专利名称：一种太阳能发电的分散式污水处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能发电的分散式污水处理系统。
背景技术：
目前，我国的生活污水主要采取集中处理的方式，即污水通过管网收集后进入 城市大型集中式污水处理厂进行集中处理，但是对于污水分布较分散的农村地区、新建 住宅小区、别墅区、高速公路服务区、部队营区、旅游风景区、机场、码头等区域，常 常因为尚未铺设污水管网，污水难以收集无法实现集中处理。因此，修建小型污水处理 设施，对较为分散的污水进行处理便成为污水集中处理方式的一种有益而必需的补充措 施。现有分散式污水处理设备和设施几乎无一例外均通过市电提供其运行所需电 力，据估算，处理每吨水的直接运行成本为0.3 0.4元。在经济不发达地区如广大农村 地区，高昂的运行费用已成为制约分散式污水处理发展的重要因素。而在远离城镇的部 队营区、别墅区、旅游风景区等电力供应存在困难的场所，传统的分散式污水处理设备 和设施因为需要市电提供动力，也难以大规模推广应用。太阳能作为取之不尽的可再生能源，具有清洁、安全、经济等优点，是一种理 想的新能源。美国西部的威尔顿市建成了世界上第一座太阳能污水处理厂，以太阳能为 主要能源，太阳能靠集热管组合收集，每年供热7.5X IOltl卡用于污水处理。而目前太阳 能发电用于污水处理，尤其用于分散式污水处理尚未见相关报道。
发明内容
本发明针对现有分散式污水处理设备和设施需要市电供应，运行成本偏高，在 经济不发达地区及供电困难的场所难以大规模推广应用的缺陷，提供一种节能、经济的 分散式污水处理系统，利用太阳能发电为污水处理设备提供所需电力。本发明太阳能发电的分散式污水处理系统包括太阳能电池、蓄电池、太阳能控 制器、逆变器和污水处理设备。太阳能电池选用单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能 电池或非晶硅薄膜太阳能电池，通过光电效应将光能转化成电能，并送往蓄电池给蓄电 池充电。蓄电池选用铅酸蓄电池、镍-氢蓄电池或锂电池，储备太阳能电池白天工作所 产生的电能。太阳能控制器分别与太阳能电池和蓄电池相连，太阳能电池产生的电能首 先进入太阳能控制器，经数字化调节后再进入蓄电池对其充电，蓄电池放电时产生的电 流也先流入太阳能控制器，经数字化调节后输出。逆变器选用正弦波逆变器或方波逆变 器，分别与太阳能控制器和污水处理设备相连，太阳能控制器调节后输出的电流进入逆 变器，将12V、24V或48V直流电(简称DC)转换为220V交流电(简称AC)，然后输 送到污水处理设备；当蓄电池内电量不足时，逆变器自动切换到市电直通状态，将市电 提供的交流电输送到污水处理设备。污水处理设备利用交流电驱动运行，将污水处理成 为水质达标的净水后排放。
本发明利用太阳能电池将光能转化为电能，为污水处理设备供电，具有永久 性、清洁性、经济性以及普遍性等优点(1)太阳能是可再生能源，用之不竭，太阳能 电池寿命长，可以一次投资长期使用；(2)太阳能发电不产生废渣、废水、废气和噪 声，不会污染环境，清洁安全；(3)太阳能发电能够节省大量市电，有效降低污水处理 的运行成本；(4)太阳能发电可在偏远地区就地开发利用，不会受到地域限制。本发明 采用蓄电池储存太阳能电池白天转化的电能，可供夜间和阴雨天气时使用，保证污水处 理设备连续不间 断运行。本发明采用太阳能控制器对蓄电池的输入、输出电流进行数字 化调节，稳定电流，同时为蓄电池提供充电保护、放电保护、超压保护和过流保护，防 止蓄电池损坏，延长其使用寿命。本发明通过逆变器将蓄电池输出的直流电转换为交 流电，方便污水处理中交流机电设备使用，并且能够在蓄电池电力不足时自动切换到市 电，在连续阴雨天气的情况下同样保证污水处理设备的正常运行。
图1为本发明的系统结构及原理示意图。
具体实施例方式实施例1我国北方地区某村庄的生活污水处理，采用本发明太阳能发电的分散式污水处 理系统，包括多晶硅薄膜太阳能电池、铅酸蓄电池、太阳能控制器、正弦波逆变器和分 散式污水处理设备，具体工作流程如下(1)多晶硅薄膜太阳能电池受太阳光照射，通过光电效应将光能转化成电能；(2)太阳能电池产生的电能进入太阳能控制器，经数字化调节得到稳定的电流， 之后进入铅酸蓄电池对其进行充电，当蓄电池电量到达满值时，太阳能控制器自动停止 充电，防止铅酸蓄电池过充电；(3)铅酸蓄电池放电时，电流首先经过太阳能控制器调节后输出，当蓄电池电量 不足时，太阳能控制器自动停止放电，防止铅酸蓄电池过放电；(4)铅酸蓄电池放电电流进入正弦波逆变器，将48V直流电转换为220V交流 电，再输送到分散式污水处理设备；(5)分散式污水处理设备利用太阳能发电产生的电能运行，对村庄的生活污水进 行处理，处理后的污水达标排放。该村的生活污水处理如果采用传统的污水处理设备，即通过市电提供电能，直 接运行费用约为0.35元/吨水，采用本发明太阳能发电的分散式污水处理系统，仅需补 充少量市电即可维持正常运行，可以节电80%以上，直接运行成本仅为0.07元/吨水， 经济效益非常显著。实施例2我国某高原边境地区的驻军部队，营区内无市电接入，采用本发明太阳能发电 的分散式污水处理系统对营区内的生活污水进行处理，污水处理系统包括非晶硅薄膜太 阳能电池、镍-氢蓄电池、太阳能控制器、方波逆变器和分散式污水处理设备，具体工 作流程如下
(1)非晶硅薄膜太阳能电池受太阳光照射，通过光电效应将光能转化成电能；(2)太阳能电池产生的电能进入太阳能控制器，经数字化调节得到稳定的电流， 之后进入镍-氢蓄电池对其进行充电，当蓄电池电量到达满值时，太阳能控制器自动停 止充电，防止镍-氢蓄电池过充电；(3)镍-氢蓄电池放电时，电流首先经过太阳能控制器调节后输出，当蓄电池电 量不足时，太阳能控制器自动停止放电，防止镍-氢蓄电池过放电；(4)镍-氢蓄电池放电电流进入方波逆变器，将24V直流电转换为220V交流 电，再输送到分散式污水处理设备；(5)污水处理设备利用太阳能发电产生的电能运行，对部队营区内的生活污水进 行处理，处理后的污水达标排放。该部队采用本发明太阳能发电的污水处理系统，与传统的污水处理设备相比能 够节电90%以上，直接运行成本仅为0.04元/吨水，为该部队节约了大量能源，有效解 决了因供电不便造成的污水处理设备运行难的问题。实施例3 某旅游风景区的污水采用本发明太阳能发电的分散式污水处理系统进行处理， 污水处理系统包括单晶硅太阳能电池、锂蓄电池、太阳能控制器、正弦波逆变器和分散 式污水处理设备，具体工作流程如下(1)单晶硅太阳能电池受太阳光照射，通过光电效应将光能转化成电能；(2)太阳能电池产生的电能进入太阳能控制器，经数字化调节得到稳定的电流， 之后进入锂蓄电池对其进行充电，当蓄电池电量到达满值时，太阳能控制器自动停止充 电，防止锂蓄电池过充电；(3)锂蓄电池放电时，电流首先经过太阳能控制器调节后输出，当蓄电池电量不 足时，太阳能控制器自动停止放电，防止锂蓄电池过放电；(4)锂蓄电池放电电流进入正弦波逆变器，将12V直流电转换为220V交流电， 再输送到分散式污水处理设备；(5)污水处理设备利用太阳能发电产生的电能运行，对旅游风景区内的污水进行 处理，处理后的污水达标排放。该旅游风景区采用本发明太阳能发电的污水处理系统，与传统的污水处理设备 相比能够节电85%以上，直接运行成本仅为0.055元/吨水，可以节约大量电能。
权利要求
1.一种太阳能发电的分散式污水处理系统，其特征在于包括太阳能电池、蓄电 池、太阳能控制器、逆变器和污水处理设备。
2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于太阳能电池选用单晶硅太阳 能电池或多晶硅薄膜太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池中的任一种。
3.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于蓄电池选用铅酸蓄电池或 镍-氢蓄电池或锂电池中的任一种。
4.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于逆变器选用正弦波逆变器或 方波逆变器。
5.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于太阳能控制器分别与太阳能 电池和蓄电池相连。
6.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于逆变器分别与太阳能控制器 和污水处理设备相连。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能发电的分散式污水处理系统，该处理系统包括太阳能电池、蓄电池、太阳能控制器、逆变器和污水处理设备；太阳能电池通过光电效应将光能转化成电能，并送往蓄电池给蓄电池充电；太阳能控制器分别与太阳能电池和蓄电池相连，逆变器分别与太阳能控制器和污水处理设备相连。本发明针对现有分散式污水处理设备和设施需要市电供应，运行成本偏高，在经济不发达地区及供电困难的场所难以大规模推广应用的缺陷，提供一种节能、经济的分散式污水处理系统，利用太阳能发电为污水处理设备提供所需电力；本发明利用太阳能电池将光能转化为电能，为污水处理设备供电，具有永久性、清洁性、经济性以及普遍性等优点。
文档编号H02J7/00GK102020323SQ20091018600
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者廖志民, 曹解军, 熊建中, 蒋幸福 申请人:江西金达莱环保研发中心有限公司