用于产生氢气和氢产品的可再生能源系统的制作方法
【专利说明】用于产生氢气和氢产品的可再生能源系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年3月11日提交的美国临时申请第61/776，420号的权益。所引用申请的内容通过引用并入本申请中。
技术领域
[0003]本申请总体上涉及可再生能源系统，并且更特别地涉及用于产生能够用于生产化学产品的氢气的可再生能源系统。
【背景技术】
[0004]用于从可再生能源产生电能的系统是已知的。可再生能源系统的一个缺点在于它们会产生波动量的电能。例如，在风小的时候，风能系统会产生过少的能量。相反，在风大的时候，风能系统会产生过多的能量。风能系统的另一个缺点在于盛行风经常远离能量使用者并且因此需要建造和维护能量传输结构。
[0005]因此，需要能够在本地使用能量并且能够容易地适配所产生的能量的量的方法和系统。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一个示例性实施例，一种用于产生化学产品的方法包括:通过可再生能源产生电能，至少部分地使用由可再生能源产生的电能来产生氢气，和利用使用电能产生的氢气来生产一种或更多种化学产品。
[0007]可以由高空风系统产生可再生能源。可以使用电解槽来产生氢气。化学产品可以包括以下中的一种或更多种:氨、甲醇和/或烯烃。
[0008]根据另一示例性实施例，一种用于产生化学组合物的设备包括:用于产生电能的可再生能源；氢气产生模块，其至少部分地由可再生能源产生的电能供电；和用于将所产生的氢气加工成化学产品的化学品产生模块。
[0009]可再生能源可以是高空风系统。氢气产生模块可以是用于从水产生氢气的电解槽。氢气模块可以利用氯碱法来产生氢气。氯碱法可以是以下中的一种:薄膜法、隔膜法或水银法。
[0010]化学品产生模块可以产生以下中的一种或更多种:氨、甲醇和/或烯烃。化学品产生模块可以是氨广生回路。
[0011]根据另一实施例，一种设备包括用于产生电能的高空风系统和至少部分地由通过使用翼片(airfoil)来利用高空风而产生的电能供电的氢气产生模块。
[0012]高空风系统可以包括:垂直轴风力涡轮机；至少一个风筝，其被布置为浸在风流中并且连接到垂直轴风力涡轮机以使该涡轮机旋转；和与垂直轴风力涡轮机协作来发电的至少一个发电机。垂直轴风力涡轮机可以包括连接到风筝的臂。
[0013]高空风系统可以包括圆盘传送带系统，其包括圆形轨道和适于在轨道上移动的模块。系统可以包括多个风筝，其被布置为浸在风流中并且连接到所述模块以使所述模块在轨道上移动并且基于该移动来发电。
[0014]可以提供用于利用所产生的氢气来制造至少一种化学产品的加工模块。至少一种化学产品可以包括氨、甲醇和/或烯烃。氢气产生模块可以包括用于从水产生氢气的电解槽。电解槽可以是氯碱电解槽。
[0015]可以提供用于为氢气产生模块供电的辅助能源并且可以提供用于储存过量能量的储能装置。
[0016]可以提供用于储存过量氢气的氢气储存装置。
[0017]可以提供用于支承风力系统和氢气产生模块的漂浮平台。
[0018]在另一实施例中，一种用于产生氢气的方法包括:利用高空风来产生电能和利用所产生的电能来产生氢气。氢气可以通过水的电解来产生。可以利用风筝风能系统来产生电能。氢气可以与其他反应物反应以形成化学产品，并且所述化学产品可以包括氨、甲醇和/或烯烃。
【附图说明】
[0019]图1是根据本发明的一个示例性实施例的可再生能源系统的示意图；
[0020]图2是根据本发明的一个示例性实施例的氨产生系统的示意图；和
[0021]图3是根据本发明的另一示例性实施例的氨产生系统的示意图。
【具体实施方式】
[0022]在以下的详细描述中参照附图，在附图中示出了本发明的示例性但是非限制性且非穷举的实施例。对这些实施例进行足够详细的描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，并且应理解的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以使用其他实施例和可以进行其他改变。因此，以下的详细描述不应视为具有限制意义，并且本发明的范围仅由所附权利要求限定。
[0023]图1示出了可再生能源系统10。系统包括用于产生电能的可再生能源20和用于利用所产生的电能来产生氢气的氢气产生模块30。优选地，可再生能源20和氢气产生模块30被布置在同一地点处(即，不通过常规电网连接)。在一个实施例中，同一地点处包括至少一个加工模块40以利用氢气。加工模块40可以使用氢气生产化学产品，例如氨、甲醇和/或烯烃。可以包括储存模块50以储存所产生的过量电力或所产生的过量氢气。电力或氢气能够被储存直到被需要为止或者直到价格达到可接受的水平为止。
[0024]在所图示的实施例中，可再生能源系统为风能系统。在其他实施例中，可再生能源还可以是太阳、雨、潮汐、波浪或地热的能源系统。
[0025]在一个优选实施例中，高空风能系统为风筝风能系统。在美国专利第8，080，889号中公开了一种合适的风筝风能系统，该专利的全部内容通过引用被并入。该专利描述了一种转换风能的系统，其具有能够从地面驱动的至少一个动力翼板(wing profile)(即风筝)。动力翼板浸在至少一种风流中。用于控制翼板并且用于产生电能的基础平台被放置在地平面处并且通过两条绳连接到动力翼板。基础平台被适配为驱动翼板并且被适配为产生电能。所述两条绳被适配为传递来自翼板的力并且向翼板传递力，并且用于控制翼板的飞行轨迹以及用于产生能量。在该专利中描述的系统可以是移动的系统。
[0026]另一合适的高空风能系统为垂直杆类型的风筝风能系统。在欧洲专利第1672214B1号中描述了一种这样的垂直杆类型的系统，该专利的全部内容通过引用被并入。该公布描述了一种风能系统，其除了别的以外还具有用于使风筝上升到初始起飞高度的可移动杆、使风筝张开到打开位置的引导系统、由风筝导向系统自动控制的绞车。在美国专利公布第2011/0074161号中描述了另一种这样的垂直杆类型的系统，该公布的全部内容通过引用并入被。该公布描述了一种风能系统，其除了别的以外还具有通过控制线缆连接到翼(即风筝)的可定向的臂。提供了喷射类型的通风设备来帮助翼的初始起飞。提供了驱动系统和几何形状可变的系统来控制和支承翼。这种系统可以位于岸上或离岸(例如在漂浮平台上)。
[0027]又一种合适的高空风能系统风筝系统是在美国专利第8，134，249B2号中描述的垂直轴系统，该专利的全部内容通过引用被并入。该专利公开了一种利用与可转动的臂连接的多个风筝的风能系统。可转动的臂绕着垂直轴转动并且与常规发电机齿轮连接。特别地在风筝的起飞方面，垂直轴系统提供了一些优点。这种圆盘传送带系统可以位于岸上或离岸(例如在漂浮平台上)。
[0028]在以下引用文献中描述了合适的高空风能系统的其他示例，这些引用文献中的每个的全部内容都通过引用被并入。美国专利第8，319，368号公开了一种配备有圆形轨道的圆盘传送带系统，其中由于风筝的牵拉所引起的模型运动使模块在轨道上移动并且基于该移动来发电。美国专利第4，124，182号公开了一种配备有“风筝伞”(或“经修改的降落伞”)的装置，其用于捕获风能并且将其转换为致动发电机的轴的转动运动。该装置的特征在于一对“风筝伞系列”，在该风筝伞系列中连续地布置有翼板。中国专利CNl，052，723公开了一种风流发电机，其配备有一对风筝，通该一对风筝经由高电阻绳将由风流施加的牵引力转换为放置在地平面处的滚筒的转动。英国专利GB2，317，422公开了一种配备有多个翼板的装置，由于风作用的影响该装置使与发电机连接的垂直轴转动以产生电流。美国专利第6，072，245号公开了一种用于利用风能的装置，其由与形成环的绳连接的多个风筝组成。所述风筝被驱动以使确定了转动环运动的上升路径和下降路径总是沿着相同方向交替。美国专利第6，25