本发明涉及风光制氢综合利用系统，具体涉及一种海上风光制氢综合利用系统。
背景技术：
1、风能、太阳能这两种清洁能源，在制氢领域具有广阔的发展空间。氢气是一种清洁的二次能源，在氢动力领域具有良好的应用前景。目前主要的制氢方法为化石燃料制氢，但是该制氢方法会排放大量的温室气体和污染物，不符合能源清洁利用的要求；且目前现有制氢系统在陆地上占用土地资源，不能合理利用海洋空间，是对海洋空间资源的一种浪费。
技术实现思路
1、为了解决上述制氢技术产生的难题，本发明提出了一种海上风光制氢综合利用系统，将风能、太阳能、海水制氢、海水制碱系统耦合在一起，实现海水的高效综合利用。本发明的目的通过如下技术方案实现。
2、一种海上风光制氢综合利用系统，包括风光发电系统、电能存储调节分配系统、海水汲取过滤系统、氢碱分离系统、气体收集存储系统、碱液钠镁分离提纯系统；其中，利用风光发电系统提供生产所需电力，电能存储调节分配系统对产生和消耗的电能进行逻辑判断并合理的储能调配，海水汲取过滤系统对海水进行粗加工并为生产提供原材料，氢碱分离系统在海水中分离出碱溶液、氢气、氯气，碱液钠镁分离提纯系统将氢氧化镁、氢氧化钠、金属钠和氧气分离出来，气体收集存储系统将产生的气体进行收集并储存。
3、所述，风光发电系统包括风力发电机组、太阳能电池；风力发电机组、太阳能电池发出电能，将电能输送到电能存储调节分配系统，为生产提供原始动力。
4、所述，电能存储调节分配系统包括储能装置、功率预测系统、电力负荷调节分配装置；电能存储调节分配系统通过功率预测系统，预测风光发电单元出力情况，并通过电力负荷调节分配装置，依据制氢系统生产状况进行电能的适当调配；当风光发电系统出力小于制氢生产的负荷时，储能装置介入，并释放电能；当风光发电系统出力大于制氢系统的耗电时，储能装置进行电能储备。
5、所述，海水汲取过滤系统包括海水汲取管道、水泵、微生物过滤器；水泵通过汲取管道将海水送入微生物过滤器，过滤生产所不需的杂质，为综合利用系统提供纯净的海水。
6、所述，氢碱分离系统包括碱式电解槽、气液分离控制装置、碱液浓度控制系统、沉淀过滤池；过滤后的纯净海水流经通电的碱式电解槽，其碱式电解槽中的阳极室、阴极室分别产生氯气和氢气，气液分离控制装置经过逻辑分别判断阴极室和阳极室的气液分离状态，由气体收集存储系统进行气体分离和储存；碱液浓度控制装置，在电解槽液体出口监控碱液浓度，当电解槽内碱液浓度高于整定浓度值时，排放至沉淀过滤池，此时过滤得到的沉淀物为氢氧化镁，经沉淀过滤后的碱液经流两路分别进入碱液钠镁分离提纯系统。
7、所述，气体收集存储系统包括氢气泵、氢气储存罐、氯气泵、氯气储存罐、氧气泵、氧气储存罐；电解槽中产生的氢气、氯气，经气液分离控制装置控制氢气泵、氯气泵，分别进行气体压缩，并分别储存在氢气储存罐和氯气储存罐里。
8、所述，碱液钠镁分离提纯系统包括真空泵、耐热耐碱电解反应釜、氢氧化钠浓溶液反应釜、气体干燥器、惰性气体缓冲罐；碱液经沉淀过滤池后，其中一路通过管道流入耐热耐碱电解反应釜，耐热耐碱电解反应釜加热并保持315℃至325℃之间，待水分蒸发后将耐热耐碱电解反应釜内部抽取真空，并释放惰性气体缓冲罐充入惰性气体，耐热耐碱电解反应釜内部完全充满惰性气体后，并观察被加热的氢氧化钠在熔融状态下，将耐热耐碱电解反应釜电极通电，此时氢氧化钠进行电解反应，电解反应完成后，生成的产物为金属钠、氧气和水；静置一段时间，含水的氧气与惰性气体产生分层现象；此时，氧气泵动作，将含水的氧气通过气体干燥器并收集储存到氧气储存罐内；金属钠投入氢氧化钠浓溶液反应釜内，其中氢氧化钠浓溶液反应釜内的氢氧化钠溶液，来自于氢碱分离系统沉淀过滤池的另一管路；当在氢氧化钠浓溶液反应釜内投入金属钠后，氢氧化钠浓溶液反应釜上部有气体聚集，其气体为氢气；氢氧化钠浓溶液反应釜反应后的溶液为高浓缩氢氧化钠溶液，可继续作为耐热耐碱电解反应釜的原料，进行金属钠的生成。
9、至此，海上风光制氢综合利用系统的产物氢气、氯气、氧气、氢氧化钠、氢氧化镁、金属钠的制备联合系统和现有技术相比，本发明具备以下优点：1、本发明占用广阔的海洋空间资源，节约土地资源。2、本发明利用风光资源对海水进行氢气的生产，没有额外的能源介入。3、本发明氢气生产的过程中对环境没有产生额外的污染物。4、本发明可最大限度的利用海水资源，且在制氢过程中可以把海水深加工的产物氯气、氧气、氢氧化钠、氢氧化镁、金属钠单独提取使用，都是工业常见的原料，有着广泛的应用。5、本发明生产氢气所需原材料海水、太阳能、风能零成本，极大的降低了制氢成本。6、本发明在制氢过程中，金属钠，可以多次参与生产，极大的提高了制氢产能。
1.一种海上风光制氢综合利用系统，其特征在于，包括风光发电系统、电能存储调节分配系统、海水汲取过滤系统、氢碱分离系统、气体收集存储系统、碱液钠镁分离提纯系统；其中，利用风光发电系统提供生产所需电力，电能存储调节分配系统对产生和消耗的电能进行逻辑判断并合理的储能调配，海水汲取过滤系统对海水进行粗加工并为生产提供原材料，氢碱分离系统在海水中分离出碱溶液、氢气、氯气，碱液钠镁分离提纯系统将氢氧化镁、氢氧化钠、金属钠和氧气分离出来，气体收集存储系统将产生的气体进行收集并储存；风光发电系统包括风力发电机组、太阳能电池；风力发电机组、太阳能电池发出电能，将电能输送到电能存储调节分配系统，为生产提供原始动力；电能存储调节分配系统包括储能装置、功率预测系统、电力负荷调节分配装置；电能存储调节分配系统通过功率预测系统，预测风光发电单元出力情况，并通过电力负荷调节分配装置，依据制氢系统生产状况进行电能的适当调配；海水汲取过滤系统包括海水汲取管道1、水泵2、微生物过滤器3；水泵2通过汲取管道1将海水送入微生物过滤器3，过滤生产所不需的杂质，为综合利用系统提供纯净的海水；氢碱分离系统包括碱式电解槽4、气液分离控制装置301、碱液浓度控制系统302、沉淀过滤池5；过滤后的纯净海水流经通电的碱式电解槽4，其碱式电解槽4中的阳极室、阴极室分别产生氯气和氢气，气液分离控制装置301经过逻辑分别判断阴极室和阳极室的气液分离状态，由气体收集存储系统进行气体分离和储存；碱液浓度控制装置302，在电解槽液体出口监控碱液浓度，当电解槽内碱液浓度高于整定浓度值时，排放至沉淀过滤池5，此时过滤得到的沉淀物为氢氧化镁501，经沉淀过滤后的碱液经流两路分别进入碱液钠镁分离提纯系统；气体收集存储系统包括氢气泵305、氢气储存罐306、氯气泵303、氯气储存罐304、氧气泵11、氧气储存罐12；电解槽中产生的氢气、氯气，经气液分离控制装置301控制氢气泵305、氯气泵303，分别进行气体压缩，并分别储存在氢气储存罐306和氯气储存罐304里；碱液钠镁分离提纯系统包括真空泵8、耐热耐碱电解反应釜7、氢氧化钠浓溶液反应釜6、气体干燥器9、惰性气体缓冲罐10；碱液经沉淀过滤池5后，其中一路通过管道流入耐热耐碱电解反应釜7，耐热耐碱电解反应釜7加热并保持315℃至325℃之间，待水分蒸发后将耐热耐碱电解反应釜7内部抽取真空，并释放惰性气体缓冲罐10充入惰性气体，耐热耐碱电解反应釜7内部完全充满惰性气体后，并观察被加热的氢氧化钠在熔融状态下，将耐热耐碱电解反应釜7电极通电，此时氢氧化钠进行电解反应，电解反应完成后，生成的产物为金属钠13、氧气和水；静置一段时间，含水的氧气与惰性气体产生分层现象；此时，氧气泵11动作，将含水的氧气通过气体干燥器9并收集储存到氧气储存罐12内；金属钠13投入氢氧化钠浓溶液反应釜6内，其中氢氧化钠浓溶液反应釜6内的氢氧化钠溶液，来自于氢碱分离系统沉淀过滤池5的另一管路；当在氢氧化钠浓溶液反应釜6内投入金属钠13后，氢氧化钠浓溶液反应釜6上部有气体聚集，其气体为氢气；氢氧化钠浓溶液反应釜6中反应后的溶液为高浓缩氢氧化钠溶液，可继续作为耐热耐碱电解反应釜7的原料，进行金属钠13的生成。
2.根据权力要求1所述的一种海上风光制氢综合利用系统，其特征在于，风光发电系统具有发电的局限性，不能连续不间断的供电，利用电能存储调节分配系统中储能装置弥补风力发电机组、太阳能电池所发电能不连续的缺点。
3.根据权力要求1所述的一种海上风光制氢综合利用系统，其特征在于，电能存储调节分配系统兼顾海水汲取系统、氢碱分离系统、气体收集存储系统、碱液钠镁分离提纯系统各个系统生产过程中的电能消耗与风光发电系统出力的平衡。
4.根据权力要求1所述的一种海上风光制氢综合利用系统，其特征在于，碱液钠镁分离系统提纯系统的耐热耐碱电解反应釜7电解反应生成的金属钠13，可以进入氢氧化钠浓溶液反应釜6中继续参加制氢反应，并且氢氧化钠浓溶液反应釜6中金属钠13完全反应后所产生的氢氧化钠浓溶液可以提取至耐热耐碱电解反应釜7内继续参加电解反应，可以多次循环利用金属钠13完成制氢工作。
5.根据权力要求1所述的一种海上风光制氢综合利用系统，其特征在于，利用海水作为海上风光制氢综合利用系统的原材料。
6.根据权力要求1所述的一种海上风光制氢综合利用系统，其特征在于，风光发电系统、海水汲取过滤系统、氢碱分离系统、气体收集存储系统、碱液钠镁分离提纯系统中各系统产物电能、纯净的海水、氯气、氢气、氢氧化钠溶液、氢氧化钠、氢氧化镁、氧气、金属钠，都可以单独提取至海上风光制氢综合利用系统外部，单独作为工业产品。
