一种模块化屋顶绿化产电装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种模块化屋顶绿化产电装置，包括：电池系统、植物和灌溉系统；其中电池系统包括壳体反应器，阴、阳极电极，导电系统和外部用电器；阴、阳极电极分别设置在壳体反应器内部上方和下方，并通过导电系统与外部用电器相连；灌溉系统设置在壳体反应器上，植物种植在壳体反应器内。导电系统的阴、阳极导电装置，分别设置在壳体反应器侧面相对位置，阳、阴极导电装置形状相互契合。本发明可实现生物产电装置与屋顶绿化相结合，在发挥屋顶绿化作用的同时，附加产电特性。其模块化设计，便于安装，维护方便。
【专利说明】
一种模块化屋顶绿化产电装置
技术领域
[0001]本发明涉及属于节能环保邻域，特别是涉及一种模块化的具备产电功能的屋顶绿化装置。
【背景技术】
[0002]屋顶绿化作为城市绿化的重要补充，是对城市建筑生态环境的再修复，是治理城市“沙漠化”的有力手段和重要措施，提高城市绿化覆盖减少城市热岛效应，缓解雨水屋面溢流，保持建筑冬暖夏凉，节约能源消耗。屋顶绿化有着极大的发展前景。
[0003]屋顶绿化系统是一个由植物-土壤-微生物组成的生态系统，最新的科学研究表明，土壤中的微生物在适宜的情况下，可以将土壤中的有机质转化为电能。根据这一科学原理，如果通过设计合理的屋顶绿化模块结构，营造土壤中微生物适宜的产电条件，并通过电能收集装置，就可以实现将太阳能转化为电能的功能。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种模块化屋顶绿化产电装置。本发明所涉及的模块化屋顶绿化产电装置，包括植物、电池系统和灌溉系统，利用植物与微生物的作用产生电能。其具体技术方案如下:
一种模块化屋顶绿化产电装置，包括电池系统、植物和灌溉系统;所述电池系统包括壳体反应器、阴极电极、阳极电极、导电系统和外部用电器;所述阴极电极和阳极电极分别设置在壳体反应器内部上方和下方；阳极电极和阴极电极通过导电系统分别与外部用电器正负极相连；灌溉系统设置在壳体反应器上；所述灌溉系统包括储水槽、灌溉管和水位控制器;壳体反应器内部上方与空气接触处种有植物。
[0005]进一步的，所述导电系统包括阳极导电装置和阴极导电装置；阳极导电装置设置在壳体反应器侧面，阳极导电装置向内阳极电极相连；阴极导电装置设置在与阳极导电装置位置相对的壳体反应器侧面上，向内与阴极电极相连；阳极导电装置与阴极导电装置形状相互契合。
[0006]进一步的，所述植物种植在壳体反应器内，光合作用后，植物根际分泌物直接为阳极电极附近土壤中的微生物群提供养料，微生物群分解这些有机物，将电子传递给阳极电极，阳极电极作为电子接受体，并通过电路将电子传递到阴极电极，形成电流。
[0007]进一步的，所述阳极电极设置植物根系的下方。
[0008]进一步的，所述储水槽可储存一定水量，在液压的作用下，通过在植物根系附近的灌溉管为植物不断提供水分等植物所需营养液，水位控制器可使储水槽内的液体水位稳定，可以不断提供给植物水分。
[0009]进一步的，所述壳体反应器两侧的导电装置具有拼接作用，将一个壳体反应器的阳极导电装置与另一个壳体反应器的阴极导电装置相契合，即可将两个壳体反应器串联。
[0010]进一步的，所述植物为黑麦草、水甜茅、大米草、野古草、美人蕉、菖蒲、象草、粉黛万年青、小白掌、铜钱草、水兰，风信子、水葫芦，鸭舌草，马来眼子菜，水盾草中的一种或两种或两种以上。
[0011]进一步的，所述阴极电极和阳极电极材料均为石墨毡、碳纸、碳布、碳刷、碳颗粒、碳毡、活性碳纤维、碳纳米管中的一种或两种或三种。
[0012]进一步的，所述灌溉管设置在与植物根系同一水平面上;灌溉管与储水槽相连通，灌溉管管身设有出水孔。
[0013]进一步的，所述壳体反应器底部设有排水孔，底部四个角分别设有支撑脚。
[0014]本发明的模块化屋顶绿化产电装置，保留了原有屋顶绿化的功能，又附加了产电的功能，进一步起到了节能减排的作用，其模块化设计，安装简便，性能稳定，具有广泛的应用场合，发展前景良好。该装置利用屋顶空地，种植植物，不仅起到绿化作用，还可以持续供电，且该装置操作方便，成本低廉，绿色环保，节能明显，维护方便且成本较低。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的整体结构图。
[0016]图2是本发明的局部结构图一。
[0017]图3是本发明的局部结构图二。
[0018]图4是发明的第一方向的截面图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0020]如图1-4所示，本发明的模块化屋顶绿化产电装置，包括电池系统1、植物2和灌溉系统3;电池系统I包括壳体反应器1.1、阴极电极1.2、阳极电极1.3、导电系统1.4和外部用电器1.5;所述阴极电极1.2和阳极电极1.3分别设置在壳体反应器1.1内部上方和下方；阳极电极1.3和阴极电极1.2通过导电系统1.4分别与外部用电器1.5正负极相连;灌溉系统3设置在壳体反应器1.1上;壳体反应器1.1内部上方与空气接触处种有植物2;导电系统1.4包括阳极导电装置1.4.1和阴极导电装置1.4.2;阳极导电装置1.4.1设置在壳体反应器1.1侧面，阳极导电装置1.4.1向内阳极电极1.3相连;阴极导电装置1.4.2设置在与阳极导电装置1.4.1位置相对的壳体反应器1.1侧面上，向内与阴极电极1.2相连；阳极导电装置1.4.1与阴极导电装置1.4.2形状相互契合。
[0021]植物2种植在壳体反应器1.1内，光合作用后，植物2根际分泌物直接为阳极电极
1.3附近土壤中的微生物群提供养料，微生物群分解这些有机物，将电子传递给阳极电极1.3，阳极电极1.3作为电子接受体，并通过电路将电子传递到阴极电极1.2，形成电流。阳极电极1.3设置植物2根系的下方，可以更好提高有机物利用率。
[0022]所述灌溉系统包括储水槽3.1、灌溉管3.2和水位控制器;储水槽3.1可储存一定水量，在液压的作用下，通过在植物2根系附近的灌溉管3.2为植物2不断提供水分等植物所需营养液，另外水位控制器可使储水槽3.1内的液体水位稳定，可以不断提供给植物2水分。
[0023]壳体反应器1.1两侧的导电装置具有拼接作用，将一个壳体反应器1.1的阳极导电装置1.4.1与另一个壳体反应器1.1的阴极导电装置1.4.2相契合，即可将两个壳体反应器串联，这样可以将有限个屋顶绿化产电装置串联起来，达到外部用电器1.5所需电压，使用电器正常工作。
[0024]所用植物为黑麦草，在自然条件下运行2个月(3?5月，中国杭州)，单个屋顶绿化模块化产电装置的能够产生的电压为0.2?0.5V，期间未进行特别的维护。
[0025]植物还可以为水甜茅、大米草、野古草、美人蕉、菖蒲、象草、粉黛万年青、小白掌，铜钱草、水兰，风信子、水葫芦，鸭舌草，马来眼子菜，水盾草中的一种或两种或两种以上。
[0026]本发明所述的电池系统包括壳体反应器、阴极电极、阳极电极、导电系统和外部用电器，用于收集植物-微生物产生的电流。阴极电极和阳极电极材料均为石墨毡、碳纸、碳布、碳刷、碳颗粒、碳毡、活性碳纤维、碳纳米管中的一种或两种或三种。
[0027]灌溉管3.2设置在与植物根系同一水平面上;灌溉管3.2与储水槽3.1相连通，灌溉管3.2管身设有出水孔。储水槽3.1储存大量液体，在液压的作用下，通过在植物根系附近的灌溉管3.2为植物不断提供水分等植物所需营养液，另外水位控制器可使储水槽内的液体水位稳定，使可以不断提供给植物水分。灌溉管3.2与储水槽3.1相连的一端设有控制阀。
[0028]本发明针对壳体反应器进行了模块化设计，两侧的导电装置具有拼接作用，将单个壳体反应器上的阳极导电装置与另一个壳体反应器上的阴极导线装置相契合，即可将两个壳体反应器串联，以这样的方式，可将有限个壳体反应器串联起来，达到外部用电器所需电压，使用电器正常工作。壳体反应器底部设有排水孔，底部四个角分别设有支撑脚。
【主权项】
1.一种模块化屋顶绿化产电装置，包括电池系统(I)、植物(2)和灌溉系统(3);其特征在于:所述电池系统(I)包括壳体反应器(1.1)、阴极电极(1.2)、阳极电极(1.3)、导电系统(1.4)和外部用电器(1.5);所述阴极电极(1.2)和阳极电极(1.3)分别设置在壳体反应器(1.1)内部上方和下方；阳极电极(1.3)和阴极电极(1.2)通过导电系统(1.4)分别与外部用电器(1.5)正负极相连;灌溉系统(3)设置在壳体反应器(1.1)上;所述灌溉系统包括储水槽(3.1)、灌溉管(3.2)和水位控制器;壳体反应器(1.1)内部上方与空气接触处种有植物(2)。2.如权利要求1所述的模块化屋顶绿化产电装置，其特征在于:所述导电系统(1.4)包括阳极导电装置(1.4.1)和阴极导电装置(1.4.2);阳极导电装置(1.4.1)设置在壳体反应器(1.1)侧面，阳极导电装置(1.4.1)向内阳极电极(1.3)相连；阴极导电装置(1.4.2)设置在与阳极导电装置(1.4.1)位置相对的壳体反应器(1.1)侧面上，向内与阴极电极(1.2)相连；阳极导电装置(1.4.1)与阴极导电装置(1.4.2)形状相互契合。3.如权利要求1所述的模块化屋顶绿化产电装置，其特征在于:所述植物(2)种植在壳体反应器(1.1)内，光合作用后，植物(2)根际分泌物直接为阳极电极(1.3)附近土壤中的微生物群提供养料，微生物群分解这些有机物，将电子传递给阳极电极(1.3)，阳极电极(1.3)作为电子接受体，并通过电路将电子传递到阴极电极(1.2)，形成电流。4.如权利要求1所述的模块化屋顶绿化产电装置，其特征在于:所述阳极电极(1.3)设置植物(2)根系的下方。5.如权利要求1所述的模块化屋顶绿化产电装置，其特征在于:所述储水槽(3.1)可储存一定水量，在液压的作用下，通过在植物(2)根系附近的灌溉管(3.2)为植物(2)不断提供水分等植物所需营养液，水位控制器可使储水槽(3.1)内的液体水位稳定，可以不断提供给植物(2)水分。6.如权利要求2所述的模块化屋顶绿化产电装置，其特征在于:所述壳体反应器(1.1)两侧的导电装置具有拼接作用，将一个壳体反应器(1.1)的阳极导电装置(1.4.1)与另一个壳体反应器(1.1)的阴极导电装置(1.4.2)相契合，即可将两个壳体反应器串联。7.如权利要求1或2所述的模块化屋顶绿化产电装置，其特征在于:所述植物为黑麦草、水甜茅、大米草、野古草、美人蕉、菖蒲、象草、粉黛万年青、小白掌、铜钱草、水兰，风信子、水葫芦，鸭舌草，马来眼子菜，水盾草中的一种或两种或两种以上。8.如权利要求2所述的模块化屋顶绿化产电装置，其特征在于:所述阴极电极和阳极电极材料均为石墨毡、碳纸、碳布、碳刷、碳颗粒、碳毡、活性碳纤维、碳纳米管中的一种或两种或二种。9.如权利要求5所述的模块化屋顶绿化产电装置，其特征在于:所述灌溉管(3.2)设置在与植物根系同一水平面上;灌溉管(3.2)与储水槽(3.1)相连通，灌溉管(3.2)管身设有出水孔。10.如权利要求1所述的模块化屋顶绿化产电装置，其特征在于:所述壳体反应器(1.1)底部设有排水孔，底部四个角分别设有支撑脚。
【文档编号】H01M8/16GK105993905SQ201610587897
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月25日
【发明人】李金页, 郭珍妮, 杨超颖, 胡新华, 崔晓娜, 胡洋, 周慧芬
【申请人】中国计量大学