供能系统的制作方法

    技术2025-06-19  20


    本申请涉及太阳能利用,尤其涉及一种供能系统。


    背景技术:

    1、目前,我国针对于太阳能的开发和挖掘主要集中在光伏发电、光热聚焦供热、光伏发电耦合直流电解制氢等方向上,然而目前来讲,该类技术的大面积推广及可复制性仍有待于继续研究,这与太阳能的波动间歇性及对能源转化装置的可靠性有密不可分的联系。此外,该类技术在源头上对于太阳能光谱光子的利用并不是非常充分,例如,单一的光伏发电过程其吸收利用的光子仅约50%左右,大部分光子能量被浪费,且因吸收差异导致的寄生废热影响光伏的发电效率和安全性。为此,针对于太阳能的全光谱利用开发是目前科研界重点研发的方向,旨在提升太阳能的综合利用能效。

    2、太阳能的梯级分频利用离不开光学介质的光谱吸收、透射、折射、反射等作用,目前较为常见的有直接通过镀膜的方式构造固态分频膜,其可透过一定波段的太阳能用于驱动光伏的发电过程,反射的一部分光子能够为二氧化碳加氢或费托合成反应等提供能量,以此构成电能及化学能的协同制取。同样地,以典型的吸收紫外光区域能量的光催化制氢颗粒悬浮液亦可作为优异的光学分频器件,透过该器件的能量可以激发光伏器件中的光生电子-空穴形成能势差而形成稳定电压输出,这样,太阳能全光谱驱动的氢能和电能的联供系统即可构造完成。然而,像光催化剂这种微纳颗粒工质,其颗粒界面表面能非常之高,在反应过程中或是在管流反应器中流动时会发生明显的沉降和颗粒团聚的现象。当然,当系统因为阴天或者下雨天未工作时,颗粒群同样会发生明显的聚沉并依附于管壁内侧,当系统再次开启时,依然很难恢复至当初均匀分散态的工况及分频功效。因此,针对于此类特殊的工作条件,如何实现反应物料工质的循环再生及高分散度的重复利用非常之关键。


    技术实现思路

    1、本申请提供了一种供能系统,以解决光催化剂颗粒、热转化颗粒亦或蓄热介质颗粒存在的不可避免的颗粒团聚及沉降等的问题。

    2、根据本申请的供能系统,包括聚光器、反应器、第一储液罐、第一泵体、第二泵体、第二储液罐、换热器、第三储液罐、供热腔以及至少一个蒸发箱,所述聚光器和所述反应器沿从上至下的方向相对间隔设置,所述反应器包括第一反应腔和第二反应腔,所述换热器包括第一流路和第二流路,所述第一流路和所述第二流路可进行热量交换,所述第一反应腔和所述第一储液罐首尾相连形成第一回路,所述第一反应腔和所述第一储液罐之间连通有所述第一泵体,所述第二反应腔、所述第二泵体、所述第二储液罐以及所述第一流路首尾相连形成第二回路,所述第二流路、所述第三储液罐以及所述供热腔首尾相连形成第三回路,所述蒸发箱与所述供热腔相对设置,所述第一储液罐用于存储光催化剂颗粒悬浮液。

    3、根据本申请的供能系统,所述第一反应腔穿设于所述第二反应腔中。

    4、可选地,所述第一反应腔的径向横截面形状为圆形,所述第二反应腔的径向横截面形状为圆形,所述第一反应腔的径向横截面轮廓和所述第二反应腔的径向横截面轮廓形成同心圆。

    5、根据本申请的供能系统,所述蒸发箱的数量为至少一个,至少一个所述蒸发箱位于所述供热腔的正上方。

    6、根据本申请的供能系统,还包括至少一个辅助加热器,所述辅助加热器与所述供热腔相邻,所述辅助加热器用于加热所述供热腔。

    7、可选地,所述辅助加热器包括多个,多个所述辅助加热器的加热范围不完全相同。

    8、可选地,供能系统还包括研磨搅拌器,所述研磨搅拌器被配置为对经由所述蒸发箱烘干的物料进行研磨。

    9、可选地,供能系统还包括声波超声仪,所述声波超声仪被配置为对经由所述研磨搅拌器研磨的物料进行打散。

    10、根据本申请的供能系统,还包括聚光光伏和储电装置,所述聚光光伏设于所述反应器的下方且与所述反应器相对间隔设置,所述聚光光伏与所述储电装置电性连通。

    11、根据本申请的供能系统,还包括直流电解槽,所述直流电解槽与所述储电装置的输出端电性连通。

    12、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:

    13、本申请实施例提供的供能系统,聚光器用于汇聚太阳能光线,第一储液罐用于存储光催化剂颗粒悬浮液,第一泵体能够驱动光催化剂颗粒悬浮液进入至第一反应腔中,在聚光器汇聚的太阳能光线的作用下发生光催化反应生成氢气,光催化剂颗粒悬浮液在第一储液罐中处于半充满状态,生成的氢气从第一反应腔中经由第一回路进入至第一储液罐中进行存储,以为终端用户的氢燃料电池供能,而第二储液罐中用于存储热转换颗粒悬浮液,通过第二泵体的驱动进入至第二反应腔中用于吸收太阳能光线的热量,经过热转化的热转化颗粒悬浮液会流经换热器中的第一流路中,而第三储液罐中存储的蓄热介质进入第二流路中与第一流路中的热转化后的热转化颗粒悬浮液进行换热,对热转化后的热转化颗粒悬浮液的热量进行充分吸收,与蓄热介质换热之后的热转化颗粒悬浮液从第一流路中流出之后经由第二回路又流回至第二反应腔中,用于重新进行热转化,吸收太阳热能,而吸热之后的蓄热介质进入至供热腔中进行发热,而蒸发箱与供热腔相对设置,能够对蒸发箱内的物料进行加热烘干,在光催化颗粒、热转化颗粒或蓄热介质存在的不可避免的颗粒团聚及沉降时,从第一储液罐、第二储液罐或者是第三储液罐中将物料进行取出放置进入蒸发箱中进行蒸发烘干处理,之后可以自行打碎或者搅拌再配制成溶液进行二次使用,重新加注到第一储液罐、第二储液罐或者第三储液罐中完成对应的反应以及能量转化过程,从而利用太阳能余热对光催化颗粒、热转化颗粒或蓄热介质进行重新处理利用,提高了供能系统的整体能量效率和集成度。



    技术特征:

    1.一种供能系统,其特征在于,包括聚光器、反应器、第一储液罐、第一泵体、第二泵体、第二储液罐、换热器、第三储液罐、供热腔以及至少一个蒸发箱,所述聚光器和所述反应器沿从上至下的方向相对间隔设置,所述反应器包括第一反应腔和第二反应腔,所述换热器包括第一流路和第二流路,所述第一流路和所述第二流路可进行热量交换,所述第一反应腔和所述第一储液罐首尾相连形成第一回路,所述第一反应腔和所述第一储液罐之间连通有所述第一泵体,所述第二反应腔、所述第二泵体、所述第二储液罐以及所述第一流路首尾相连形成第二回路,所述第二流路、所述第三储液罐以及所述供热腔首尾相连形成第三回路,所述蒸发箱与所述供热腔相对设置,所述第一储液罐用于存储光催化剂颗粒悬浮液。

    2.根据权利要求1所述的供能系统,其特征在于,所述第一反应腔穿设于所述第二反应腔中。

    3.根据权利要求2所述的供能系统,其特征在于,所述第一反应腔的径向横截面形状为圆形,所述第二反应腔的径向横截面形状为圆形,所述第一反应腔的径向横截面轮廓和所述第二反应腔的径向横截面轮廓形成同心圆。

    4.根据权利要求1所述的供能系统,其特征在于,所述蒸发箱的数量为至少一个,至少一个所述蒸发箱位于所述供热腔的正上方。

    5.根据权利要求1所述的供能系统,其特征在于,还包括至少一个辅助加热器,所述辅助加热器与所述供热腔相邻,所述辅助加热器用于加热所述供热腔。

    6.根据权利要求5所述的供能系统,其特征在于,所述辅助加热器包括多个,多个所述辅助加热器的加热范围不完全相同。

    7.根据权利要求6所述的供能系统,其特征在于,还包括研磨搅拌器,所述研磨搅拌器被配置为对经由所述蒸发箱烘干的物料进行研磨。

    8.根据权利要求7所述的供能系统,其特征在于,还包括声波超声仪,所述声波超声仪被配置为对经由所述研磨搅拌器研磨的物料进行打散。

    9.根据权利要求1所述的供能系统,其特征在于,还包括:

    10.根据权利要求9所述的供能系统,其特征在于,还包括:


    技术总结
    本申请涉及一种供能系统,所述供能系统包括:聚光器和反应器沿从上至下的方向相对间隔设置,反应器包括第一反应腔和第二反应腔,换热器包括第一流路和第二流路,第一流路和第二流路可进行热量交换,第一反应腔和第一储液罐首尾相连形成第一回路,第一反应腔和第一储液罐之间连通有第一泵体,第二反应腔、第二泵体、第二储液罐以及第一流路首尾相连形成第二回路,第二流路、第三储液罐以及供热腔首尾相连形成第三回路,蒸发箱与供热腔相对设置,第一储液罐用于存储光催化剂颗粒悬浮液。根据本申请的供能系统,利用太阳能余热对光催化颗粒、热转化颗粒或蓄热介质进行重新处理利用,提高了供能系统的整体能量效率和集成度。

    技术研发人员:敬登伟,曾子龙,刘茂昌,师进文,马利静,王红霞,蒋世用,顾裕洁,胡兆伟,丁坤鹏,栾琳
    受保护的技术使用者:格力钛新能源股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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