一种适用于村镇能源高效利用多能耦合供能系统的制作方法

本发明涉及能源综合利用领域，尤其涉及一种适用于村镇能源高效利用多能耦合供能系统。

背景技术：

能源供应是农村社会和经济发展的前提与保障，又关系到整个国家的能源安全，然而目前农村能源依然存在结构不合理、供能和用能方式落后等问题。大部分农村地区依然采用直接燃烧薪柴、煤炭、植物秸秆等方式来满足基本的用能需求，而且在部分偏远地区由于电力供应不稳定还在使用煤油照明，这种以薪柴和化石能源为基础的农村能源供应方式不仅造成了严重的能源浪费和环境破坏，还加重了农民的负担，危害着农民的健康，同时也加剧了我国能源供应不足的现状。

太阳能是一种清洁的天然能源，其储量丰富，具有很大的应用前景，但由于众多因素的影响，太阳能能源的供给相对不稳定。例如阴天或者下雨天就不能通过太阳能进行发电。

沼气能作为村镇常见且丰富的一种可再生能源，不仅可以解决能源供给问题，还能做到废物回收利用，有效改善生活环境，但是沼气的产生也受到季节、气候等因素的影响，不能彻底解决农村的能源问题。

但在一般的供能系统中，只能解决需求者的某一种用能需求，例如利用太阳能发电和储热或为沼气生产系统增温，而没能将太阳热能、太阳能光伏和生物质能利用技术和装置科学集成，构建太阳能与生物质能互补的供能系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种适用于村镇能源高效利用多能耦合供能系统，将太阳热能、太阳能光伏和生物质能利用技术和装置科学集成，有效克服季节、气候和昼夜等因素对某种可再生能源技术的束缚，实现村镇太阳能和生物质能的高效低成本规模化开发利用。

技术方案：一种适用于村镇能源高效利用多能耦合供能系统，包括第一太阳能热水器装置、至少一个第二太阳能热水器装置、沼气池装置和太阳能光伏装置；

沼气池装置的排气管外接一三通，所述三通的一个出气口通过管道与所述第一太阳能热水器装置相连，所述三通的另一个出气口与沼气泵的进气端相连，所述第一太阳能热水器装置的热水出水口与循环水泵的入水口相连，循环水泵的出水口与所述沼气池装置的进料口相连接；

所述沼气泵设置有两个出气管，一个出气管连接于燃气装置，另一出气管连接于所述第二太阳能热水器装置；

所述太阳能光伏装置连接有用于储存电能的蓄电池；所述蓄电池分别电连接于所述循环水泵、所述第二太阳能热水器装置、沼气泵。

优选的，所述第一太阳能热水器装置和所述第二太阳能热水器装置均为真空管太阳能热水器，所述真空管太阳能热水器包括真空玻璃管和储热水箱。

优选的，所述第一太阳能热水器装置设置有1个，所述第二太阳能热水器装置设置有6个。

优选的，所述太阳能光伏装置为单晶硅光伏电池板。

优选的，所述沼气池装置为地下式沼气池，所述地下式沼气池包括相互连通的发酵间、储气间和液压间；

所述储气间位于所述发酵间的上方，且所述储气间的顶部中央设有排气管；所述发酵间通过进料管和位于地上的进料口连通；所述液压间通过出料通道和所述发酵间相连，且所述液压间的顶部开设有出料口，所述出料口与日光温室相连通。

优选的，所述地下式沼气池为圆柱型结构。

优选的，所述地下式沼气池的池底从圆周向圆心的方向倾斜，且所述池底的坡度为10％。

优选的，所述进料管设置有两个，两个所述进料管平齐设置，且所述进料管的出管口下端与所述发酵间的池墙的上边缘的距离为20cm。

优选的，所述进料管的内圆直径为30～35cm。

优选的，所述出料口的顶部设置有盖板。

本发明的有益效果：将太阳热能、太阳能光伏和生物质能利用技术和装置科学集成，有效克服季节、气候和昼夜等因素对某种可再生能源技术的束缚，实现太阳能和生物质能的高效低成本规模化开发利用。

附图说明

附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明一种适用于村镇能源高效利用多能耦合供能系统的工作原理示意图。

图2是本发明一种适用于村镇能源高效利用多能耦合供能系统中沼气池装置的结构示意图。

其中：

第一太阳能热水器装置1；

第二太阳能热水器装置2；

沼气池装置3；

太阳能光伏装置4；

循环水泵5；

燃气装置6；

蓄电池7；

沼气泵8；

发酵间31；

储气间32；

液压间33；

排气管34；

进料管35；

进料口36；

出料通道37；

出料口38。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式详细说明。

具体实施例1

如图1和图2所示，一种适用于村镇能源高效利用多能耦合供能系统，包括第一太阳能热水器装置1、至少一个第二太阳能热水器装置2、沼气池装置3和太阳能光伏装置4；

沼气池装置3的排气管34外接一三通，三通的一个出气口通过管道与第一太阳能热水器装置1相连，三通的另一个出气口与沼气泵8的进气端相连，第一太阳能热水器装置1的热水出水口与循环水泵5的入水口相连，循环水泵5的出水口与沼气池装置3的进料口36相连接(第一太阳能热水器装置1产生的热水为沼气池装置3提供恒温厌氧的发酵条件)；

沼气泵8设置有两个出气管，一个出气管连接于燃气装置6，另一出气管连接于第二太阳能热水器装置2，与第二太阳能热水器装置2协同供暖和提供生活热水；

太阳能光伏装置4连接有用于储存电能的蓄电池7；蓄电池7分别电连接于循环水泵5、第二太阳能热水器装置2、沼气泵8(可以利用光伏电池所发电能的一部分用于驱动循环水泵5，以输送第一太阳能热水器装置1中的热水至沼气池装置3，同时还可用于驱动沼气泵8，以提高沼气池装置3的发酵效率)。

在一般的供能系统中，其设置只能解决需求者的某一种用能需求，例如利用太阳能发电和储热或为沼气生产系统增温，而没能将太阳热能、太阳能光伏和生物质能利用技术和装置科学集成，构建太阳能与生物质能互补的供能系统。

本发明一种适用于村镇能源高效利用多能耦合供能系统，包括第一太阳能热水器装置1、第二太阳能热水器装置2、沼气池装置3和太阳能光伏装置4，将太阳热能、太阳能光伏和生物质能利用技术和装置科学集成，有效克服季节、气候和昼夜等因素对某种可再生能源技术的束缚，实现村镇太阳能和生物质能的高效低成本规模化开发利用。

具体的，第一太阳能热水器装置1和第二太阳能热水器装置2均为真空管太阳能热水器，真空管太阳能热水器包括真空玻璃管和储热水箱。

真空管太阳能热水器相比起其他同类型的热水器，具有结构简单、性能优良、生产工艺先进可靠、特别适合于大批量规模化生产的特点。

具体的，第一太阳能热水器装置1设置有1个，第二太阳能热水器装置2设置有6个。

用于为沼气池装置3提供恒温厌氧的发酵条件的第一太阳能热水器装置1设置有1个，在条件满足的前提下可以节省成本，用于太阳能集热加热生活用水的第二太阳能热水器装置2设置有6个，进一步提高集热效率，同时可以加快生活用水的加热速度。

具体的，太阳能光伏装置4为单晶硅光伏电池板。

单晶硅光伏电池板相比于其他同类型的光伏电池板具有电池效率高，适用性强的特点。

具体的，沼气池装置3为地下式沼气池，地下式沼气池包括相互连通的发酵间31、储气间32和液压间33；

储气间32位于发酵间31的上方，且储气间32的顶部中央设有排气管34；发酵间31通过进料管35和位于地上的进料口36连通(进料口36可以用一个盖板盖住，减少沼气外泄)；液压间33通过出料通道37和发酵间31相连，且液压间33的顶部开设有出料口38，出料口38与日光温室相连通(一方面保证温度，另一方面方便进料出料)。

沼气是有机物质在厌氧环境中,在一定温度、湿度、酸碱度条件下,通过生物发酵作用,产生的一种可燃气体。沼气是一种混合气体,它的主要成分是烷,其次有二氧化硫、硫化氢、氮及其它一些成分。

本发明提出的地下式沼气池包括相互连通的发酵间31、储气间32和液压间33；储气间32位于发酵间31的上方，且储气间32的顶部通过排气管34和地上连通；发酵间31通过进料管35和位于地上的进料口36连通；液压间33通过出料通道37和发酵间31相连，且液压间33的顶部开设有出料口38，出料口38与日光温室连通。在本发明的技术方案中，地下式沼气池将水压式活动盖取消,把沼气盖封死,只留下排气管34作为排气导气装置,可有效加大储气间32容积，有利于避免因沼气池活动盖密封不严带来的问题。

地下式沼气池的工作原理如下：当沼气池未产气时,进料管35和发酵间31的料液位于同一水平面上。当沼气池产气时,产生的沼气上升到储气间32储存。由于储气间32密封不漏气,沼气不断积累,当积累的沼气压力超过大气压力时便把沼气池内的料液压出。

具体的，地下式沼气池为圆柱型结构。

相同容积的沼气池，圆形比其他形状的面积小，可以节省建筑材料。再者，圆柱柱型结构的沼气池的密封性较好，而且也相对比较牢固。水平方向剖面为圆形的沼气池内部结构合理，池体的墙侧圆滑没有直角，容易解决密封性的问题，而且当沼气积累时池体的四周受力均匀，使得池体也较牢固。

具体的，地下式沼气池的池底从圆周向圆心的方向倾斜，且池底的坡度为10％。

地下式沼气池的池底从圆周向圆心的方向倾斜，且池底的坡度为10％，便于位于发酵间31的料液从池底出料。

具体的，进料管35设置有两个，两个进料管35平齐设置，且进料管35的出管口下端与发酵间31的池墙的上边缘的距离为20cm。

具体的，进料管35的内圆直径为30。进料管35的内圆直径为30cm，有利于进一步提高进料速度。

具体的，出料口38的顶部设置有盖板。

出料口38的顶部设置有盖板(图中未显示)，避免人畜误入池内。

此外，在相连的管道上都布设有对应的阀门，以控制气体或者液体(水)的开合。

具体实施例2

与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：

进料管35的内圆直径为35cm。进料管35的内圆直径为35cm，有利于进一步提高进料速度。

具体实施例3

与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：

进料管35的内圆直径为33cm。进料管35的内圆直径为33cm，有利于进一步提高进料速度。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。