张 涛 韩吉田 赵红霞 段 炼

(1山东大学能源与动力工程学院,济南 250061)(2泰安市中心医院,泰安 271000)

太阳能是一种可再生能源,利用太阳能对于节约常规能源、保护环境具有极其重大的意义[1].燃料电池是等温地将储存在燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的电化学单元,具有高效、不依赖环境变化的特点[2].作为一种具有良好发展前景的低温燃料电池,质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有工作温度低、无污染、无腐蚀、比功率大、启动迅速等优点[3].太阳能耦合燃料电池热电联供系统具有能源利用率高、能源循环利用的特点,对于解决能源短缺和环境污染两大难题具有重要意义.

太阳能耦合燃料电池热电联供系统分为太阳能光电/燃料电池的发电系统、太阳能光热/燃料电池的余热回收系统.太阳能光电/燃料电池系统是一种有效的复合电能系统,联供系统主要包括太阳能光伏电池、水电解槽、氢气储罐、燃料电池[4],水电解槽接受光伏直流电生成氧气及氢气,电解水生成的氢气储存在储氢罐中,燃料电池消耗储存的氢气产生电能[5].电能输出的可靠性以及增加的利润,是太阳能光电/燃料电池系统的最大优点[6-9].全玻璃真空管集热器、单效溴化锂吸收制冷系统、PEMFC和板式换热器可组成冷热电联供系统,其中PEMFC为住宅内的照明和家电提供电力,在没有太阳辐照的条件下,也可为住宅提供限量的热水[10-13].太阳能光热/PEMFC的仿真研究表明,当燃料电池的电流……