光伏制氫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能源管理領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏制氫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，能源緊缺已經(jīng)成為了制約工業(yè)發(fā)展的主要因素，因此，尋找能夠替代石化能源的可再生能源顯得尤為重要。
[0003]在目前已經(jīng)被研宄和應用的清潔能源中，氫能具有熱值高、能量密度大、能量轉(zhuǎn)換過程無污染、用途廣泛、在宇宙中儲量巨大等優(yōu)點，被認為是最理想的替代能源之一。但是，由于地球上的氫元素主要以碳氫化合物和水兩種形式存在，氫能的獲得通常只有碳氫化合物分解和電解水兩種方式，這使得氫氣制備過程需要消耗大量的電能，屬于一種高能耗的生產(chǎn)工藝。
[0004]另一方面，太陽能作為另一種清潔能源，具有取之不盡、用之不竭的特點，并且目前的光熱轉(zhuǎn)換效率超過了 40%，光伏轉(zhuǎn)換效率也達到了 26%。因此，采用光伏效應產(chǎn)生的電能制氫，再將氫氣存儲后作為氫能進行二次利用，這也是制備和存儲清潔新能源的有效途徑之一。但是，目前難以提高光伏轉(zhuǎn)換效率，進而難以提高光伏制氫系統(tǒng)的工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]摶術(shù)問題
[0006]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，如何能夠提高光伏制氫系統(tǒng)的工作效率以盡量降低光伏制氫的能耗。
_7] 解決方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種光伏制氫系統(tǒng)，包括至少一個光伏制氫裝置和能夠與所述光伏制氫裝置進行無線通信的匯聚節(jié)點，并且各所述光伏制氫裝置包括:
[0009]光伏組件，用于將接收到的太陽能轉(zhuǎn)換成電能；
[0010]直流轉(zhuǎn)換組件，與所述光伏組件連接，用于將所述光伏組件輸出的電能轉(zhuǎn)換為電解電壓；
[0011]電解槽，與所述直流轉(zhuǎn)換組件連接，所述直流轉(zhuǎn)換組件向所述電解槽提供所述電解電壓，以將所述電解槽中的水電解得到氫氣和氧氣；
[0012]無線傳感組件，其包括用于采集所述光伏制氫裝置的狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器模塊、用于根據(jù)所述狀態(tài)數(shù)據(jù)控制所述光伏制氫裝置的工作狀態(tài)的控制器，以及用于將所述狀態(tài)數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡發(fā)送給所述匯聚節(jié)點的無線通信模塊。
[0013]對于上述光伏制氫系統(tǒng)，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述無線傳感組件還包括:電源管理模塊，與所述光伏組件連接，用于將所述光伏組件輸出的電能轉(zhuǎn)換為第一電源電壓和第二電源電壓，其中所述第一電源電壓用于為所述傳感器模塊供電，所述第二電源電壓用于為所述控制器供電。
[0014]對于上述光伏制氫系統(tǒng)，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述光伏制氫裝置還包括:存儲器，用于存儲所述狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0015]對于上述光伏制氫系統(tǒng)，在一種可能的實現(xiàn)方式中，還包括:終端設(shè)備，與所述匯聚節(jié)點通信，用于從所述匯聚節(jié)點接收各所述光伏制氫裝置的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過所述匯聚節(jié)點向各所述光伏制氫裝置發(fā)送控制命令。
[0016]對于上述光伏制氫系統(tǒng)，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述傳感器模塊包括:水位傳感器，設(shè)置于所述電解槽中，用于檢測所述電解槽的水位；
[0017]所述控制器被配置為:在所述水位傳感器檢測到所述電解槽的水位高于水位閾值時，控制所述直流轉(zhuǎn)換組件將所述光伏組件輸出的電能轉(zhuǎn)換為電解電壓，并將所述電解電壓輸出至所述電解槽。
[0018]對于上述光伏制氫系統(tǒng)，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述控制器還被配置為:在所述水位傳感器檢測到所述電解槽的水位低于所述水位閾值時，通過無線通信模塊向所述匯聚節(jié)點發(fā)送報警信號，由所述匯聚節(jié)點根據(jù)所述報警信號向終端設(shè)備發(fā)送報警信息。
[0019]對于上述光伏制氫系統(tǒng)，在一種可能的實現(xiàn)方式中，
[0020]所述傳感器模塊還包括:
[0021]電壓采樣電路，用于檢測所述光伏組件和/或所述直流轉(zhuǎn)換組件的電壓參數(shù)；
[0022]電流采樣電路，用于檢測所述光伏組件和/或所述直流轉(zhuǎn)換組件的電流參數(shù)；
[0023]所述控制器還被配置為:根據(jù)所述電壓參數(shù)和/或所述電流參數(shù)，控制所述光伏組件和/或所述直流轉(zhuǎn)換組件的運行狀態(tài)。
[0024]對于上述光伏制氫系統(tǒng)，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述傳感器模塊還包括:氣壓傳感器，設(shè)置于所述電解槽中，用于檢測所述電解槽的陰極氣壓和/或陽極氣壓；
[0025]所述控制器還被配置為:根據(jù)所述氣壓傳感器檢測到的所述陰極氣壓和/或所述陽極氣壓，控制所述電解槽與儲氣罐之間的管道上電磁閥打開或關(guān)閉。
[0026]對于上述光伏制氫系統(tǒng)，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述傳感器模塊還包括:
[0027]氣體流量計，設(shè)置于所述電解槽與儲氣罐之間的管道上，用于檢測流經(jīng)所述電解槽與儲氣罐之間的管道中氣體的流量。
[0028]對于上述光伏制氫系統(tǒng)，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述儲氣罐的進口端設(shè)置有加壓泵。
[0029]有益效果
[0030]本實施例的光伏制氫系統(tǒng)，通過各光伏制氫裝置的無線傳感組件采集現(xiàn)場狀態(tài)數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)過程監(jiān)測數(shù)據(jù)更準確、更完整，無線傳感組件與匯聚節(jié)點可以通過無線網(wǎng)絡進行通信，從而實現(xiàn)光伏制氫裝置陣列的網(wǎng)絡化管理和狀態(tài)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，提高系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率，能夠克服現(xiàn)有分布式制氫系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率低、狀態(tài)數(shù)據(jù)無反饋、制備過程不可控等問題。
[0031]進一步地，本實施例的光伏制氫系統(tǒng)分布式陣列布局使得系統(tǒng)更安全、拓展性更強，通過遠程的終端設(shè)備，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡化管理，使得系統(tǒng)信息高度集成，控制更智能，操作更簡便，便于遠程操控。
[0032]根據(jù)下面參考附圖對示例性實施例的詳細說明，本發(fā)明的其它特征及方面將變得清楚。
【附圖說明】
[0033]包含在說明書中并且構(gòu)成說明書的一部分的附圖與說明書一起示出了本發(fā)明的示例性實施例、特征和方面，并且用于解釋本發(fā)明的原理。
[0034]圖1示出本發(fā)明一實施例的光伏制氫系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖2示出本發(fā)明一實施例的光伏制氫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3示出本發(fā)明一實施例的光伏制氫系統(tǒng)的無線傳感組件的結(jié)構(gòu)框圖；
[0037]圖4示出本發(fā)明另一實施例的光伏制氫系統(tǒng)的無線傳感組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0038]以下將參考附圖詳細說明本發(fā)明的各種示例性實施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0039]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實施例。
[0040]另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的【具體實施方式】中給出了眾多的具體細節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，沒有某些具體細節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。在一些實例中，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法、手段、元件和電路未作詳細描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
[0041]實施例1
[0042]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的光伏制氫系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，該光伏制氫系統(tǒng)主要包括:至少一個光伏制氫裝置11和能夠與所述光伏制氫裝置11進行無線通信的匯聚節(jié)點13。
[0043]具體而言，如圖1所示，由N個光伏制氫裝置11可以組成分布式光伏制氫裝置陣列，N優(yōu)選為大于等于3的整數(shù)。陣列中的每個光伏制氫裝置都可以與匯聚節(jié)點13通過無線網(wǎng)絡通信，將光伏制氫裝置的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過匯聚節(jié)點13發(fā)送給終端設(shè)備15。
[0044]進一步地，如圖2所示，各光伏制氫裝置11可以包括:
[0045]光伏組件21，用于將接收到的太陽能轉(zhuǎn)換成電能；
[0046]直流轉(zhuǎn)換組件23例如直流-直流(DC-DC)電路，與所述光伏組件21連接，用于將所述光伏組件21輸出的電能轉(zhuǎn)換為電解電壓；
[0047]電解槽25，與所述直流轉(zhuǎn)換組件23連接，所述直流轉(zhuǎn)換組件23向所述電解槽25提供所述電解電壓，以將所述電解槽25中的水電解得到氫氣和氧氣；
[0048]無線傳感組件27，如圖3所示，無線傳感組件27可以包括用于采集所述光伏制氫裝置11的狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器模塊31、用于根據(jù)所述狀態(tài)數(shù)據(jù)控