技术领域
[0001] 本
发明涉及清洁
能源技术领域，尤其涉及一种太阳能装置。
背景技术
[0002] 随着社会的发展，人民对能源的需求量日益上升，地球受到的污染也逐渐增加，这对更好的利用清洁能源提出了更高的要求，如何利用新能源实现可持续发展成为一个亟待解决的问题。太阳能取之不尽用之不竭，但有
能量密度小的缺点；
电解水可以生成氢气，不仅可以燃烧生成
热能，还可以作为
燃料电池的燃料，但电解水有能耗大，需要消耗
淡水资源的缺点。
[0003] 为了解决太阳能
能量密度低的问题，对于光伏板采用了追踪阳光的装置，使其能最大程度上接受太阳能。
海水是世界上最为丰富的水资源，同时也是理想的制氢资源，将太阳能利用与海洋能利用结合起来，采用太阳能光伏板收集太阳能并进行光电转换，以
光伏发电驱动电解海水装置，得到氢气，最后将氢气和大气环境中的空气通入
燃料电池，实现发电和造水的作用。具有能源清洁、能耗低、结构简单、运行稳定特点。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种太阳能装置，旨在解决现有的太阳能能量密度低及消耗大量淡水资源的问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种太阳能装置，包括：太阳能光伏发电装置，用于提供所需要的
电能；电解海水装置，与所述太阳能光伏发电装置相连，通过所述太阳能光伏发电装置发电驱动电解海水装置得到氢气；燃料电池装置，将得到的氢气与大气环境中的
氧气通入燃料电池装置中用于实现造水和发电。
[0006] 其中，所述电解海水装置包括：海水
过滤器、高位水箱、液位检测器、
电解质、
电解池、
阳极室、
阴极室、离子交换膜、过滤器、氢气洗涤器；所述海水过滤器与所述高位水箱相连；所述高位水箱与所述电解池相连；所述液位检测器位于所述电解池中；所述电解质、所述离子交换膜位于所述电解池内；所述阳极室、所述阴极室位于所述离子交换膜的两侧，且所述阳极室、所述阴极室分别与所述太阳能光伏发电装置的正极输出端和负极输出端相连；所述过滤器与所述阳极室相连；所述氢气洗涤器与所述阴极室相连。
[0007] 优选的，所述太阳能光伏发电装置包括：太阳能光伏板、
跟踪控制器、跟踪
传感器、充放电控制器、
蓄电池；所述太阳能光伏板与所述跟踪控制器相连；所述跟踪控制器与所述跟踪传感器相连；所述充放电控制器与所述太阳能光伏板相连；所述蓄电池与所述充放电控制器相连。
[0008] 优选的，所述燃料电池装置包括：
质子交换膜、阳极、阴极、阳极隔板、阴极隔板、逆变器、蓄电池、蓄水箱、
散热风扇、空气输送管道；所述阴极、所述阳极位于所述质子交换膜的两侧；所述阴极隔板与所述阴极相连；所述阳极隔板与所述阳极相连；所述阴极隔板与所述氢气洗涤器相连；所述蓄水箱与所述阳极隔板相连；所述空气输送管道的出口设置于所述阳极隔板与所述阳极之间的通道；所述逆变器与所述蓄电池一端相连，所述蓄电池另一端与
电网相连；所述散热风扇与所述蓄电池相连并位于所述质子交换膜的下方。
[0009] 优选的，所述高位水箱、所述电解池设于海平面下方。
[0010] 优选的，所述电解池
电极的材料为惰性材料铂。
[0011] 应用本发明
实施例提供的一种太阳能装置，具备的有益效果如下：
[0012] (1)跟踪传感器用来检测太阳的方位
角和高度角，当太阳光方向与太阳能光伏板的主光轴平行时，跟踪传感器上两个光电
二极管接受到的光照强度相同，当太阳光方向与主光轴方向有偏差时，两个
光电二极管接收到的照度会出现差值，导致偏差
信号的产生，该信号送入跟踪控制器后，调整太阳光伏板的角度，直到太阳能光伏板主光轴与太阳光方向平行，达到了对太阳能的追踪效果，跟踪装置结构简单，可靠性高，同时有效地提高了太阳能的能量密度，能更好地收集太阳能。
[0013] (2)与传统电解水相比，采用了海水作为电解池的电解质，利用电解海水产生的氢气驱动燃料电池工作。同时将装置放置在海平面以下，利用重
力作用使海水流入电解池，替代了
离心泵，减小能耗，实现了节能减排。
[0014] (3)采用了氢气洗涤器，将从阳极室和阴极室析出的气体降至常温并去除其中掺杂的少量电解液。
[0015] (4)燃料电池装置产出的电能一部分供入电网，一部分用作驱动散热风扇的电源，减小能耗，实现了节能减排的目的。
附图说明
[0016] 图1是本发明实施例的一种结构示意图。
具体实施方式
[0017] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本
说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0018] 请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0019] 如图1本发明提供一种太阳能装置，包括：太阳能光伏发电装置，用于提供所需要的电能；电解海水装置，与所述太阳能光伏发电装置相连，通过所述太阳能光伏发电装置发电驱动电解海水装置得到氢气；燃料电池装置，将得到的氢气与大气环境中的氧气通入燃料电池装置中用于实现造水和发电。
[0020] 其中，所述电解海水装置包括：海水过滤器6、高位水箱7、液位检测器8、电解质9、电解池10、阳极室11、阴极室12、离子交换膜13、过滤器14、氢气洗涤器15；所述海水过滤器6与所述高位水箱7相连；所述高位水箱7与所述电解池10相连；所述液位检测器8位于所述电解池10中；所述电解质9、所述离子交换膜13位于所述电解池10内；所述阳极室11、所述阴极室12位于所述离子交换膜13的两侧，且所述阳极室11、所述阴极室12分别与所述太阳能光伏发电装置1的正极输出端和负极输出端相连；所述过滤器14与所述阳极室11相连；所述氢气洗涤器15与所述阴极室12相连。
[0021] 需要说明的是，海水经过海水过滤器6后储存在高位水箱7中。海水过滤器6能
对流入高位水箱7中的海水进行过滤，去除海水中大于0.5mm的杂质以及海洋
生物，再将海水通入电解池10中，维护装置的清洁稳定；液位检测器8位于电解池10内用以测量液面高度，当海水不足时，高位水箱的
阀门打开，海水通过重力自动流入电解池10内。电解质9、离子交换膜13位于电解池10内，阳极室11、阴极室12分别与太阳能光伏发电装置1的正极输出端和负极输出端相连，通过太阳能光伏发电装置1发电作为驱动电解池10运行的动力，电解海水后，阳极室11析出的氯气经过滤器14排出，阴极室12析出的氢气经过氢气洗涤器15，氢气洗涤器15能降低由电解池10析出的氢气的
温度，使其冷却至常温，并出去其中所含的少量电解液。将得到的氢气与大气环境中的氧气通入燃料电池装置中用于实现造水和发电。
[0022] 一种实现方式中，所述太阳能光伏发电装置包括：太阳能光伏板1、跟踪控制器2、跟踪传感器3、充放电控制器4、蓄电池5；所述太阳能光伏板1与所述跟踪控制器2相连；所述跟踪控制器2与所述跟踪传感器3相连；所述充放电控制器4与所述太阳能光伏板1相连；所述蓄电池5与所述充放电控制器4相连。
[0023] 太阳能光伏板1吸收太阳能转化为电能储存在蓄电池3中，跟踪传感器3、控制传感器2与太阳能能光伏板1相连用以控制光伏板的朝向。海水经过海水过滤器6后储存在高位水箱7中。液位检测器11位于电解池10内用以测量液面高度，当海水不足时，高位水箱的阀门打开，海水通过重力自动流入电解池内。
[0024] 可以理解的是，跟踪传感器3用来检测太阳的方位角和高度角，当太阳光以垂直于跟踪传感器3底座的方向照射到跟踪传感器3上，即太阳光方向与太阳能光伏板的主光轴平行时，跟踪传感器3上两个光电二极管接受到的光照强度相同，当太阳光方向与主光轴方向有偏差时，两个光电二极管接收到的照度会出现差值，导致偏差信号的产生，该信号送入跟踪控制器2后，来进行调整太阳光伏板的角度，直到太阳能光伏板主光轴与太阳光方向平行，太阳能光伏板1吸收太阳能转化为电能储存在蓄电池5中，充放电控制器4控制蓄电池5作为驱动电解池10运行的动力，太阳能光伏发电装置结构简单，可靠性高，同时有效地提高了太阳能的能量密度，能更好地收集太阳能。
[0025] 优选的，所述燃料电池装置包括：质子交换膜16、阳极17、阴极18、阳极隔板19、阴极隔板20、逆变器21、蓄电池22、蓄水箱23、散热风扇24、空气输送管道25；所述阴极18、所述阳极17位于所述质子交换膜16的两侧；所述阴极隔板20与所述阴极18相连；所述阳极隔板19与所述阳极17相连；所述阴极隔板20与所述氢气洗涤器15相连；所述蓄水箱23与所述阳极隔板19相连；所述空气输送管道25的出口设置于所述阳极隔板19与所述阳极17之间的通道；所述逆变器21与所述蓄电池22一端相连，所述蓄电池22另一端与电网相连；所述散热风扇24与所述蓄电池22相连并位于所述质子交换膜16的下方。
[0026] 蓄电池3中的电能经充放电控制器2控制作为驱动电解池10运行的动力，电解海水后，阳极室11析出的氯气经过滤器14后排出，阴极室12析出的氢气经
气体洗涤器15通入燃料电池阳极隔板19与阳极17之间的通道中。大气环境中的空气经空气输送管道25进入燃料电池阳极和阳极隔板之间的通道中。散热风扇24放置于燃料电池的下方，以燃料电池产生的电能为电源，冷却燃料电池。蓄水箱23与燃料电池阳极连通，收集反应生成的水。燃料电池产生的直流电经逆变器21转换为交流电后储存在蓄电池22中。
[0027] 需要说明的是，阴极室12析出的氢气经氢气洗涤器15通入燃料电池阳极隔板19与阳极17之间的通道中。大气环境中的空气经空气输送管道25进入燃料电池阳极17和阳极隔板19之间的通道中，达到利用燃料电池实现造水和发电的作用。散热风扇24放置于质子交换膜16的下方，以燃料电池产生的电能为电源驱动散热风扇24用来冷却燃料电池。蓄水箱23与燃料电池阳极17连通，收集反应生成的水。质子交换膜16在燃料电池内部为质子的迁移和输送提供通道，使质子经过膜从阳极到达阴极，与外
电路的
电子转移构成回路，向外界提供
电流，
质子交换膜燃料电池具有
工作温度低、启动快、比功率高、结构简单优点。燃料电池装置产生的直流电经逆变器21转换为交流电后储存在蓄电池22中。燃料电池装置产出的电能一部分供入电网，一部分用作驱动散热风扇24的电源，实现了节能减排的目的。
[0028] 一种实现方式中，高位水箱7、电解池10设于海平面下方。
[0029] 可以理解的是，将高位水箱7、电解池10设于海平面下方利用重力作用使海水经过海水过滤器6后进入高位水箱7以及电解池10，替代了
离心泵，减小能耗，实现了节能减排。
[0030] 优选的，所述电解池10电极的材料为惰性材料铂。
[0031] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切效修饰或改变，仍应由本发明的
权利要求所涵盖。
