一种综合多种绿色发电与电力平衡的社区系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种综合多种绿色发电与电力平衡的社区系统，包括绿色发电系统与电力平衡系统。所述绿色发电系统包括利用全透明光伏板全部替代了家庭普通玻璃及连接发电发热太阳能的太阳能发电系统、在家庭常见植物盆栽中设置电极的植物发电系统与置于下水道垂直管道里的水流涡轮发电机的下水道水流发电系统，三种系统同时发电，并结合蓄电池与逆变器，有效利用太阳能、植物能与水流势能进行发电，保障发电量需求。所述电力平衡系统是将相邻生态社区产生的电能与发电厂供电协调调配交互使用，将相邻生态社区的供电连接起来。该生态社区普遍推广后可有效减少环境污染，改善人们生活品质。
【专利说明】
一种综合多种绿色发电与电力平衡的社区系统
技术领域
[0001]本实用新型属于可持续发展绿色生态社区领域，尤其涉及一种综合多种绿色发电与电力平衡的社区系统。
【背景技术】
[0002]生态社区，也被称为绿色社区或可持续社区，是综合社会、经济与自然的符合生态系统的，通过维持原有的社区生态系统平衡，实现资源和能源的高效循环利用，减少废物排放，实现社区和谐、经济高效、生态良性循环的社区。
[0003]电能，当今社会之生存基石，是生态社区中至关重要的一个方面。我国现有的城市用电主要依靠火力发电，火力发电给城市带来电力能源的同时，也污染了城市的天空，排放的粉尘、二氧化硫等污染物给国民的健康带来了极大的危害。如果能让它做到循环无污染的产出，那么人类与大自然的和谐相处又朝一日必会实现的。
[0004]人类一直在尝试开发并仿照自然生态系统和人类赖以生存的生物圈，希望做到物尽其用，像大自然一样循环利用，像食物网一样，逐级转化、逐级吸收、逐级循环。这能量之来源是取之不尽、用之不竭的太阳能，是无处不在的植物能源，是看似废物的资源下水道中污水所蕴含的势能和动能，这些都是人类可以加以利用而产生人类急需却又难以意料的资源。
[0005]太阳能作为一种清洁无污染的可再生能源，取之不完、用之不竭，光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池，能够利用太阳辐射发电，并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。它有着美观、透光可控、节能发电且它不需燃料，不产生废气，无余热，无废渣，无噪音污染的优点，作为太阳能智能窗或者光伏玻璃顶棚和幕墙等等。
[0006]植物在在光合作用的过程中会吸收二氧化碳，放出氧气。如果用人工的方法控制这个产生电流的过程，就可以积累植物中的电量，为人们提供生活和工业所需的用电。电池中，当它被太阳光照射时，就会产生电流，研究表明用叶绿素制造的电池能把太阳能的30%转换成电能。
[0007]现在城市中高楼林立，下水道中的污水蕴含了大量的动能，但是这部分能源一般无人利用，污水产生的能量通常都被白白的浪费掉了。如果我们能充分利用这部分能量发电，那么不仅可以节省家庭开支，而且一旦碰到停电，还可以利用所发的电看书、学习、做作业等，这样就不会为停电而烦恼了。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足与利用上述现有技术的优点，提供一种综合多种绿色发电与电力平衡的社区系统，以每个居民居住小区为生态系统，多个居民小区组成一个大的生态圈，通过太阳能发电、植物发电与下水道水流发电综合产生的电量达到一个有经济利益的电量平衡系统。
[0009]为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:一种综合多种绿色发电与电力平衡的社区系统，包括绿色发电系统与电力平衡系统。所述绿色发电系统包括太阳能发电、植物发电与下水道水流发电，三种发电方式同时工作，为生态社区提供必要的电能。
[0010]所述太阳能发电系统中利用高透明高转换率的光伏板全部替代家庭普通玻璃，利用发电发热两用的太阳能热水器，与高透明光伏板相接充分利用太阳能。
[0011]所述植物能发电系统，在家庭常见植物盆栽中设置一些电极，利用植物的光合作用产生电量。
[0012]所述水道污水发电系统，是一种利用下水道污水所含能量发电的下水道水流发电装置，包括设置于下水道垂直管道里的水流涡轮发电机，利用水的落差来发电，充分利用下水道中排出的污水中的能量，做到变废为宝。
[0013]所述电力平衡系统，以每个居民居住小区为生态系统，多个居民小区组成一个大的生态圈，在一个生态社区系统内一定区域相近的多个生态社区，通过电力平衡系统将各个社区产生的电能进行循环交互达到一个有经济利益的电量平衡系统即产生电量多的居民区把多余电量出售给电需求量较大的居民小区。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型中绿色发电系统示意图；
[0015]图2是本实用新型中电力平衡系统示意图。
【具体实施方式】
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[0016]如图1所示的绿色供电系统，由太阳能发电系统、植物发电系统、下水道水流发电系统、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。
[0017]所述的太阳能供电系统的核心部分是太阳能电池组，本实用新型利用全透明光伏板作为太阳能电池组，替代所有向阳面窗户玻璃，并且与发电发热两用的太阳能热水器相接，节约楼顶空间资源，提高太阳能利用效率。
[0018]所述的植物发电装置，经过实验验证，两棵普普通通的马铃薯充当正负两极，就可以产生电能，点亮数码管时钟，充分证明该技术已经可以成熟地运用在生态社区的电能来源之中，虽然电量微弱，但持续时间稳定，也是一项不可忽视的电源之一。
[0019]所述的下水道水流发电装置，其特征在于在下水道垂直管道里设置水流涡轮发电机，包含下水管、发电机、蓄电池、水轮及导流板;下水管接在下水道总管中，水轮装在下水管中，导流板装在水轮的上方，引导水流始终冲动水轮的一侧使其向一个方向转动;发电机装在下水管之外，发电机的轴与水轮的轴连接;蓄电池的正、负端与发电机的正、负输出端并联。
[0020]所述蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。太阳能蓄电池是蓄电池在太阳能光伏发电中的应用，主要采用铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池，胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。国内广泛使用的太阳能蓄电池主要是:铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池，这两类蓄电池，因为其固有的"免"维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能可靠的太阳能电源系统，特别是无人值守的工作站。
[0021 ] 所述的逆变器是使用DC-AC逆变器，太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC，为能向220VAC的电器提供电能，DC-AC逆变器将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能。
[0022]如图2所示的电力平衡系统，假设系统为一特定区域内相近的三个生态社区(以下简称小区)，通过绿色发电方式产生的方式所有电能为yl、y2、y3，三个小区通过此方式产生的电量相同即71 = 72 = 73>0，每个小区耗电量不同即11^^2^^3(三者均大于零)，供电局为每个小区分别供给补充电量为ala2a3X)。
[0023]以上变量满足基本公式xl=yl+al，x2 = y2+a2，x3 = y3+a3。
[0024]若y>X，
[0025]当三个小区的供电大于耗电时，贝Ij有产电余量bl=yl_xl，b2 = y2-x2，b3 = y3-x3。
[0026]若y〈X，
[0027]当耗电量过大时，xl= yl+al+b23，x2 = y2+a2+bl3，x3 = y3+a3+bl2，优先级 b>a。
[0028]当三个小区均处于耗能状态时，则满足xl =yl+al，x2 = y2+a2，x3 = y3+a3。
[0029]当三个小区有一个处于耗能状态时，则有xl=yl+al+b23或x2 = y2+a2+bl3或x3 =y3+a3+bl2，其中b23 = 01b2+y lb3(01, γ I彡O)，bl3 = a2bl+γ 2b3(a2，γ 2彡0)，bl2 = a3bl+P3b2(a3,P3^0)，优先级α>β> γ。
[0030]当三个小区有两个处于耗能状态时(假设小区I与小区2)，则有xl= yl+al+0b3和x2 = y2+a2+(l_9)b3，其中(0〈θ〈1)。
[0031]电力平衡系统目前已被一些大型企业社区应用，电量平衡算法多样，在此不再赘述，仅举上述一种应用案例，其它电力平衡算法在本生态社区中也可应用。
[0032]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种综合多种绿色发电与电力平衡的社区系统，其特征在于:包括绿色发电系统和电力平衡系统，这两种系统相辅相成，共同作用于该生态社区； 所述绿色发电系统，包括家用太阳能发电系统、植物发电系统、下水道水流发电系统、蓄电池和逆变器，太阳能发电系统、植物发电系统、下水道水流发电系统分别与蓄电池连接，所述蓄电池与所述逆变器连接，通过所述逆变器与家用负载电器设备连接，所述太阳能发电系统、植物发电系统、下水道水流发电系统同时运行发电； 所述电力平衡系统，该生态社区通过电力平衡系统与其它生态社区和电力局互相连接，通过电力平衡系统将各个生态社区产生的电能进行循环交互有效利用。2.如权利要求1所述的一种综合多种绿色发电与电力平衡的社区系统，其中的太阳能发电系统，采用全透明光伏板，并且与发电发热两用的太阳能热水器连接。3.如权利要求1所述的一种综合多种绿色发电与电力平衡的社区系统，其中的植物发电系统，在植物盆栽中设置电极将电量存储于蓄电池中。4.如权利要求1所述的一种综合多种绿色发电与电力平衡的社区系统，其中的下水道水流发电系统，在下水道垂直管道里设置水流涡轮发电机，包含下水管、发电机、蓄电池、水轮及导流板;下水管接在下水道总管中，水轮装在下水管中，导流板装在水轮的上方，引导水流始终冲动水轮的一侧使其向一个方向转动;发电机装在下水管之外，发电机的轴与水轮的轴连接;蓄电池的正、负端与发电机的正、负输出端并联。
【文档编号】H02J3/38GK205544328SQ201620199593
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】刘运凯, 贾博文, 甄艳洁
【申请人】刘运凯, 贾博文, 甄艳洁