【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能发电，尤其是基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统。
技术介绍
1、太阳能辐射资源作为一种可再生能源，太阳能清洁绿色、利用简便。光伏发电是太阳能的主要利用方式之一，然而光伏系统易受到环境因素的影响，其供电功率存在不稳定波动的特点。此外光伏装机容量常与当地的电力需求存在不匹配的问题，并且现阶段光伏发电的储能、消纳技术依然不够成熟，因此“弃电”与限制光伏入网等现象多有发生。
2、氢能具有无污染、高热值、零排放等优点，相比碱性电解水、阴离子交换膜电解水、固体氧化物电解水等电解水制氢方式，质子交换膜(pem)电解水制氢具有运行温度低，响应速度快，且易于与可再生能源相结合等优势。
3、通过将光伏系统发出的电能用于电解水制氢，将氢能作为可再生能源的储能载体，能够解决光伏“弃电”的问题。然而光伏模块与pem电解槽耦合过程中存在能量利用方式单一，系统效率低等问题。另一方面，提高pem电解槽的入口水温是保证高效率电解水的重要途径，传统电加热水的方式造成的能源损耗较高。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，能够高效利用温差发电器与光伏组件输出电能，用于参与电网供需调控，且系统存储的热能用于提高pem电解槽电解效率，并具备向用户供热水、向建筑供暖的功能。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，包括：
3、基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的
4、所述太阳能集热器中设有第一温差发电器和换热通道；将太阳能转化为热能作为第一温差发电器的热端，换热通道作为第一温差发电器的冷端，第一温差发电器的热端与冷端形成的温差用于产生电能；换热通道包括水换热通道，用于对水进行换热；
5、所述pv/t模块中设有光伏组件、第二温差发电器和pem电解槽；光伏组件用于将太阳能转化为电能；光伏组件作为第二温差发电器的热端，pem电解槽作为第二温差发电器的冷端，第二温差发电器的热端与冷端形成的温差用于产生电能；pem电解槽用于电解水制氢；
6、所述第一温差发电器、第二温差发电器和光伏组件用于实现供电，所述pem电解槽用于实现供氢。
7、优选的，储供能一体系统包括：
8、由保温水箱的第一出口、第一电磁阀、第一水泵、第一磁化水装置、太阳能集热器的水换热通道、四通换向阀、止回阀、电导率仪、第二磁化水装置、pv/t模块的pem电解槽以及保温水箱的第一入口依次连接组成的第一回路；
9、由保温水箱的第三出口、第三电磁阀、第二水泵、第三磁化水装置、四通换向阀、止回阀、电导率仪、第二磁化水装置、pv/t模块的pem电解槽以及保温水箱的第一入口依次连接组成的第三回路；
10、所述第一回路与第三回路均为水回路，所述保温水箱的第一出口和三出口均为水流出口，所述保温水箱的第一入口为水流入口。
11、优选的，当电导率仪检测到水质电导率高于设定阈值时，四通换向阀切换到经由树脂过滤器到达电导率仪的管道；当电导率仪检测到水质电导率低于设定阈值时，四通换向阀切换回经由止回阀到达电导率仪的管道；所述树脂过滤器用于对管道内的水进行纯化。
12、优选的，换热通道还包括制冷剂换热通道，用于对制冷剂进行换热。
13、优选的，储供能一体系统还包括：
14、由保温水箱的第二出口、第二电磁阀、膨胀阀、太阳能集热器的制冷剂换热通道、压缩机以及保温水箱的第二入口依次连接组成的第二回路；
15、第二回路为制冷剂回路即热泵回路，所述保温水箱的第二出口为制冷剂出口，所述保温水箱的第二入口为制冷剂入口；
16、所述保温水箱内设有第一换热盘管，第一换热盘管的出口即为保温水箱的第二出口，第一换热盘管的入口即为保温水箱的第二入口，第一换热盘管中的制冷剂与保温水箱内的水进行换热。
17、优选的，所述保温水箱内还设有第二换热盘管，所述第二换热盘管与用户端连接，用户端冷水流经第二换热盘管，用于对第二换热盘管中流经的用户端冷水进行加热；所述保温水箱内还设有第二温度传感器，用于监测保温水箱内的水温。
18、优选的，所述太阳能集热器中在换热通道下方设有第一空气流道，所述pv/t模块中在pem电解槽下方设有第二空气流道；
19、太阳能集热器的第一空气流道和pv/t模块的第二空气流道均通过风管与风机相连，用于实现供暖或散热；
20、风机与第一空气流道入口之间设置有第四电磁阀；风机与第二空气流道入口之间设置有第五电磁阀；pv/t模块的第二空气流道出口与室外环境、室内环境连接的管道上分别设置有第六电磁阀、第七电磁阀；太阳能集热器的第一空气流道出口与室外环境、室内环境连接的管道上分别设置有第八电磁阀、第九电磁阀。
21、优选的，第一温差发电器、第二温差发电器和光伏组件的输出导线均与功率调节器连接，功率调节器的输出端与pem电解槽相连接，向pem电解槽提供用于进行电解水制氢的电量；pem电解槽与储氢罐、氢燃料电池和功率调节器依次连接；
22、所述功率调节器的输出端还通过导线与逆变器相连接，将来自氢燃料电池、光伏组件、第一温差发电器和第二温差发电器中任意一个或多个的直流电转化为交流电后再接入电网中。
23、一种太阳能集热器，太阳能集热器包括从上至下依次设置的第一玻璃盖板、第一空气间隙、第一太阳能吸收涂层、第一温差发电器、第一导热硅胶、换热通道、第一空气流道、第一压板和第一保温层；
24、太阳能通过第一玻璃盖板照射在第一太阳能吸收涂层上，第一太阳能吸收涂层将太阳能转化为热能，在第一温差发电器的上方作为热端；第一温差发电器下方通过第一导热硅胶与换热通道连接，在第一温差发电器的下方作为冷端，换热通道与第一压板之间构成第一空气流道。
25、一种pv/t模块，pv/t模块采用单玻型或双玻型；
26、单玻型的pv/t模块包括从上至下依次设置的第二玻璃盖板、第二空气间隙、单玻光伏组件、第二导热硅胶、第二温差发电器、第三导热硅胶、pem电解槽、第一温度传感器、第二空气流道、第二压板和第二保温层；
27、双玻型的pv/t模块包括从上至下依次设置的第二玻璃盖板、第二空气间隙、双玻光伏组件、第二太阳能吸收涂层、第二温差发电器、第三导热硅胶、pem电解槽、第一温度传感器、第二空气流道、第二压板和第二保温层。
28、本专利技术的优点在于：
29、（1）本专利技术将温差发电器分别安装于太阳能集热器和pv/t模块内，利用温差发电器的热端与冷端的温差产生电能，将低品位的热能转化为高品位的电能，提高了系统能量的品质。同时，pv/t模块中冷端的设置降低了光伏组件的工作温度，增加了光伏组件电能的输出，收集的热量用于提高pem电解槽的运行温度，提升了电解槽的电解效率。系统热电联产的模本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，储供能一体系统包括：太阳能集热器（1）和PV/T模块（2）；
2.根据权利要求1所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，储供能一体系统包括：
3.根据权利要求2所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，当电导率仪（9）检测到水质电导率高于设定阈值时，四通换向阀（7）切换到经由树脂过滤器（28）到达电导率仪（9）的管道；当电导率仪（9）检测到水质电导率低于设定阈值时，四通换向阀（7）切换回经由止回阀（8）到达电导率仪（9）的管道；所述树脂过滤器（28）用于对管道内的水进行纯化。
4.根据权利要求2所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，换热通道（106）还包括制冷剂换热通道（1062），用于对制冷剂进行换热。
5.根据权利要求4所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，储供能一体系统还包括：
6.根据权利要求2所述的基于光伏光热、温差发电和磁
7.根据权利要求1所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，所述太阳能集热器（1）中在换热通道（106）下方设有第一空气流道（107），所述PV/T模块（2）中在PEM电解槽（207）下方设有第二空气流道（209）；
8.根据权利要求1所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，
9.一种太阳能集热器，其特征在于，适用于上述权利要求1-8任意一项所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，太阳能集热器包括从上至下依次设置的第一玻璃盖板（101）、第一空气间隙（102）、第一太阳能吸收涂层（103）、第一温差发电器（104）、第一导热硅胶（105）、换热通道（106）、第一空气流道（107）、第一压板（108）和第一保温层（109）；
10.一种PV/T模块，其特征在于，适用于上述权利要求1-8任意一项所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，PV/T模块采用单玻型或双玻型；
...【技术特征摘要】
1.基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，储供能一体系统包括：太阳能集热器（1）和pv/t模块（2）；
2.根据权利要求1所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，储供能一体系统包括：
3.根据权利要求2所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，当电导率仪（9）检测到水质电导率高于设定阈值时，四通换向阀（7）切换到经由树脂过滤器（28）到达电导率仪（9）的管道；当电导率仪（9）检测到水质电导率低于设定阈值时，四通换向阀（7）切换回经由止回阀（8）到达电导率仪（9）的管道；所述树脂过滤器（28）用于对管道内的水进行纯化。
4.根据权利要求2所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，换热通道（106）还包括制冷剂换热通道（1062），用于对制冷剂进行换热。
5.根据权利要求4所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，储供能一体系统还包括：
6.根据权利要求2所述的基于光伏光热、温差发电和磁化水制氢的储供能一体系统，其特征在于，所述保温水箱（3）内还设有第二换热盘管（307），所述第二换热盘管（307）与用户...
【专利技术属性】
技术研发人员：王昌建，杜涛，马鸿盛，李权，许运博，杨策，朱叙，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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