[发明专利]完全依赖可再生能源的住宅楼宇供能系统及其工作方法

权利要求书

1.一种完全依赖可再生能源的住宅楼宇供能系统，其特征在于：包括可再生能源电网(1)、电解铝工厂(2)、铝水反应装置(3)、氢燃料电池发电装置(4)、住宅楼宇(5)和屋顶光伏发电装置(6)；所述电解铝工厂(2)的电源供应来自可再生能源电网(1)，电解铝工厂(2)制得的铝燃料通过输送系统与铝水反应装置(3)的铝燃料进口相连接，铝水反应装置(3)的氧化剂进口与外部水供应系统相连接；在铝水反应装置(3)中，铝粉与水发生燃烧反应，反应产物为氢气和铝的固体氧化产物，同时放出大量热量，产生的氢气与氢燃料电池发电装置(4)的氢气进口相连接，产生的铝的固体氧化产物通过输送系统与电解铝工厂(2)的原料进口相连接，产生的热量与住宅楼宇(5)的热能供应系统相连接；在氢燃料电池发电装置(4)中，氢气通过电化学反应产生电能和热能，电能通过电力输送系统与住宅楼宇(5)的电能供应相连接，热能通过输送系统与住宅楼宇(5)的热能供应系统相连接；

所述住宅楼宇(5)的电能供应还包括直接与可再生能源电网(1)相连接的电力供应；

所述住宅楼宇(5)的屋顶设置有屋顶光伏发电装置(6)，屋顶光伏发电装置(6)产生的电能除了供应住宅楼宇(5)的电能供应外，若有剩余，剩余部分输送到可再生能源电网(1)中。

2.根据权利要求1所述的一种完全依赖可再生能源的住宅楼宇供能系统，其特征在于：所述可再生能源电网(1)中的电力来自光伏发电、风力发电、光热发电、水力发电和生物质能发电。

3.根据权利要求1所述的一种完全依赖可再生能源的住宅楼宇供能系统，其特征在于：在氢燃料电池发电装置(4)中，氢气通过电化学反应产生热能用于住宅楼宇(5)冬季采暖和楼宇内的热水供应。

4.权利要求1至3任一项所述的完全依赖可再生能源的住宅楼宇供能系统的工作方法，其特征在于：当可再生能源电网(1)中可再生能源发电过剩时，过剩的可再生能源电力通过电解铝工厂(2)进行氧化铝电解反应，将可再生能源电力转化为金属燃料铝的化学能进行储存；当可再生能源电网(1)中的电力不能满足住宅楼宇(5)的电能需求时，铝燃料与水在铝水反应装置(3)中进行氧化反应，产生的氢气进入氢燃料电池发电装置(4)中，通过电化学反应产生电能，实现对住宅楼宇(5)的补充电能供应；在铝水反应装置(3)和氢燃料电池发电装置(4)中，铝水氧化反应和氢氧电化学反应产生的热量通过能量回收系统对住宅楼宇(5)进行热能供应，如冬季采暖和楼宇内的热水供应等。