一種太陽能-可逆燃料電池的熱電聯(lián)供裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于能源利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種太陽能-可逆燃料電池?zé)犭娐?lián)供裝置，特別涉及一種應(yīng)用于房車的太陽能-可逆燃料電池?zé)犭娐?lián)供裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]房車是現(xiàn)代人旅游、度假的交通手段與居住手段的結(jié)合體，在美國、德國等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)進(jìn)入尋常百姓家。隨著旅游業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國的房車市場也已漸漸興起。但房車作為一個(gè)移動(dòng)的居所，其能源消耗也是巨大的。目前，在沒有營地電源的情況下，其電能供應(yīng)主要依賴燃油發(fā)電機(jī)，效率低，噪音大，污染高。
[0003]太陽能是真正取之不盡的可再生能源。太陽能光伏發(fā)電已有應(yīng)用于房車的報(bào)道，但均為單純使用太陽能發(fā)電，用蓄電池組保存電力，且功率較小，只供給房車內(nèi)部分電器的用電。若達(dá)到為整個(gè)房車供電供熱(功率需達(dá)到千瓦級(jí))，則需使用大量蓄電池，空間占用多，資金消耗大，且蓄電池并不環(huán)保。
[0004]基于固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cells，SOFC)的家庭用微型熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)已有成功應(yīng)用的報(bào)道。SOFC可以將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，是燃料電池中能量轉(zhuǎn)化率最高的一種，它采用固體氧化物陶瓷電解質(zhì)，在高溫(例如，700?1000°C )下運(yùn)行，具有燃料適應(yīng)性廣(例如，所用燃料可以是H2、CO或碳?xì)浠衔锏?、結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)簡單、部分負(fù)載效率高等優(yōu)點(diǎn)。SOFC逆運(yùn)行即成為固體氧化物電解池(Solid OxideElectrolyzerCells, S0EC)，是一種高效率、低污染的能量轉(zhuǎn)化裝置，可以將電能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。目前，這種既可以處于SOFC工作模式(即用作將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的固體氧化物燃料電池)，又可以處于SOEC工作模式(即用作將電能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的固體氧化物電解池)的固體氧化物燃料電池，被稱為可逆固體氧化燃料電池，簡稱可逆S0FC，例如CN101969132B或CN101253647B中公開的可逆固體氧化燃料電池，其應(yīng)用前景十分廣泛。
[0005]中國專利CN 102544549 A公開了一種基于燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，但該專利使用醇類及烴類的含氫化合物重整制氫作為燃料電池的燃料，未涉及可再生能源的利用；中國專利CN 103337646 A公開了一種家用光伏制氫及燃料電池?zé)犭娐?lián)供一體機(jī)，但該一體機(jī)主要針對(duì)家庭用戶，且制氫設(shè)備是電解槽，沒有與燃料電池進(jìn)行整合，均未能有效解決目前房車作為移動(dòng)式居所時(shí)面臨的能量供給問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽能-可逆燃料電池的熱電聯(lián)供裝置，以解決目前房車作為移動(dòng)式居所時(shí)面臨的能量供給問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種太陽能-可逆燃料電池的熱電聯(lián)供裝置，所述熱電聯(lián)供裝置包括:
[0009]太陽能電池，用于將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并為用戶和可逆固體氧化物供電；
[0010]可逆固體氧化物燃料電池，用于在SOEC工作模式時(shí)利用來自所述太陽能電池的電能將水電解為氫氣和氧氣，以及在SOFC工作模式時(shí)利用氫氣和氧氣發(fā)電；
[0011]儲(chǔ)氧罐，用于在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOEC工作模式時(shí)接收電解所產(chǎn)生的氧氣，以及在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOFC工作模式時(shí)提供發(fā)電所需的氧氣；
[0012]儲(chǔ)氫罐，用于在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOEC工作模式時(shí)接收電解所產(chǎn)生的氫氣，以及在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOFC工作模式時(shí)提供發(fā)電所需的氫氣;
[0013]儲(chǔ)水罐，用于在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOEC工作模式時(shí)提供電解所需的水，以及在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOFC工作模式時(shí)接收發(fā)電所產(chǎn)生的水。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的熱電聯(lián)供裝置，優(yōu)選地，所述熱電聯(lián)供裝置還包括:
[0015]第一換熱器，用于在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOEC工作模式時(shí)使電解產(chǎn)生的氧氣與電解所需的水的一部分換熱降溫，以及在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOFC工作模式時(shí)使發(fā)電所產(chǎn)生的水的一部分與發(fā)電所需的氧氣換熱降溫；和
[0016]第二換熱器，用于在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOEC工作模式時(shí)使電解所產(chǎn)生的氫氣與電解所需的水的剩余部分換熱降溫，以及在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOFC工作模式時(shí)使發(fā)電所產(chǎn)生的水的剩余部分與發(fā)電所需的氫氣換熱降溫。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的熱電聯(lián)供裝置，優(yōu)選地，所述熱電聯(lián)供裝置還包括:
[0018]第一壓縮機(jī)，用于在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOEC工作模式時(shí)使電解所產(chǎn)生的氧氣在進(jìn)入所述儲(chǔ)氧罐前增壓；和
[0019]第二壓縮機(jī)，用于在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOFC工作模式時(shí)使電解所產(chǎn)生的氫氣在進(jìn)入所述儲(chǔ)氫罐前增壓。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的熱電聯(lián)供裝置，優(yōu)選地，所述熱電聯(lián)供裝置還包括:
[0021]備用燃料罐，用于在所述可逆固體氧化物燃料電池處于SOFC工作模式時(shí)為所述可逆固體氧化物燃料電池提供備用碳?xì)淙剂?；?br>[0022]燃料重整器，用于對(duì)來自所述備用燃料罐的碳?xì)淙剂线M(jìn)行重整制氫。
[0023]本實(shí)用新型通過可以充分利用白天的太陽能，并將白天多余的太陽能通過可逆固體氧化物燃料電池進(jìn)行了有效的儲(chǔ)存，以便在晚上利用，從而使得太陽能這一不能在晚上存在的能源變成了可以在晚上間接使用，并且還可以充分利用燃料發(fā)電所產(chǎn)生的熱量，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供，這對(duì)于利用諸如太陽能、風(fēng)能等清潔能源具有極其重要的意義。同時(shí)，本實(shí)用新型采用可逆固體氧化物燃料電池有助于平衡用戶白天和夜間的用電需求，并且利用可逆固體氧化物燃料電池發(fā)電時(shí)，產(chǎn)生的熱水還可以供住戶晚上使用，節(jié)省了晚上使用熱水所消耗的電力。另外，即使遭遇陰雨天，導(dǎo)致白天太陽能電池板功率不足，本實(shí)用新型還可利用備用碳?xì)淙剂献鳛镾OFC的原料發(fā)電，保證了能源供應(yīng)的可靠性。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的熱電聯(lián)供裝置的一種實(shí)施方式的示意圖。
[0025]其中，1-太陽能電池板，2-可逆S0FC，3_儲(chǔ)氧罐，4_儲(chǔ)水罐，5_儲(chǔ)氫罐，6_第一換熱器，7-第二換熱器，8-第一壓縮機(jī)，9-第二壓縮機(jī)，10-備用燃料罐，11-燃料重整器，
12-開關(guān)，13-閥門，14-房車。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下為更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖做作一步描述。
[0027]圖1是本實(shí)用新型所提供的熱電聯(lián)供裝置的一種實(shí)施方式的示意圖。為了使該示意圖更加清楚、簡明，圖中省略了部分設(shè)備，例如一些儀表和閥門等，但并不會(huì)影響對(duì)本實(shí)用新型的理解。
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的太陽能-可逆燃料電池的熱電聯(lián)供裝置包括太陽能電池1、可逆固體氧化燃料電池(以下簡稱可逆SOFC)2、儲(chǔ)氧罐3、儲(chǔ)氫罐5和儲(chǔ)水罐4。其中，所述太陽能電池I用于將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并為房車14和可逆SOFC 2供電，所述太陽能電池I可以本領(lǐng)域所熟知的那些，例如非晶硅太陽能電池板。
[0029]所述可逆SOFC 2用于在SOEC工作模式時(shí)利用來自所述太陽能電池I的電能將水電解為氫氣和氧氣，以及在SOFC工作模式時(shí)利用氫氣和氧氣發(fā)電，所述可逆SOFC 2可以本領(lǐng)域所熟知的那些，例如CN101969132B或CN101253647B中公開的可逆固體氧化燃料電池。
[0030]所述儲(chǔ)氧罐3用于在所述可逆SOFC 2處于SOEC工作模式時(shí)接收電解所產(chǎn)生