利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源利用領(lǐng)域，具體涉及一種利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭、石油、天然氣等常規(guī)能源的使用，造成地球環(huán)境的日益惡化。隨著資源消耗的日益加劇，新能源和可再生能源的開發(fā)利用研究已成熱點，其替代常規(guī)能源勢在必行。太陽能作為一種有極大潛力的新能源，具有清潔無污染、分布廣、獲取方便等優(yōu)點，是真正的取之不盡、用之不竭的能源。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，太陽能的光熱利用技術(shù)和光伏利用技術(shù)將廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域，對人類生產(chǎn)、生活、環(huán)境改善具有重要意義。
[0003]電解冶金行業(yè)能耗大是其面臨的一個重要問題，隨著我國太陽能技術(shù)的高速發(fā)展，同時為了減少冶金過程中能源消耗和污染物排放，達(dá)到非碳清潔冶金的目的，從能源總量和利用方式角度看，將太陽能引入電化學(xué)冶金行業(yè)能滿足人類能源需求的日益增長，而且不會污染環(huán)境，是解決目前能源問題的最佳方案之一。使太陽能應(yīng)用于電化學(xué)冶金工藝中，既是新能源利用主要途徑之一，也是電解冶金工藝清潔化的迫切需要，對改善環(huán)境具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提出一種利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置，操作簡便、成本低、節(jié)能環(huán)保。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的方案是:利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置，包括太陽能光伏電池板、釩電池、太陽能充放電控制器、電流輸出控制裝置和電解槽；
[0006]所述太陽能光伏電池板與太陽能充放電控制器的正負(fù)極輸入端相連，所述釩電池與太陽能充放電控制器的釩電池正負(fù)極連接端相連，所述太陽能充放電控制器的正負(fù)極輸出端通過電流輸出控制裝置連接至電解槽中的兩根電極。
[0007]本發(fā)明中利用太陽能光伏電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能并存儲在釩電池中，使釩電池作為直流電源輸出電解電流，再通過電流輸出控制裝置使輸出的電解電流相對穩(wěn)定，將穩(wěn)定的直流電流輸送至裝有電解液的電解槽進(jìn)行直流電解，從而用于金屬鹽溶液的電化學(xué)冶金提取提純工藝，即電解沉積和電解精煉工藝；其中，太陽能充放電控制器用于對釩電池充放電進(jìn)行控制，防止過充或過放電，從而提高釩電池的使用壽命。
[0008]進(jìn)一步的，所述太陽能充放電控制器上設(shè)置有溫度傳感器。
[0009]在太陽能充放電控制器上設(shè)置溫度傳感器可以在光伏電池板、釩電池工作環(huán)境不穩(wěn)定及溫差較大時進(jìn)行溫度補(bǔ)償，提高釩電池的使用壽命。
[0010]進(jìn)一步的，所述電流輸出控制裝置包括滑動變阻器、電流表、電壓表；所述電流表與滑動變阻器串聯(lián)后連接其中一根電極，所述電壓表連接兩根電極。
[0011]采用滑動變阻器來改變負(fù)載電流大小，并穩(wěn)定輸出電流、穩(wěn)定電解過程中的電流密度，結(jié)構(gòu)簡單、成本低；
[0012]采用電壓表和電流表分別測量兩極間電壓大小和電流大小從而便于反饋調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得電解過程更加平穩(wěn)。
[0013]進(jìn)一步的，所述利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端與太陽能充放電控制器上的遠(yuǎn)程監(jiān)控端口相連。
[0014]通過設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控終端可以對電解過程中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，十分方便。
[0015]進(jìn)一步的，所述電解槽外部還設(shè)有用于對電解槽進(jìn)行獨(dú)立加熱的恒溫水浴槽。
[0016]通過恒溫水浴槽對電解槽中的電解液進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，有利于電解過程的穩(wěn)定進(jìn)行。
[0017]進(jìn)一步的，所述利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置還包括蓄液槽、水管和水栗；所述蓄液槽通過水管和水栗與電解槽相連。
[0018]基于蓄液槽、水管和水栗形成電解液循環(huán)系統(tǒng)，從而減少電解液的污染，保障電解時間的長時間持續(xù)進(jìn)行。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
[0020]1.本發(fā)明裝置構(gòu)成簡單、操作簡便、成本低，采用該裝置進(jìn)行直流電解既節(jié)約了煤炭、石油、天然氣等化石能源所轉(zhuǎn)變的電能，又起到了環(huán)保作用。
[0021]2.使太陽能應(yīng)用于電化學(xué)冶金工藝中，既是新能源利用的主要途徑之一，也是清潔化電解冶金工藝的迫切，對改善環(huán)境具有重要意義。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實施例中利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置示意圖；
[0023]圖中，I為太陽能光伏電池板，2為釩電池，3為太陽能充放電控制器，4為電解槽，5為恒溫水浴槽，6為電極，7為電壓表，8為滑動變阻器，9為電流表，10為溫度傳感器，11為遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，12為水管，13為蓄液槽，14為水栗。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的方案作進(jìn)一步的描述:
[0025]如圖1所示，本例中的利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置，包括太陽能光伏電池板1、釩電池2、太陽能充放電控制器3、電解槽4、恒溫水浴槽5，電極6，電壓表7，滑動變阻器8，電流表9，溫度傳感器10，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端11，水管12，蓄液槽13，水栗14 ;
[0026]其中，所述太陽能光伏電池板I與太陽能充放電控制器3的正負(fù)極輸入端相連，所述隹凡電池2與太陽能充放電控制器3的銀電池正負(fù)極連接端相連，所述太陽能充放電控制器3的正負(fù)極輸出端的一端通過滑動變阻器8、電流表9連接至電解槽4中的其中一根電極6，另一端通過電壓表7連接至電解槽中的兩根電極6。
[0027]為了實現(xiàn)溫度補(bǔ)償，在太陽能充放電控制器3上設(shè)置有溫度傳感器10 ;太陽能充放電控制器3還通過遠(yuǎn)程監(jiān)控端口連接遠(yuǎn)程監(jiān)控終端11，以便實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；
[0028]此外，所述電解槽4外部還設(shè)有用于對電解槽4進(jìn)行獨(dú)立加熱的恒溫水浴槽5，通過恒溫水浴槽5對電解槽4中的電解液進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，有利于電解過程的穩(wěn)定進(jìn)行。
[0029]基于蓄液槽13、水管12和水栗14形成的電解液循環(huán)系統(tǒng)可以減少電解液的污染，保障電解時間的長時間持續(xù)進(jìn)行。
[0030]上述裝置的工作原理是:先利用太陽能光伏電池板I將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，并將產(chǎn)生的電能儲存在作為直流電源的釩電池2中，再通過太陽能充放電控制器3，防止釩電池過放過充，利用滑動變阻器8改變負(fù)載電阻來調(diào)節(jié)和控制電流的大小，使輸出的電解電流穩(wěn)定，將穩(wěn)定的直流電流輸送到裝有電解液的電解槽4內(nèi)兩個電極6上，進(jìn)行直流電解，在電解槽5的外面有調(diào)節(jié)控制電解液溫度的恒溫水浴系統(tǒng)5，通過蓄液槽13、水栗14和水管12來實現(xiàn)電解液的循環(huán)，從而減少電解液的污染，保障電解過程的長時間持續(xù)進(jìn)行。本發(fā)明可用于金屬的電化學(xué)冶金提取工藝，即水溶液金屬的電解沉積和電解精煉工藝。
[0031]下面以兩個實施例來闡述其具體實現(xiàn):
[0032]實施例一:選用235w的太陽能光伏電池板I塊，選用額定電壓24V、額定容量50AH釩電池I塊，選用型號為CM5024Z的智能型太陽能充放電控制器，電解槽(長寬高:29cm、29cm、20cm)、蓄液槽(長寬高:40cm、40cm、25cm)材料選用玻璃鋼，水浴槽(長寬高:40cm、40cm、35cm)選用聚氯乙稀，不銹鋼板作為陰極(12*10cm2)，粗鐵板作為陽極(ll*9cm2)，電流密度控制在200-300A/m2，電解液體系選用硫酸亞鐵體系，電解液pH值控制在3.5-4.5之間，電解液循環(huán)量2L/lh，水浴溫度65°C，極間距6-8cm。進(jìn)行鐵的電解提純。
[0033]實施例二:選用235w的太陽能光伏電池板I塊，選用額定電壓24V、額定容量50AH釩電池I塊，選用型號為CM5024Z的智能型太陽能充放電控制器，電解槽(長寬高:29cm、29cm、20cm)、蓄液槽(長寬高:40cm、40cm、25cm)材料選用玻璃鋼，水浴槽(長寬高:40cm、40cm、35cm)選用聚氯乙稀，純銅棒作為陰極(半徑2cm，長15cm，)，粗銅板作為陽極(半徑2cm，長15cm，)，電流密度控制在250_350A/m2，電解液體系選用硫酸銅+硫酸的體系，電解液PH值控制在5-6之間，電解液循環(huán)量2.5L/lh，水浴溫度60°C，極間距6-8cm。進(jìn)行銅的電解提純。
[0034]同樣在改變電解液體系、電極材料、電解液PH、溫度、電極大小、電流密度等因素可以實現(xiàn)不同金屬的電化學(xué)冶金提取工藝，即只要能水溶液電解沉積和電解精煉工藝的金屬元素，都可以用本裝置進(jìn)行提取和精煉。
[0035]因此，以上所述只是用圖解說明本發(fā)明的一些基本原理和結(jié)構(gòu)，并非是要將本發(fā)明利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本發(fā)明所申請的專利范圍。
【主權(quán)項】
1.利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置，其特征在于，包括太陽能光伏電池板、釩電池、太陽能充放電控制器、電流輸出控制裝置和電解槽； 所述太陽能光伏電池板與太陽能充放電控制器的正負(fù)極輸入端相連，所述釩電池與太陽能充放電控制器的釩電池正負(fù)極連接端相連，所述太陽能充放電控制器的正負(fù)極輸出端通過電流輸出控制裝置連接至電解槽中的兩根電極。2.如權(quán)利要求1所述的利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置，其特征在于，所述太陽能充放電控制器上設(shè)置有溫度傳感器。3.如權(quán)利要求1所述的利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置，其特征在于，所述電流輸出控制裝置包括滑動變阻器、電流表、電壓表；所述電流表與滑動變阻器串聯(lián)后連接其中一根電極，所述電壓表連接兩根電極。4.如權(quán)利要求1所述的利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置，其特征在于，所述利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端與太陽能充放電控制器上的遠(yuǎn)程監(jiān)控端口相連。5.如權(quán)利要求1所述的利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置，其特征在于，所述電解槽外部還設(shè)有用于對電解槽進(jìn)行獨(dú)立加熱的恒溫水浴槽。6.如權(quán)利要求1所述的利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置，其特征在于，所述利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置還包括蓄液槽、水管和水栗；所述蓄液槽通過水管和水栗與電解槽相連。
【專利摘要】本發(fā)明涉及新能源利用領(lǐng)域，其公開一種利用太陽能發(fā)電進(jìn)行直流電解的裝置，操作簡便、成本低、節(jié)能環(huán)保。該裝置包括太陽能光伏電池板、釩電池、太陽能充放電控制器、電流輸出控制裝置和電解槽；所述太陽能光伏電池板與太陽能充放電控制器的正負(fù)極輸入端相連，所述釩電池與太陽能充放電控制器的釩電池正負(fù)極連接端相連，所述太陽能充放電控制器的正負(fù)極輸出端通過電流輸出控制裝置連接至電解槽中的兩根電極。本發(fā)明適用于對各種金屬的電化學(xué)提取。
【IPC分類】H02J7/35, C25C7/00
【公開號】CN105112947
【申請?zhí)枴緾N201510585009
【發(fā)明人】侯靜, 楊紹利, 吳恩輝, 馬蘭, 李軍, 黃平, 劉黔蜀
【申請人】攀枝花學(xué)院
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月14日