专利名称：一种分布式新能源城镇能源供应方法
技术领域：
本发明涉及新能源、可再生能源、传统能源的利用，包括利用新能源、可再生能源 的分布采集，传统能源进行补充，实现工业、农业、建筑、商业、旅游、军事、航空航天、服务行 业的应用。
背景技术：
可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。新能源的 各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、 风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生 的能量。也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。世界断言，石油，煤矿等资源将加 速减少。核能、太阳能即将成为主要能源。联合国开发计划署(UNDP)把新能源分为以下三 大类大中型水电；新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋 能(潮汐能)；穿透生物质能。一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通 常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电 都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作 为新能源。广义新能源将主要包涵了以下几个方面1、高效利用能源；2、资源综合利用；3、 可再生能源；4、代替能源；5、核能；以及6、节能。可再生能源、新能源、与传统能源已经在城镇广泛使用，其中太阳能分为低温、中 温以及高温使用，低温的热水应用技术已经成熟，主要产品形式是太阳能的热水器，采用真 空玻璃管技术进行吸热后加以利用，在此种应用中，有采用将热管插入到真空玻璃管内部 将热量传递到外部获得太阳能的技术。太阳能低温的光伏发电发展迅猛，单晶硅、多晶硅、 薄膜电池都已经实现了规模化应用，以及聚焦光伏发电，采用跟踪系统实现光伏但是由于 成本高，需要国家的补贴才能实现规模的应用。太阳能高温的应用主要是槽式、蝶式以及塔 式的应用，可以实现高温的发电以及高温的其他应用。现有太阳能的中高温度的太阳灶应 用，主要采用反射板对太阳进行反射，将太阳能直接聚焦到一个灶具上，实现对太阳能的利 用，在此种技术没有办法对太阳能进行收集以便于夜间及阴雨天应用，更不可能对其进一 步的其他方式的应用。除此之外，生物质以及沼气的应用也在不同的区域开展起来；利用浅 层地表热能为主要的热泵技术将地热能进行了利用。现有的可再生能源、新能源的利用主要是单户的应用，或者是每个单元的小规模 化的应用，不能成为城镇能源供应的主体，现有的城镇电力主要是采用传统能源为主的电 站输送到城镇使用，在寒冷地区的冬季供暖主要是采用家庭型的自己供暖或者采用热力公 司的集中供暖，但是主要是采用煤为能源；电力与热力公司是分开进行供应的系统，家庭和 单元不能成为能源的采集和提供方，因而限制了在城镇地区应用新能源、可再生能源实现 对城镇能源的供应。传统能源生产利用形态造成了一系列的问题，首先是终端能源利用效率无法提高，转换系统加大，输送能源的电网、热网、管网等都要加大，中间损失自然http://www. studa. net/lixue/会规模利用资源，一方面造成小规模的资源被忽略或浪费，另一方面被 资源的规模所局限，造成可利用资源的供应出现瓶颈；其三是由于效率无法提高，导致环境 污染加剧。特别是集中排放二氧化硫造成酸雨问题和大量排放温室气体导致全球变暖。全 球温度升高，海平面上升，造成极端气候变化频发，不是酷暑就是严寒，又进一步加大了能 源的消耗，整个能源系统和生态系统同时陷入恶性循环；其四是安全问题，大电网和超高压 输电为供电安全带来了极大的隐患，造成大面积停电事故频发等问题，脆弱的电网成为恐 怖分子和敌对势力要挟的把柄，成为悬在现代http://WWW. studa. net/dangdai/文明头上 的摯锬死菇；再则，这种规模化的调动社会和民众的积极性来参与节约和优化系统能源， 使能源的经营者成为孤家寡人和众矢之的。因此，人类需要在能源问题上寻找到一条新的 出路，需要有多种新的能源转换和利用形态，建立多源新的能源供应体系，创造多维的能源 交易机制来解决人类文明的动力问题，减少污染排放，实现可持续的发展。
发明内容
本发明的另一个目的在于提供一种城镇的新能源供应方法，采用在一个城镇区域 内，含有至少一个新能源生成系统，通过分布在不同区域、不同建筑物或非建筑物上的新能 源采集单元实现能源的生成，通过集中或分布在不同的区域的能源储存单元和/或集中的 能源储存单元系统实现能源的储存，通过一个共同使用的中央传输、控制、计量的系统，实 现能源的传输、控制、计量，通过一个应用系统实现能源的应用，从而实现城镇的能源供应。 采用分布在不同的区域的新能源采集系统实现能源的分布采集，解决了新能源特别是太阳 能、浅层地表热能等低品味的能源的采集所需的占地问题，可以实现因因地制宜的实现能 源的生成，通过集中和分布的能源储存实现能源的储存，避免在一个集中区域的占地；通过 单项或双向的能源传输实现能源的传输、计量、控制，使得独立的采集单元可以将采集的能 源传输到需要的应用单元，这样可以实现一个城镇区域内的能源采集以及应用。具体发明内容如下一种分布式新能源城镇能源供应方法，包括新能源生成系统、中央传输控制系统、 能源应用系统，其步骤是(1)首先通过新能源生成系统生成可以应用的能源，所述的新能源生成系统是指 通过分布在城镇里不同区域、不同建筑物或非建筑物上的新能源采集单元实现能源的生 成；(2)生成的能源通过一个中央传输控制系统，实现能源的传输、控制和计量；(3)最后通过一个能源应用系统实现不同新能源的应用，从而实现城镇的能源供应。还包括一个能源存储系统，新能源生成系统生成的能源通过中央传输控制系统将 能源输送到能源存储系统，存储的能源再通过中央传输控制系统输送到能源应用系统进行 利用，所述的能源存储系统是指集中和/或分布在不同的区域的能源储存单元和/或集中 的能源储存单元系统实现能源的储存。所述能源存储系统中的热能储存器件设置在建筑物内、建筑顶、地面以下，在热能 储存器件中设置有蓄热材料，蓄热材料周围设置有保温材料，将热能进行储存；电能的储存采用蓄电池；系统中优先采用热能实现能源的储存。所述的中央传输控制系统由能源传输系统、计量系统、结算系统组成，分布在不同 区域的能源生成采集单元将采集的能源通过能源输送系统输送到能源应用系统进行利用， 实现能源的传输；设置在能源传输系统上的计量系统、结算系统，可以实现对分布的新能源 采集单元和/或应用单元进行计量、结算，通过对每一个单元的采集流入量以及流出量的 计量及结算，以实现能源的收费，其计量为单向由中央采集系统传输到单元应用系统，和/ 或双向的由中央采集系统传输到单元应用系统以及同时具备由单元采集向中央采集系统 实现传输。在中央传输控制系统中传输的能源分为电能、热能、沼气三种形式；实现能源的 传输、储存、控制，通过埋入到地面以下的能源传输管道实现电能、热能及沼气的中央传输， 优选多功能多能一体化管道系统实现电能、热能、沼气的传输，以及通讯管道等一体化的传 输；仅需要进行一次的地面挖掘，就可以实现多种管道的铺设，主管道与分布的能源采集生 成单元连接，或者采用电能、热能及气体(沼气)中的至少一种管道在地面以下进埋入管道 传输其中太阳能产生的发电采用并网或组建的局部微网实现电力传输。任何新能源的生成形式都可以应用于本系统中，但是通常可以选用至少下列之一 实现新能源的采集生成A、太阳能光电系统B、太阳能光热系统；C、太阳能光电光热系统；D、地热；E、浅层地表热能利用；F、地表水源空调系统；G、生物质发电；H、沼气池；还有传统能源进行补充，以便在特殊气候进行补充，其能源方式可以选择下列之A、煤B、油C、气D、电。本发明为每一个能源应用单元提供的能源形式为电能和/或热能和/或可燃气 体，主要的应用系统为工业、农业、建筑、商业、旅游、军事、航空航天、服务行业的至少之一。电能消费为采用电能为能源的设备，包括照明灯、电锅炉、空调、热泵、电暖器、家 电产品、电驱动的动力设备、计算机设备。热能利用设备选自下列之一A、灶，实现采用热能的烹饪；B、暖气片，实现建筑物、设施农业的供暖；C、热水器，提供热水；D、热泵；
E、制冷机组；将热能转换为冷；F、将热能转化为电能的设备，将热能转换为电能；热能的传输控制系统将热量在新能源采集单元、传输控制系统、能源利用单元、热 能储存单元之间实现热能的传输、控制，其换热、传热系统采用下列结构进行热能传递A、通过强制循环的流体(26)进行传热，并设置有循环泵；B、通过热管技术；采用下列结构之一通过热管进行吸热、传热、换热A、普通热管其蒸发端直接进行对太阳能的接收，冷凝端与一个强制循环流动的 流体进行换热；B、整体热管将多个光学镜对应的不同的热管的太阳能吸热部分相互并联到一个 垂直的管道上，组成为整体热管的蒸发端，其共同拥有一个冷凝端，冷凝端蓄热器和/或蒸 汽锅炉连接，将热能进行储存或直接用于产生蒸汽；C、分离式循环热管将多个光学镜对应的不同的热管的太阳能吸热部分进行串 联，组成为一个共同热管的蒸发端，其共同拥有一个冷凝端，冷凝端蓄热器和/或蒸汽锅炉 连接，将热能进行储存或直接用于产生蒸汽；D、可连接热管通过热管的可连接结构将热管进行连接，构成热管的体系；E、环路热管；F、脉冲热管将热管进行串联，选取不同的连接段成为冷凝端，构成脉冲自震荡热 管的结构；G、循环自激振荡热管。本发明所提供的方法的有益效果为1、采用本发明公布的太阳能的跟踪系统，可以实现将热管技术完美的与光学镜系 统结合，便于太阳能的中高温的综合利用；2、可以便于实现阵列的太阳能的利用，实现不同的太阳能产品的高效的大规模的 利用；3、同时可以实现利用热管技术，便于构成为热管的网络体系，进行热能的高效的 传输和利用。
图一分布式小城镇新能源供应系统图二 分布式城市新能源供应系统图中具体标号含义如下1 单元采集生成系统，2 中央采集生成系统，3 单元能源储存系统，4 中央能源 储存系统，5 中央能源传输控制计量系统，6 单元能源应用系统，7 单元太阳能光伏电站， 8 中央太阳能光伏电站，9 单元太阳能光热采集系统，10 中央太阳能光热采集系统，11 中央太阳能热电站，12:中央蓄热系统，13:中央太阳能热发电系统，14:中央沼气生成系 统，15 中央电力传输控制计量系统，16 中央热力传输控制计量系统，17 中央沼气传输控 制计量系统，18 单元能源传输控制计量系统。
具体实施例方式实施例一分布式小城镇新能源供应系统如图1所示，本系统为适合于小城镇特别是中国1887个重点小城镇使用的新能 源供应系统，采用4个单元的新能源采集系统(1)，实现新能源的采集，在每个单元的采集 生成系统中设置有单元的控制计量装置(19)，通过中央能源传输控制系统实现能源的传 输，在系统中还设置有中央采集生成系统(什么是中央采集生成系统，前后都没有提到过) (2)，以及单元能量储存系统和中央能源储存系统，能源通过中央传输控制计量系统(5)进 行传输控制及计量，本供应系统实现对两个单元的能源应用系统(6)提供能源的供应。实施例二 分布式城市新能源供应系统如图2所示，本系统适合于城市的新能源供应，本系统的中央传输控制计量系统 采用一个一体化的管道系统，该系统被埋入到地面以下，一体化管道系统设置有电、热、气 三种管道，分别传输电能、热能以及沼气，采集系统由三个太阳能光电采集系统(7)以及一 个中央太阳能光伏采集系统(8)，三个在建筑上设置的建筑一体化的太阳能光热采集系统 (9)，以及一个中央沼气生成系统(14)构成，三个太阳能光热采集系统采集的热能通过中 央传输系统传输到中央储存装置(4)上，然后通过中央太阳能光发电系统(11)进行发电 后，以电能的形式将能源提供给中央传输计量控制系统(5)，电、热、气通过中央传输控制计 量系统将能源传输给三个单元应用系统(6)，实现在不同的区域的能源供应。
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权利要求
一种分布式新能源城镇能源供应方法，包括新能源生成系统、中央传输控制系统、能源应用系统，其步骤是(1)首先通过新能源生成系统生成可以应用的能源，所述的新能源生成系统是指通过分布在城镇里不同区域、不同建筑物或非建筑物上的新能源采集单元实现能源的生成；(2)生成的能源通过一个中央传输控制系统，实现能源的传输、控制和计量；(3)最后通过一个能源应用系统实现不同新能源的应用，从而实现城镇的能源供应。
2.根据权利要求1所述的一种分布式新能源城镇能源供应方法，其特征是还包括一 个能源存储系统，新能源生成系统生成的能源通过中央传输控制系统将能源输送到能源存 储系统，存储的能源再通过中央传输控制系统输送到能源应用系统进行利用，所述的能源 存储系统是指集中和/或分布在不同的区域的能源储存单元和/或集中的能源储存单元系 统实现能源的储存。
3.根据权利要求2所述的一种分布式新能源城镇能源供应方法，其特征是所述能源 存储系统中的热能储存器件设置在建筑物内、建筑顶、地面以下，在热能储存器件中设置有 蓄热材料，蓄热材料周围设置有保温材料，将热能进行储存；电能的储存采用蓄电池；系统 中优先采用热能实现能源的储存。
4.根据权利要求1、2所述的一种分布式新能源城镇能源供应方法，其特征是所述的 中央传输控制系统由能源传输系统、计量系统、结算系统组成，分布在不同区域的能源生成 采集单元将采集的能源通过能源输送系统输送到能源应用系统进行利用，实现能源的传 输；设置在能源传输系统上的计量系统、结算系统，可以实现对分布的新能源采集单元和/ 或应用单元进行计量、结算，通过对每一个单元的采集流入量以及流出量的计量及结算，以 实现能源的收费，其计量为单向由中央采集系统传输到单元应用系统，和/或双向的由中 央采集系统传输到单元应用系统以及同时具备由单元采集向中央采集系统实现传输。
5.根据权利要求4所述的一种分布式新能源城镇能源供应方法，其特征是所述能源 传输系统采用多能源形式一体化管道系统对能源进行传输，优选将中央传输控制系统是通 过埋入到地面，主管道与分布的能源采集生成单元连接，或者采用电能、热能及气体中的至 少一种管道在地面以下进埋入管道传输，其中太阳能产生的发电采用并网或组建的局部微 网实现电力传输。
6.根据权利要求1-5所述的一种分布式新能源城镇能源供应方法，其特征是中央传 输控制系统将热量在能源采集单元、能源利用单元、热能储存单元之间实现热能的传输、控 制，其换热、传热系统采用下列结构进行热能传递A、通过强制循环的流体进行传热，并设置有循环泵；B、通过热管技术。
7.根据权利要求6所述的一种分布式新能源城镇能源供应方法，其特征是采用下列 结构之一通过热管进行吸热、传热、换热A、普通热管其蒸发端直接进行对太阳能的接收，冷凝端与一个强制循环流动的流体 进行换热；B、整体热管将多个光学镜对应的不同的热管的太阳能吸热部分相互并联到一个垂直 的管道上，组成为整体热管的蒸发端，其共同拥有一个冷凝端，冷凝端蓄热器和/或蒸汽锅 炉连接，将热能进行储存或直接用于产生蒸汽；C、分离式循环热管将多个光学镜对应的不同的热管的太阳能吸热部分进行串联，组 成为一个共同热管的蒸发端，其共同拥有一个冷凝端，冷凝端蓄热器和/或蒸汽锅炉连接， 将热能进行储存或直接用于产生蒸汽；D、可连接热管通过热管的可连接结构将热管进行连接，构成热管的体系；E、环路热管；F、脉冲热管将热管进行串联，选取不同的连接段成为冷凝端，构成脉冲自震荡热管的 结构；G、循环自激振荡热管。
8.根据权利要求1-5所述的一种分布式新能源城镇能源供应方法，其特征是新能源 采集系统为至少下列之一A、太阳能光电系统B、太阳能光热系统；C、太阳能光电光热系统；D、地热；E、浅层地表热能利用；F、地表水源空调系统；G、生物质发电；H、沼气池。
9.根据权利要求1-5所述的一种分布式新能源城镇能源供应方法，其特征是还有传 统能源进行补充，以便在特殊气候进行补充，其能源方式可以选择下列之一A、煤:B、油C、气D、电。
10.根据权利要求1-5所述的一种分布式新能源城镇能源供应方法，其特征是热能利 用设备选自下列之一A、灶，实现采用热能的烹饪；B、暖气片，实现建筑物、设施农业的供暖；C、热水器，提供热水；D、热泵；E、制冷机组；将热能转换为冷；F、将热能转化为电能的设备，将热能转换为电能。
全文摘要
本发明提供一种城镇的新能源供应方法，采用在一个城镇区域内通过分布在不同区域、不同建筑物或非建筑物上的新能源采集单元实现能源的生成，通过集中或分布在不同的区域的能源储存单元和/或集中的能源储存单元系统实现能源的储存，通过一个共同使用的中央传输、控制、计量的系统，实现能源的传输、控制、计量，通过一个应用系统实现能源的应用，从而实现城镇的能源供应。解决了新能源特别是太阳能、浅层地表热能等低品味的能源的采集所需的占地问题，可以因地制宜的实现能源的生成，避免在一个集中区域的占地；通过单项或双向的能源传输，使得独立的采集单元可以将采集的能源传输到需要的应用单元，这样实现一个城镇区域内的能源采集以及应用。
文档编号F24J2/00GK101876516SQ20091030205
公开日2010年11月3日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者李建民 申请人:北京智慧剑科技发展有限责任公司