【5000瓦的太阳能制氢系统单元设计案例2200字】

5000瓦的太阳能制氢系统单元设计案例5000瓦的太阳能制氢系统单元设计案例 1 21.2系统连接 2 3 51.5氢气测量 6 7由于条件限制，5000瓦的太阳能制氢系统按一定比例缩小。太阳能供电的制氢系统由太阳能发电系统、电解系统、储能系统和气体测量系统组成错误：未找到引用源。在一般情况下，白天的光照强度合适，足以驱动太阳能板发电为制氢供能；当电解槽故障或者停止工作，太阳能板产生的电能就会储存在蓄电池里面去；到晚上没有光照的时候，储存在蓄电池里的电量发挥作用直接为电解槽充当电源。而当遇到很多天没有太阳，蓄电池里的电量耗尽时，可由外接电源直接为电解槽供电，保证电解槽制氢不会受到天气、时间等外界因素的干扰。系统的工作流程框图见图3-1。太阳能电池板电解槽用氢装置蓄电池1.1电解系统家庭用的太阳能供电的制氢系统，适合选用技术相对成熟的碱性电解水，这项制氢技术的制氢成本较低，比较适合家庭应用。电解槽需要组装，先将石墨制成的阳极固定在底座上，封好空隙。再取出阴极板，取一张隔膜纸附在阴极板的一面，再将阴极板插回去使隔膜纸在阴阳极之间，然后将外壳盖在底座上，最后将空隙封好。加入在水中的电解质为溶度为4%的NAOH溶液，通直流电，可以看到制氢的过程平稳进行。实物图见图3-2,其中石墨阳极一侧为阳极室，阴极板一侧为阴极室，上方的出气孔是导气管，用来排放氢气，而上方的塑料漏斗为进水口，是加入电解液的地方，将外壳和底座连接处封住用的是橡皮泥和胶水。实物模型的大小为10×5×15cm,1.2系统连接对于5000瓦的太阳能发电系统来说，必然不止一块太阳能电池板，所以我们得考虑将这些太阳能电池板并联还是串联。通过实践证明，串并联对于太阳能电池组的发电效率影响不大，但是当太阳能电池组中有一块电池损害或者受到阴影的遮挡无法正常工作时，串联的电池组的发电受到这块电池的影响，而并联的电池组却不受影响。所以我们并联太阳能电池组。在太阳能发电系统与电解系统之间我们可以选择直接连接和间接连接两种方法。作为设计模型，我们选用直接连接法，因为间接连接法必须要将电能进行转换才能供电给电解槽，流程过于复杂，并且他会产生不必要的能源损耗，使家庭用的制氢成本变高。该系统被设计为使用直接连接，该直接连接方法是一种可以有效地转换能量的连接方法。将不必要的损耗降低，去掉了最大功率跟踪、转换器，使系统更为简单错误!未找到引用源。o设计的电路连接如图3-3所示。A蓄电池当蓄电池能源耗尽时，外接电源再为制氢系统供电，一切都是为了维持制氢系统是稳定供氢。1.3太阳能发电系统太阳能以光辐射的形式将能量辐射到地球，这是取之不尽的。太阳能清洁无污染，是人类可利用的最直接的能源之一。太阳能电池是基于怎样一个原理呢?就是利用半导体材料的光生伏特效应，所以我们pe可以近似的把太阳能电池看成一个P-N结，如图3-4所示，一般的，在底层硅晶体中注入三价硼元素代替晶格中硅原子的位置，形成P型半导体，同时表面硅晶体中注入五价的磷元素代替硅原子的位置形成N型半导体，太阳光照射在太阳能电池上，光子被吸收进界面层，当积累到一定能量之后，会可以产生电子-空穴对，产生电势差，这样表层N区与底层P区之间就形成P-N结。在内建电场的作用下，P侧空穴聚集带正电，N侧电子聚集带负电，如果有外电路，电流就会从P侧流向N侧错误!未找到引用源。o其中本设计选用的太阳能板，其实物图与参数表见表3-1和图3-5。表3-1太阳能板参数表功率工作电压电池转换效率本设计模型中采用的储能系统是一个蓄电池。假如天气条件不允许太阳能板进行发电，可由蓄电池直接给电解槽的工作供电，而当气体收集器收集满了无需电解槽工作时，可直接让太阳能电池板给蓄电池充电。蓄电池的参数和实物图见表3-2和图3-6。另外作为一个真实的制氢系统，它的储能系统还需要一个储存氢气的储氢罐，用类似于储存天然气的方法进行储存，由于技术限制，在模型中不予体现。工作电压工作电流LZB-3WB玻璃转子气体流量计是本设计中调试需要用到的测量制氢系统制取到的氢气流速的工具，在实际中可以是更加高级的气体监控系统，它的型号是4-40mL/min的气体流速，流量计总高度：136mm,接□中心距：116mm,接口外径：8mm,额定工作压力：≤0.2MPa,介质温度：-20~120℃,玻璃转子流量计流量范围：0.25-2.5m3/h,垂直放置，阀门要缓慢开启，防止损坏玻璃管，其实物图见3-7。图中左下方的旋钮是阀门，右下方的凸起是一个气孔，这个气孔是氢气测量时的进气□,它的上方则是出去口。当测量制氢系统制取的氢气流量时，氢气通过下方的气孔进入，推动气管里的转子上浮，氢气制取稳点后，转子会保持停留在一个刻度上，这个刻度所表示的示数就是当前条件下的气体流量。1.6整体设计整个太阳能供电的制氢系统是由以上几个系统部分组成，各部分系统实物连接图见图当进行调试工作时，左边的单刀双掷开关向左连接，右边的单刀双掷开关左右都不连接，此时，太阳能电池板和电解池直接相连，可以测试在白天阳光充足时，太阳能发电制取氢气的能力。左边的单刀双掷开关向右连接，右边的开关向左连接，此时两个单刀双掷开关连接在一起，系统工作情况为太阳能电池板为蓄电池充电，适用于当氢气制取系统不用工作的情左边的单刀双掷开关左右都不连接，右边的开关向右连接。此时蓄