[发明专利]太阳能发电制氢热水器

说明书

技术领域：本发明属能源领域。

背景技术：太阳能的有效利用无疑是极其重要的。太阳能制氢热水器已经提出(本人专利：申请号201110272252.5，201120344649.7)。这种太阳能制氢热水器能够用太阳能制取氢气和加热水，因而更有效地利用了太阳能。但有一个不足，就是需外接电源。对于实际应用，这是一个不可忽视的缺点。本发明提出太阳能发电制氢热水器，不必外接电源，就能发电、制取氢气和加热水，从而能更有效地利用太阳能。

不同于太阳能电池板等装置，太阳能制氢热水器及制造太阳能制氢热水器的整个过程都没有任何污染，是一个真正的清洁能源，因此有必要进一步完善。

发明内容：太阳能发电制氢热水器是在太阳能制氢热水器的基础上研制而成。太阳能制氢热水器的主要部件是：1.迎着阳光的是真空玻璃板；2.在真空玻璃板后面是溶液箱；3.在溶液箱的后面是热水箱；4.在溶液箱和热水箱的上面安装有冷水箱。只要有阳光，就能制氢和加热水，冷水箱中的水就将流动。

太阳能发电制氢热水器的特征是，太阳能发电制氢热水器由发电、制氢和热水这三部分组成，发电部分输出端的正、负极分别连接到制氢部分溶液箱中两个不连通的导体上。

当太阳能制氢热水器溶液箱的中板与真空玻璃板相对表面上固定有导电膜时，发电装置的正、负极就分别与真空玻璃板上的导电膜与中板上的导电膜相连接。

制氢和热水这两部分与太阳能制氢热水器的主要部分相同。制氢部分由真空玻璃板、溶液箱、冷水箱及其中的导气管A和B、储氢气罐、储氧气罐和电极组成；热水部分由溶液箱的中板和热水箱组成。

两者差别在于，太阳能发电制氢热水器，其特征是，太阳能发电制氢热水器的部件中有热水箱、热水箱上部的冷水箱、导气管A和B，在这个冷水箱和热水箱的交界处及导气管A和B的水塞处，分别设有浮力塞。

太阳能发电制氢热水器的发电部分有四种实现方案。第一、第二个方案是利用温差电效应(塞贝克效应)发电；第三个方案是利用氢氧燃料电池发电；第四个方案是利用太阳能电池发电。按第一、三、四个方案，太阳能制氢热水器部分的结构没有很大改变。

不同于太阳能制氢热水器，按第一、第二个方案，太阳能发电制氢热水器有两个冷水箱，分别称为第一、第二冷水箱。第二冷水箱就是太阳能制氢热水器的冷水箱。自来水首先进入第一冷水箱，流过第一冷水箱后，进入第二冷水箱，最后流入热水箱。

第一个方案的发电部分的特征是，发电部分由真空玻璃板、高温箱、温差发电装置和第一冷水箱组成，在真空玻璃板后面，固定有高温箱，温差发电装置的热端固定在高温箱上，温差发电装置的冷端固定在第一冷水箱上。

第一冷水箱的入口上安装有自来水阀门，第一冷水箱的出口与第二冷水箱入口连通。温差发电装置的冷端被第一冷水箱中冷水冷却。

第一个方案中所说的高温箱的特征是，高温箱里有液体或胶体，高温箱由前板、后板、顶板、底板及两个侧板构成，高温箱的前板就是真空玻璃板，高温箱的后板上固定有温差发电装置的热端，高温箱的后板、底板及两个侧板的内表面镀有膜层，高温箱的顶板上有二个开口，这两个开口由一个管道连通，这个管道通过第二个冷水箱，有U型部分，U型部分底部有液体塞。

高温箱里的液体或胶体有多种选择，电解质、非电解质，及它们的溶液，胶体与非胶体等，都可以填充到高温箱中。只要这些液体或胶体能很好地吸收光能就是好的填充物。例如，当第一冷水箱中的水温很低时，黑色墨水(胶体，非电解质)就可以作为高温箱里的填充物。

本发明中，高温箱里液体的特征是，这些液体是离子液体，或以离子液体作为溶剂的溶液，或电解质溶液。

高温箱的后板、底板及两个侧板上的膜层的特征是，这些膜层不能被高温箱里的液体腐蚀，并能吸收光能。例如，镀有四氟化碳及黑铬薄膜的金属板，或耐腐蚀的塑料板可作为高温箱的壁板用。

由于高温箱里液体对光能的吸收，太阳光透过真空玻璃板，将高温箱里液体加热，从而使得温差发电装置的热端温度升高。

有时高温箱里液体温度可能会接近或超过液体沸点，部分液体汽化。这时蒸汽通过连通顶板上的两个开口的管道被第二冷水箱的水冷却为液体，又流回到高温箱里。在这个管道底部有高温箱中的液体，这些液体与第二冷水箱中的水有同样低的温度，从而能俘获从高温箱出来的蒸汽。

高温箱里的液体应选用热容量大、沸点高(例如170℃以上)、吸收光能强、无毒的液体。有些离子液体、电解质溶液或高分子液体能满足这个要求。