一种多能互补供电系统的制作方法

文档序号:11179915阅读:773来源:国知局
一种多能互补供电系统的制造方法与工艺

本发明涉及供电领域,特别涉及一种多能互补供电系统。



背景技术:

目前,现有的农村供电系统来源单一,基本依赖火电,具体的在火电站发电之后,通过供电线路输送到农户家里;但是火电使用的能源是化石能源,环境污染严重,随之农村的能源的需求量的不断增长,再使用化石能源,环境承载能力快到极限,也不符合可持续发展道路。

此外,目前农村的供电线路长,基础设备投入巨大;从火电厂发电到农户家里,中间经过漫长的供电线路输送,线路长,投入和维护的成本巨大。一度电的送电成本甚至是电价本身的几倍。随着极端天气越来越多,供电线路一断,供电的可靠性是越来越差,维护的成本更高。

再有就是,当农村电力不足或者出现故障的时候,会影响设备的正常使用。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提出了一种多能互补供电系统,克服了现有技术中的缺陷。

具体的,本发明提出了以下具体的实施例:

本发明实施例提出了一种多能互补供电系统,包括:光伏发电系统、备用电源、沼气发电系统、储能系统、以及用于根据用户的用电需要对所连接的所述光伏发电系统、所述备用电源、所述沼气发电系统进行监控管理的智能监控管理平台;其中,

所述光伏发电系统连接所述储能系统;

所述备用电源统连接所述智能监控管理平台;

所述沼气发电系统连接所述储能系统;

所述储能系统连接所述智能监控管理平台;

所述智能监控管理平台连接需要用电的一个或多个用户,用以给各所述用户供电。

在一个具体的实施例中,所述光伏发电系统包括有多个光伏组件;其中,所述光伏组件设置在各所述用户所在房屋的屋顶。

在一个具体的实施例中,所述光伏组件包括:太阳能电池板。

在一个具体的实施例中,所述备用电源包括:公共电网。

在一个具体的实施例中,所述沼气发电系统包括:沼气池以及沼气发电组件;其中,所述沼气池连接各所述用户的排污管以及用以产生沼气;所述沼气发电组件用于利用所述沼气池所产生的沼气进行发电。

在一个具体的实施例中,所述沼气发电系统还包括:沼气储存装置;

所述沼气储存装置连接所述沼气池,用以存储所述沼气池产生的沼气;

所述沼气存储装置连接所述沼气发电组件,用以供给所述沼气发电组件以沼气。

在一个具体的实施例中,所述沼气存储装置中设置有沼气过滤装置,用以对所存储的沼气进行过滤处理。

在一个具体的实施例中,所述沼气过滤装置包括:活性炭。

在一个具体的实施例中,所述沼气发电系统还包括:抽取装置;其中,所述抽取装置设置在所述沼气池内,用于抽取所述沼气池内的沼液和沼渣。

在一个具体的实施例中,所述储能系统包括由多个电池组成的电池组。

以此,本发明实施例提出了一种多能互补供电系统,包括:光伏发电系统、备用电源、沼气发电系统、储能系统、以及用于根据用户的用电需要对所连接的所述光伏发电系统、所述备用电源、所述沼气发电系统进行监控管理的智能监控管理平台;其中,所述光伏发电系统连接所述储能系统;所述备用电源统连接所述智能监控管理平台;所述沼气发电系统连接所述储能系统;所述储能系统连接所述智能监控管理平台;所述智能监控管理平台连接需要用电的一个或多个用户,用以给各所述用户供电。以此结合农村的具体情况,充分利用农村的资源,通过沼气发电系统以及光伏发电系统来持续进行发电,节能环保,并设置有储能系统,以此即使发生断电之后,也能维持一段时间,不会立刻断电,还可以为各用户自身节约成本,增加收益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提出的一种多能互补供电系统的结构示意图;

图2为本发明实施例提出的一种多能互补供电系统的示意图。

图例说明:

1-光伏发电系统;2-备用电源;

3-沼气发电系统;4-储能系统;5-智能监控管理平台

具体实施方式

在下文中,将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例,并且可在其中做出调整和改变。然而,应理解:不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图,而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中,可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在,并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外,如在本公开的各种实施例中所使用,术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合,并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本公开的各种实施例中,表述“或”或“a或/和b中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如,表述“a或b”或“a或/和b中的至少一个”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。

在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件,不过可不限制相应组成元件。例如,以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如,第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置,尽管二者都是用户装置。例如,在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下,第一元件可被称为第二元件,同样地,第二元件也可被称为第一元件。

应注意到:如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件,则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件,并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地,当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时,可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如,人工智能电子装置)。

在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用,单数形式意在也包括复数形式,除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义,除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

本发明实施例1公开了一种多能互补供电系统,如图1以及图2所示,包括:光伏发电系统1、备用电源2、沼气发电系统3、储能系统4、以及用于根据用户的用电需要对所连接的所述光伏发电系统、所述备用电源、所述沼气发电系统进行监控管理的智能监控管理平台5;其中,

所述光伏发电系统连接所述储能系统;

所述备用电源统连接所述智能监控管理平台;

所述沼气发电系统连接所述储能系统;

所述储能系统连接所述智能监控管理平台;

所述智能监控管理平台连接需要用电的一个或多个用户,用以给各所述用户供电。

具体的,本方案中,供电的来源包括光伏发电系统、备用电源、沼气发电系统,以此,实现了多能互补,且具体的,根据农村的具体情况,特别设置了光伏发电系统和沼气发电系统,可以充分利用农村的资源,一则空间范围大,二则也是各种有机废物比较多,具体的,例如可以在每家每户的屋顶架设光伏组件,形成一个光伏发电的系统。此外,还可以在每家的厕所接上排污管,然后集中连接到大的化粪池,在化粪池上能够做到沼气发电,并产生有机肥。

此外,还可以设置储能系统,具体的,可以在建筑的周边建立储能系统,把沼气池里面发的电并到储能系统进行统一的管理和调配。利用每家每户的用电负荷曲线,在用电负荷曲线高峰的时候,储能系统对用户进行放电。

至于智能监控管理平台则对以上的电源进行监控以及调配,以满足用户的需要,例如当光伏发电系统与沼气发电系统发的电力已经可以满足用户的需要时,则不需要引入备用电源;而只有当用户的用电出现缺口时,所缺的部分则由备用电源来进行补充。

此外,当光伏发电系统与沼气发电系统发的电力大于用户的需要时,多余的电力可以存储在储能系统中,以便后续使用。

在一个具体的实施例中,所述光伏发电系统包括有多个光伏组件;其中,所述光伏组件设置在各所述用户所在房屋的屋顶。

具体的,各个用户所在的房屋的屋顶都可以放置光伏组件进行发电,后续再集中,以此可以有效避免长线路的供电损耗,相对于从火电厂发电到农户家里,中间经过漫长的供电线路输送,线路长,投入和维护的成本巨大。一度电的送电成本甚至是电价本身的几倍。随着极端天气越来越多,供电线路一断,供电的可靠性是越来越差,维护的成本更高。本方案通过使用光伏、沼气发电等绿色能源,就地取材,建筑本身就是一个小型的发电厂,减少了中间的长距离的配送环节,使用电的可靠性大大的增强。

在一个具体的实施例中,所述光伏组件包括:太阳能电池板。

具体的,太阳能电池板(solarpanel)是通过吸收太阳光,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置,大部分太阳能电池板的主要材料为“硅”,但因制作成本较大,以至于它普遍地使用还有一定的局限。

相对于普通电池和可循环充电电池来说,太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。

具体的太阳能电池可以分为以下几类:

晶体硅电池板:多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池。

非晶硅电池板:薄膜太阳能电池、有机太阳能电池。

化学染料电池板:染料敏化太阳能电池。

柔性太阳能电池

其中,单晶硅太阳能电池,光电转换效率为18%左右,最高的达到24%,这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命可达25年。

多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约16%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。

非晶硅太阳电池与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,国际先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。

具体的,可以根据具体的环境以及使用需要选取合适的太阳能电池。

在一个具体的实施例中,所述备用电源包括:公共电网。

具体的,可以为220v的市电,也可以为380v的工业用电,或者两者兼有。

在一个具体的实施例中,所述沼气发电系统包括:沼气池以及沼气发电组件;其中,所述沼气池连接各所述用户的排污管以及用以产生沼气;所述沼气发电组件用于利用所述沼气池所产生的沼气进行发电。

具体的,沼气池可以为:固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲流布料水压式池、顶返水水压式池、分离浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式虽然多种多样,但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型。

具体的,沼气池的容量设置可以根据需要来进行,具体的例如一个村所产生的有机废物都被投入到该沼气池,与几户人家的有机废物来进行发酵所需要的容量是不一样的。

沼气发电组件可以选用以有的沼气发电机组,具体的功率可以为50-200kw或更大,例如可以20~600kw;经过实践20~600kw纯燃沼气发电机组系列产品,气耗率0.6~0.8m3/kwh(沼气热值~>21mj/m3)。

在一个具体的实施例中,所述沼气发电系统还可以包括:沼气储存装置;

所述沼气储存装置连接所述沼气池,用以存储所述沼气池产生的沼气;

所述沼气存储装置连接所述沼气发电组件,用以供给所述沼气发电组件以沼气。

具体的,沼气存储装置可以为类似于液化气罐的装置,可以对沼气进行液化,以便减小沼气的体积,也更便于存储。甚至可以直接提供液化的沼气给各用户进行使用。

在一个具体的实施例中,所述沼气存储装置中设置有沼气过滤装置,用以对所存储的沼气进行过滤处理。

具体的,过滤可以为过滤水分或者其他的有毒气体等,沼气过滤装置例如可以为:沼气脱硫脱水装置。

在另一个具体的实施例中,所述沼气过滤装置还可以包括:活性炭。

活性炭,是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳,也有排列规整的晶体碳。活性炭中除碳元素外,还包含两类掺和物:一类是化学结合的元素,主要是氧和氢,这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中,或者在活化过程中,外来的非碳元素与活性炭表面化学结合。

活性炭材料是经过加工处理所得的无定形碳,具有很大的比表面积,对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力。活性炭材料主要包括活性炭(activatedcarbon,ac)和活性炭纤维(activatedcarbonfibers,acf)等。活性炭材料作为一种性能优良的吸附剂,主要是由于其具有独特的吸附表面结构特性和表面化学性能所决定的。活性炭材料的化学性质稳定,机械强度高,耐酸、耐碱、耐热,不溶于水与有机溶剂,可以再生使用;活性炭80%-90%以上由碳元素组成,这也是活性炭为疏水性吸附剂的原因。

在一个具体的实施例中,所述沼气发电系统还包括:抽取装置;其中,所述抽取装置设置在所述沼气池内,用于抽取所述沼气池内的沼液和沼渣。

具体的抽取装置可以为泵。

在一个具体的实施例中,所述储能系统包括由多个电池组成的电池组。

具体的,电池为蓄电池,具体的可以选用,铅酸蓄电池;而常用的铅酸蓄电池主要分为三类:普通蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池。

其中,普通蓄电池:普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。

干荷蓄电池:它的全称是干式荷电铅酸蓄电池,它的主要特点是负极板有较高的储电能力,在完全干燥状态下,能在两年内保存所得到的电量,使用时,只需加入电解液,等过20—30分钟就可使用。

免维护蓄电池:免维护蓄电池由于自身结构上的优势,电解液的消耗量非常小,在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池也有两种:第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液);另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死,用户根本就不能加补充液。

以此可以根据实际的情况以及需要选取不同的铅酸蓄电池;

而除了铅酸蓄电池以外,还可以选用锂电池所组成的储能系统或者铅碳蓄电池并连所组成的储能系统,以满足更大功率的用电需要。

以此,本发明实施例提出了一种多能互补供电系统,包括:光伏发电系统、备用电源、沼气发电系统、储能系统、以及用于根据用户的用电需要对所连接的所述光伏发电系统、所述备用电源、所述沼气发电系统进行监控管理的智能监控管理平台;其中,所述光伏发电系统连接所述储能系统;所述备用电源统连接所述智能监控管理平台;所述沼气发电系统连接所述储能系统;所述储能系统连接所述智能监控管理平台;所述智能监控管理平台连接需要用电的一个或多个用户,用以给各所述用户供电。以此结合农村的具体情况,充分利用农村的资源,通过沼气发电系统以及光伏发电系统来持续进行发电,节能环保,并设置有储能系统,以此即使发生断电之后,也能维持一段时间,不会立刻断电,还可以为各用户自身节约成本,增加收益。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述,不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景,但是,本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

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