一种光催化制氢系统技术方案

本发明专利技术公开一种光催化制氢系统一种光催化制氢系统，包括历史数据存储单元：存储有当前地点在不同时间以及不同气象信息条件下的光照强度信息；气象信息获取单元：获取当前地点在当前时间的气象信息；光照信息获取单元：获取在当前地点、当前时间以及当前气象信息条件下的不同角度的光照强度信息。本发明专利技术的光催化制氢系统，从软件上设计有历史数据存储单元、气象信息获取单元以及光照强度获取单元；根据历史数据存储单元的历史数据推荐光照强度最高的角度，并相应通过设计的光照强度获取单元进行验证对比，从而获得当前地点、当前时间以及当前气象信息条件下的最强光照强度的角度，有效的提高了氢气的产量。有效的提高了氢气的产量。有效的提高了氢气的产量。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化制氢系统


[0001]本专利技术涉及制氢
，具体说是一种光催化制氢系统。

技术介绍

[0002]现有技术中，氢能源是一种能量密度很高的清洁可再生能源，随着半导体工业、精细化工和光电纤维工业的发展，产生了对氢气的大量需求，因而催生了多种类型的制氢装置。
[0003]例如：申请号为202210439479.3的专利申请文件中揭示了一种光伏发电耦合光催化制氢系统，包括太阳能电池、光反应器、负载型光催化剂层、液体循环装置和气体收集装置等。负载型光催化剂层设置于光反应器内，太阳能电池设置于光反应器底部。太阳光按照反应器盖板、反应液、负载型光催化剂层、反应器盒体底板和太阳能电池的先后顺序被梯级分频吸收，反应液吸收高波段红外光并以热能形式存储，负载型催化剂层吸收紫外光和低波段可见光进行光催化制氢反应，太阳能电池吸收利用高波段可见光与低波段红外光用于光伏发电。
[0004]该技术方案基于太阳能的分频利用，针对太阳能电池、负载型光催化剂层和水分子的不同光吸收特性，将太阳能同时转化为电能和氢能，实现了太阳能的梯级利用，提高了太阳能利用效率。
[0005]然而，上述技术方案不能对光反应器的角度进行验证，只能固定设置在某一角度，该角度的氢气产量可能不是最高的，因而导致氢气的产量较少，无法达到最高的生产效率。
[0006]因此，为了解决上述技术问题，需要研发一种可相应调节光照角度的光催化制氢系统。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种光催化制氢系统；可根据光强度信息数据等相应调节制氢系统的角度，达到提高氢气产量的目的。
[0008]技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种光催化制氢系统，包括：
[0009]历史数据存储单元：存储有当前地点在不同时间以及不同气象信息条件下的光照强度信息；
[0010]气象信息获取单元：获取当前地点在当前时间的气象信息；
[0011]光照信息获取单元：获取在当前地点、当前时间以及当前气象信息条件下的不同角度的光照强度信息；
[0012]制氢单元：在光照条件下，催化制备氢气；
[0013]与制氢单元配合使用的角度调节单元：根据光照信息获取单元获取的光照强度信息，调节制氢单元的倾斜角度。
[0014]进一步地，将气象信息获取单元及光照信息获取单元获取的气象信息及光照强度
信息存储至历史数据存储单元中形成历史数据；
[0015]历史数据存储单元根据历史数据推荐当前地点、当前时间及当前气象信息条件下的最强光照强度下的角度θ，且通过所述的光照信息获取单元进行验证，所述的光照信息获取单元调整至角度角度θ后获取光照强度数据，并将该光照强度数据与历史数据存储单元的所推荐的光照强度进行对比；
[0016]若光照强度强于历史数据存储单元推荐的光强强度，则角度调节单元将制氢单元调节至该角度θ；
[0017]若光照强度弱于历史数据存储单元推荐的光强强度，则光照信息获取单元获取在当前地点、当前时间、当前气象信息条件下最强光照强度的角度δ，角度调节单元将制氢单元调节至该角度δ。
[0018]进一步地，所述光照信息获取单元获取在当前地点、当前时间、当前气象信息条件下最强光照强度的角度δ；
[0019]定义光升因子为电量增量记为ΔA，单位时间记为ΔT，则光升因子为电量增量ΔA与单位时间ΔT的比值，则记若干组光升因子的极大值为最佳光升因子
[0020]计算最佳光升因子的与相邻光升因子的变化率，记为光强变化率λ，则光强变化率λ为相邻两组数据的差值与光照调节指数ξ的乘积，即若光强变化率λ大于预设阈值，则该角度为角度δ；光照调节指数ξ为该地历史当月天气晴朗的天数；
[0021]具体计算步骤如下：
[0022]步骤S1：气象信息获取单元获取当前地点在当前时间的气象信息，历史数据存储单元推荐当前地点、当前时间、当前气象信息条件下最强光照强度下的角度θ；
[0023]步骤S2：计算光升因子并筛选最佳光升因子
[0024]步骤S3：计算光强变化率λ，确定角度δ；
[0025]步骤S4：将角度θ与角度δ比较，选择最终角度。
[0026]进一步地，所述的制氢单元包括用于放置光催化剂的光反应盒；该光反应盒一端设置有进液管，另一端设置有排气管；所述的角度调节单元与光反应盒对应相连。
[0027]进一步地，所述的光反应盒整体设置为透明状结构，且盒体的底部设置为向上凸起的上凸板，该上凸板的下方又对应安装有补光太阳能电池板，且上凸板两侧还通过铰接组件安装有侧面太阳能电池板，两侧的侧面太阳能电池板均可向上翻转贴放于光反应盒的两侧；
[0028]且所述的光反应盒的两侧还均安装有间隔均匀的补光灯，且光反应盒的两侧还对应安装有条状透明的防水灯罩，防水灯罩将补光灯保护在内部，补光灯模拟光照，相应照射光反应盒内部水体，且该补光灯的电源通过补光太阳能电池板以及侧面太阳能电池板进行供电；
[0029]且所述光反应盒的下侧还安装有搅拌电机，该搅拌电机伸入到光反应盒内，且主轴上安装有搅拌叶片，可对光反应盒内的水体进行搅拌；且该搅拌电机通过补光太阳能电池板以及侧面太阳能电池板进行供电。
[0030]进一步地，所述的角度调节单元包括一固定板以及安装于固定板上的液压油缸，该液压油缸的主轴安装有移动座，该移动座上铰接安装有铰接连杆；而所述光反应盒体的下端对应设置有一前一后两个铰接座，前端的铰接座直接铰接安装在固定板上，而后端的
铰接座则对应安装在铰接连杆上；通过所述的液压油缸推动移动座可相应调节光反应盒体的倾斜角度。
[0031]进一步地，所述的移动座底部安装有移动滑轮。通过设置的移动滑轮可较为方便的带动移动底座顺畅移动。
[0032]进一步地，所述的光照信息获取单元包括光照太阳能电池、与光照太阳能电池电性连接的电量计以及调节光照太阳能电池角度的角度调节组件，所述电量计用以检测光照太阳能电池的发电量，所述光照太阳能电池的面积设置为10x10cm的正方形。
[0033]有益效果：本专利技术具有以下有益效果：
[0034]1)本专利技术的光催化制氢系统，从软件上设计有历史数据存储单元、气象信息获取单元以及光照强度获取单元；根据历史数据存储单元的历史数据推荐光照强度最高的角度，并相应通过设计的光照强度获取单元进行验证对比，从而获得当前地点、当前时间以及当前气象信息条件下的最强光照强度的角度，有效的提高了氢气的产量；
[0035]2)本专利技术中光反应盒直接设置成透明状结构，可接受阳关照射，且在光催化剂的作用下产生氢气，另外本专利技术还设置了补光策略，光反应盒两侧设置有防水灯罩，在防水灯罩内设置了补光灯，补光灯可模拟光照，进一步加快制氢效率；另外光反应盒的下侧位置处还安装有搅拌电机以及搅拌叶片，由于光反应盒内需要放置光催化剂以及温度需要适中，因此设置搅拌电机及搅拌叶片对水体进行搅拌，光催化剂搅拌均匀后可有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光催化制氢系统，其特征在于：包括：历史数据存储单元：存储有当前地点在不同时间以及不同气象信息条件下的光照强度信息；气象信息获取单元：获取当前地点在当前时间的气象信息；光照信息获取单元：获取在当前地点、当前时间以及当前气象信息条件下的不同角度的光照强度信息；制氢单元(10)：在光照条件下，催化制备氢气；与制氢单元(10)配合使用的角度调节单元(20)：根据光照信息获取单元获取的光照强度信息，调节制氢单元(10)的倾斜角度。2.根据权利要求1所述的一种光催化制氢系统，其特征在于：将气象信息获取单元及光照信息获取单元获取的气象信息及光照强度信息存储至历史数据存储单元中形成历史数据；历史数据存储单元根据历史数据推荐当前地点、当前时间及当前气象信息条件下的最强光照强度下的角度θ，且通过所述的光照信息获取单元进行验证，所述的光照信息获取单元调整至角度θ后获取光照强度数据，并将该光照强度数据与历史数据存储单元的所推荐的光照强度进行对比；若光照强度强于历史数据存储单元推荐的光强强度，则角度调节单元(20)将制氢单元(10)调节至该角度θ；若光照强度弱于历史数据存储单元推荐的光强强度，则光照信息获取单元获取在当前地点、当前时间、当前气象信息条件下最强光照强度的角度δ，角度调节单元(20)将制氢单元(10)调节至该角度δ。3.根据权利要求1所述的一种光催化制氢系统，其特征在于：所述光照信息获取单元获取在当前地点、当前时间、当前气象信息条件下最强光照强度的角度δ；定义光升因子为电量增量记为ΔA，单位时间记为ΔT，则光升因子为电量增量ΔA与单位时间ΔT的比值，则记若干组光升因子的极大值为最佳光升因子计算最佳光升因子的与相邻光升因子的变化率，记为光强变化率λ，则光强变化率λ为相邻两组数据的差值与光照调节指数ξ的乘积，即若光强变化率λ大于预设阈值，则该角度为角度δ；光照调节指数ξ为该地历史当月天气晴朗的天数；具体计算步骤如下：步骤S1：气象信息获取单元获取当前地点在当前时间的气象信息，历史数据存储单元推荐当前地点、当前时间、当前气象信息条件下最强光照强度下的角度θ；步骤S2：计算光升因子并筛选最佳光升因子步骤S3：计算光强变化率λ，确定角度δ；步骤S4：将角度θ与角度δ比较，选择最终角度。4.根据权利要求1所述的一种光催化制氢系统，其特征在于：所述的制氢单元(10)包括用于放置光催化剂的光反应盒(101)；该光反应盒(...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤杰，李谨，李露，张启涛，
申请(专利权)人：常州工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：