一種制氫發電綜合供電系統的制作方法

本發明涉及電力領域，特別涉及一種制氫發電綜合供電系統。

背景技術：

目前，現有的林區的供電系統很缺乏，有部分在林區的邊緣區域，可以依賴火電，具體的在火電站發電之后，通過供電線路輸送到林區的用戶家里；但是火電使用的能源是化石能源，環境污染嚴重，隨之農村的能源的需求量的不斷增長，再使用化石能源，環境承載能力快到極限，也不符合可持續發展道路。

此外，當林區的面積很大時，林區的大部分區域無法實現有效供電，從而對人們的生產生活造成很大的影響。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提出了一種制氫發電綜合供電系統，用以克服現有技術中的缺陷，為林區提供清潔持續的電力。

具體的，本發明提出了以下具體的實施例：

本發明實施例提出了一種制氫發電綜合供電系統，包括：光伏發電系統、備用電源、生物質制氫系統、氫氣發電系統、儲能系統、以及用于根據用戶的用電需要對所連接的所述光伏發電系統、所述備用電源、所述氫氣發電系統進行監控管理的智能監控管理平臺；其中，

所述光伏發電系統連接所述儲能系統；

所述備用電源統連接所述智能監控管理平臺；

所述生物質制氫系統連接所述氫氣發電系統，用以給所述氫氣發電系統提供所產生的氫氣；

所述氫氣發電系統連接所述儲能系統；

所述儲能系統連接所述智能監控管理平臺；

所述智能監控管理平臺連接需要用電的一個或多個用戶，用以給各所述用戶供電。

在一個具體的實施例中，所述光伏發電系統包括有多個光伏組件；其中，所述光伏組件設置在各所述用戶所在房屋的屋頂。

在一個具體的實施例中，所述光伏組件包括：太陽能電池板。

在一個具體的實施例中，所述太陽能電池板包括：晶體硅電池板和/或非晶硅電池板。

在一個具體的實施例中，所述生物質制氫系統包括：裝有生物質以及堿性溶液的催化容器、光源、氫氣收集器；所述光源包括：led燈以及用于折射太陽光的鏡片；

其中，所述催化容器用于在光源的照射下催化生物質產生氫氣；

所述氫氣收集器用于收集催化容器所產生的氫氣。

在一個具體的實施例中，所述生物質制氫系統包括：氫氣液化存儲裝置；

所述氫氣液化存儲裝置連接所述氫氣收集器；

所述氫氣液化存儲裝置設置有一個或多個可開合的端口，其中一個端口連接所述氫氣發電系統。

在一個具體的實施例中，所述氫氣液化存儲裝置中設置有干燥過濾裝置，用以對所存儲的氫氣進行干燥以及過濾處理。

在一個具體的實施例中，所述干燥過濾裝置包括：活性炭。

在一個具體的實施例中，所述備用電源包括：公共電網。

在一個具體的實施例中，所述儲能系統包括由多個電池組成的電池組。

以此，本發明實施例提出了一種制氫發電綜合供電系統，包括：光伏發電系統、備用電源、生物質制氫系統、氫氣發電系統、儲能系統、以及用于根據用戶的用電需要對所連接的所述光伏發電系統、所述備用電源、所述氫氣發電系統進行監控管理的智能監控管理平臺；其中，所述光伏發電系統連接所述儲能系統；所述備用電源統連接所述智能監控管理平臺；所述生物質制氫系統連接所述氫氣發電系統，用以給所述氫氣發電系統提供所產生的氫氣；所述氫氣發電系統連接所述儲能系統；所述儲能系統連接所述智能監控管理平臺；所述智能監控管理平臺連接需要用電的一個或多個用戶，用以給各所述用戶供電。以此，結合林區的具體情況，充分利用林區豐富的生物質資源，通過生物質催化為氫氣，并利用氫氣發電系統以及光伏發電系統來持續進行發電，節能環保，并設置有儲能系統，以此即使發生斷電之后，也能維持一段時間，不會立刻斷電，還可以為各用戶自身節約成本，增加收益。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明實施例提出的一種制氫發電綜合供電系統的流程示意圖；

圖2為本發明實施例提出的一種制氫發電綜合供電系統的示意圖。

圖例說明：

1-光伏發電系統；2-備用電源；3-生物質制氫系統；

4-氫氣發電系統；5-儲能系統；6-智能監控管理平臺

具體實施方式

在下文中，將更全面地描述本公開的各種實施例。本公開可具有各種實施例，并且可在其中做出調整和改變。然而，應理解：不存在將本公開的各種實施例限于在此公開的特定實施例的意圖，而是應將本公開理解為涵蓋落入本公開的各種實施例的精神和范圍內的所有調整、等同物和/或可選方案。

在下文中，可在本公開的各種實施例中使用的術語“包括”或“可包括”指示所公開的功能、操作或元件的存在，并且不限制一個或更多個功能、操作或元件的增加。此外，如在本公開的各種實施例中所使用，術語“包括”、“具有”及其同源詞僅意在表示特定特征、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合，并且不應被理解為首先排除一個或更多個其它特征、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的存在或增加一個或更多個特征、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的可能性。

在本公開的各種實施例中，表述“或”或“a或/和b中的至少一個”包括同時列出的文字的任何組合或所有組合。例如，表述“a或b”或“a或/和b中的至少一個”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。

在本公開的各種實施例中使用的表述(諸如“第一”、“第二”等)可修飾在各種實施例中的各種組成元件，不過可不限制相應組成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的順序和/或重要性。以上表述僅用于將一個元件與其它元件區別開的目的。例如，第一用戶裝置和第二用戶裝置指示不同用戶裝置，盡管二者都是用戶裝置。例如，在不脫離本公開的各種實施例的范圍的情況下，第一元件可被稱為第二元件，同樣地，第二元件也可被稱為第一元件。

應注意到：如果描述將一個組成元件“連接”到另一組成元件，則可將第一組成元件直接連接到第二組成元件，并且可在第一組成元件和第二組成元件之間“連接”第三組成元件。相反地，當將一個組成元件“直接連接”到另一組成元件時，可理解為在第一組成元件和第二組成元件之間不存在第三組成元件。

在本公開的各種實施例中使用的術語“用戶”可指示使用電子裝置的人或使用電子裝置的裝置(例如，人工智能電子裝置)。

在本公開的各種實施例中使用的術語僅用于描述特定實施例的目的并且并非意在限制本公開的各種實施例。如在此所使用，單數形式意在也包括復數形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否則在這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本公開的各種實施例所屬領域普通技術人員通常理解的含義相同的含義。所述術語(諸如在一般使用的詞典中限定的術語)將被解釋為具有與在相關技術領域中的語境含義相同的含義并且將不被解釋為具有理想化的含義或過于正式的含義，除非在本公開的各種實施例中被清楚地限定。

實施例1

本發明實施例1公開了一種制氫發電綜合供電系統，如圖1以及圖2所示，包括：光伏發電系統1、備用電源2、生物質制氫系統3、氫氣發電系統4、儲能系統5、以及用于根據用戶的用電需要對所連接的所述光伏發電系統、所述備用電源、所述氫氣發電系統進行監控管理的智能監控管理平臺6；其中，

所述光伏發電系統連接所述儲能系統；

所述備用電源統連接所述智能監控管理平臺；

所述生物質制氫系統連接所述氫氣發電系統，用以給所述氫氣發電系統提供所產生的氫氣；

所述氫氣發電系統連接所述儲能系統；

所述儲能系統連接所述智能監控管理平臺；

所述智能監控管理平臺連接需要用電的一個或多個用戶，用以給各所述用戶供電。

具體的，本方案中，供電的來源包括光伏發電系統、備用電源、氫氣發電系統，以此，實現了多能互補，且具體的，根據農村的具體情況，特別設置了光伏發電系統和氫氣發電系統，可以充分利用林區的生物質資源，一則空間范圍大，二則也是各種生物質比較多，具體的，例如可以在每家每戶的屋頂架設光伏組件，形成一個光伏發電的系統。此外，還可以在砍伐樹木來獲取到足夠的生物質資源。

此外，還可以設置儲能系統，具體的，可以在建筑的周邊建立儲能系統，把沼氣池里面發的電并到儲能系統進行統一的管理和調配。利用每家每戶的用電負荷曲線，在用電負荷曲線高峰的時候，儲能系統對用戶進行放電。

至于智能監控管理平臺則對以上的電源進行監控以及調配，以滿足用戶的需要，例如當光伏發電系統與氫氣發電系統發的電力已經可以滿足用戶的需要時，則不需要引入備用電源；而只有當用戶的用電出現缺口時，所缺的部分則由備用電源來進行補充。

此外，當光伏發電系統與氫氣發電系統發的電力大于用戶的需要時，多余的電力可以存儲在儲能系統中，以便后續使用。

具體的，本發明中的氫氣發電系統參考了劍橋大學的一個研究團隊開發出了一種使用太陽能發電從生物質中制取既可持續又相對便宜的氫氣的方法。

現代社會面臨的挑戰之一是廢物產生的影響，隨著自然資源大量減少，政府和企業對使用廢物生產能源的需求越來越迫切。自有記錄以來，生物質一直是熱和能源的來源：地球的石油儲量來自古老的生物質，經歷數百萬年的高溫高壓最后成型；木質纖維素是植物生物質的主要組分。但迄今為止，生物質轉化氫氣還主要通過高溫分解的氣化過程實現。

劍橋大學化學系moritzkuehnel博士與其他研究者在natureenergy上發表了一篇關于生物質制氫的論文。其中表示，高度結晶的纖維素纖維組成的木質纖維素具有高度的穩定性，因此，木質纖維素的化學利用富有挑戰性。

為此，本發明基于此，利用光催化轉化過程，將催化納米顆粒加入到懸浮有生物質的堿性溶液中，將其放置在實驗室中模擬太陽光的燈下，溶液即吸收燈光并將生物質轉化為氣態氫，之后可從頂部空間收集氣態氫。這種氫氣不含燃料電池抑制劑，例如一氧化碳，可用于動力驅動中。

在一個具體的實施例中，所述光伏發電系統包括有多個光伏組件；其中，所述光伏組件設置在各所述用戶所在房屋的屋頂。

具體的，各個用戶所在的房屋的屋頂都可以放置光伏組件進行發電，后續再集中，以此可以有效避免長線路的供電損耗，相對于從火電廠發電到農戶家里，中間經過漫長的供電線路輸送，線路長，投入和維護的成本巨大。一度電的送電成本甚至是電價本身的幾倍。隨著極端天氣越來越多，供電線路一斷，供電的可靠性是越來越差，維護的成本更高。本方案通過使用光伏、沼氣發電等綠色能源，就地取材，建筑本身就是一個小型的發電廠，減少了中間的長距離的配送環節，使用電的可靠性大大的增強。

在一個具體的實施例中，所述光伏組件包括：太陽能電池板。在具體的實施例中，所述太陽能電池板包括：晶體硅電池板和/或非晶硅電池板。

具體的，太陽能電池板(solarpanel)是通過吸收太陽光，將太陽輻射能通過光電效應或者光化學效應直接或間接轉換成電能的裝置，大部分太陽能電池板的主要材料為“硅”，但因制作成本較大，以至于它普遍地使用還有一定的局限。

相對于普通電池和可循環充電電池來說，太陽能電池屬于更節能環保的綠色產品。

具體的太陽能電池可以分為以下幾類：

晶體硅電池板：多晶硅太陽能電池、單晶硅太陽能電池。

非晶硅電池板：薄膜太陽能電池、有機太陽能電池。

化學染料電池板：染料敏化太陽能電池。

柔性太陽能電池

其中，單晶硅太陽能電池，光電轉換效率為18％左右，最高的達到24％，這是所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命可達25年。

多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，其光電轉換效率約16％左右(2004年7月1日日本夏普上市效率為14.8％的世界最高效率多晶硅太陽能電池)。從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大量發展。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。

非晶硅太陽電池與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，工藝過程大大簡化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優點是在弱光條件也能發電。但非晶硅太陽電池存在的主要問題是光電轉換效率偏低，國際先進水平為10％左右，且不夠穩定，隨著時間的延長，其轉換效率衰減。

具體的，可以根據具體的環境以及使用需要選取合適的太陽能電池。

在一個具體的實施例中，所述生物質制氫系統包括：裝有生物質以及堿性溶液的催化容器、光源、氫氣收集器；所述光源包括：led燈以及用于折射太陽光的鏡片；

其中，所述催化容器用于在光源的照射下催化生物質產生氫氣；

所述氫氣收集器用于收集催化容器所產生的氫氣。

在一個具體的實施例中，所述生物質制氫系統包括：氫氣液化存儲裝置；

所述氫氣液化存儲裝置連接所述氫氣收集器；

所述氫氣液化存儲裝置設置有一個或多個可開合的端口，其中一個端口連接所述氫氣發電系統。

具體的，氫氣液化存儲裝置可以為加壓泵，通過附加壓力來使得氫氣進行液化，從而便于存儲。

在一個具體的實施例中，所述氫氣液化存儲裝置中設置有干燥過濾裝置，用以對所存儲的氫氣進行干燥以及過濾處理。

在一個具體的實施例中，所述干燥過濾裝置包括：活性炭。

具體的活性炭，是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無定形碳，也有排列規整的晶體碳。活性炭中除碳元素外，還包含兩類摻和物：一類是化學結合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過程中，外來的非碳元素與活性炭表面化學結合。

活性炭材料是經過加工處理所得的無定形碳，具有很大的比表面積，對氣體、溶液中的無機或有機物質及膠體顆粒等都有良好的吸附能力。活性炭材料主要包括活性炭(activatedcarbon,ac)和活性炭纖維(activatedcarbonfibers,acf)等。活性炭材料作為一種性能優良的吸附劑，主要是由于其具有獨特的吸附表面結構特性和表面化學性能所決定的。活性炭材料的化學性質穩定，機械強度高，耐酸、耐堿、耐熱，不溶于水與有機溶劑，可以再生使用；活性炭80％-90％以上由碳元素組成，這也是活性炭為疏水性吸附劑的原因。

在一個具體的實施例中，所述備用電源包括：公共電網。

具體的，可以為220v的市電，也可以為380v的工業用電，或者兩者兼有。

在一個具體的實施例中，所述儲能系統包括由多個電池組成的電池組。

具體的，電池可以為蓄電池，具體的可以選用，鉛酸蓄電池；而常用的鉛酸蓄電池主要分為三類：普通蓄電池、干荷蓄電池和免維護蓄電池。

其中，普通蓄電池：普通蓄電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構成，電解液是硫酸的水溶液。它的主要優點是電壓穩定、價格便宜；缺點是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短和日常維護頻繁。

干荷蓄電池：它的全稱是干式荷電鉛酸蓄電池，它的主要特點是負極板有較高的儲電能力，在完全干燥狀態下，能在兩年內保存所得到的電量，使用時，只需加入電解液，等過20—30分鐘就可使用。

免維護蓄電池：免維護蓄電池由于自身結構上的優勢，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內基本不需要補充蒸餾水。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點。使用壽命一般為普通蓄電池的兩倍。市場上的免維護蓄電池也有兩種：第一種在購買時一次性加電解液以后使用中不需要維護(添加補充液)；另一種是電池本身出廠時就已經加好電解液并封死，用戶根本就不能加補充液。

以此可以根據實際的情況以及需要選取不同的鉛酸蓄電池；

而除了鉛酸蓄電池以外，還可以選用鋰電池所組成的儲能系統或者鉛碳蓄電池并連所組成的儲能系統，以滿足更大功率的用電需要。

以此，本發明實施例提出了一種制氫發電綜合供電系統，包括：光伏發電系統、備用電源、生物質制氫系統、氫氣發電系統、儲能系統、以及用于根據用戶的用電需要對所連接的所述光伏發電系統、所述備用電源、所述氫氣發電系統進行監控管理的智能監控管理平臺；其中，所述光伏發電系統連接所述儲能系統；所述備用電源統連接所述智能監控管理平臺；所述生物質制氫系統連接所述氫氣發電系統，用以給所述氫氣發電系統提供所產生的氫氣；所述氫氣發電系統連接所述儲能系統；所述儲能系統連接所述智能監控管理平臺；所述智能監控管理平臺連接需要用電的一個或多個用戶，用以給各所述用戶供電。以此，結合林區的具體情況，充分利用林區豐富的生物質資源，通過生物質催化為氫氣，并利用氫氣發電系統以及光伏發電系統來持續進行發電，節能環保，并設置有儲能系統，以此即使發生斷電之后，也能維持一段時間，不會立刻斷電，還可以為各用戶自身節約成本，增加收益。

本領域技術人員可以理解附圖只是一個優選實施場景的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本發明所必須的。

本領域技術人員可以理解實施場景中的裝置中的模塊可以按照實施場景描述進行分布于實施場景的裝置中，也可以進行相應變化位于不同于本實施場景的一個或多個裝置中。上述實施場景的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。

上述本發明序號僅僅為了描述，不代表實施場景的優劣。

以上公開的僅為本發明的幾個具體實施場景，但是，本發明并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護范圍。