电流通过导线连接电解槽的另一侧电极。

进一步地，电解槽上设置有进水口和出水口，进水口和出水口之间采用液体循环方式补充电解液。

进一步地，光伏电池板采用晶硅或钙钛矿或铜铟镓硒或砷化镓中的一种或多种组合。

进一步地，光伏设备采用菲涅尔透镜。

进一步地，电解槽采用碱性电解槽或PEM电解槽。

本申请实施例第二方面提供了一种光伏制氢系统，由上述的光伏制氢设备通过一个或多个串并联形成阵列系统。

本申请应用了聚光特性，在有限面积材料上，最大化的利用太阳能辐照能量，原本20%-40%转化效率的光伏电池经菲涅尔透镜的聚光，可达到800-3000W/㎡输出功率，就可以完美匹配电解槽的功率，且电解槽需要直流电，光伏电池就无须经过逆变等设备转化，节省了很多制造成本，而聚光产生的高温，又可通过电解液来降温，电解液在给电池降温同时自身升温，电解液电解效率和温度是正比关系，升温又能促进电解效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的设备结构图。

图中附图标记的含义：