一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的制作方法

本技术专利属于沙漠治理，特别是一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统。

背景技术：

1、沙漠地区多风、云量少、日照强，如沙漠地区太阳辐射的年总辐射量为6000～6200mj/m 2 ，比同纬度地区高10％以上，比较适合光伏和风力发电。最近在荒漠、戈壁滩、沙漠等地，逐渐成为了风光资源开发的热点。

2、发明专利 cn 104025974 a 公开了一种与光伏电站相结合的沙漠治理系统的技术方案，该系统包括光伏电站系统、光伏水泵系统、沙漠给水灌溉系统、防风固系统及沙漠绿化系统，虽然该技术方案提到了光伏发电与沙漠治理相结合，但对于光伏所发电的本地化经济利用并未涉及。发明专利 cn 113924900 a 公开了一种移动式农业大棚治沙方法，该发明专利公开的方法采用光伏+移动式农业大棚的模式进行沙漠治理，该发明的技术方案虽然提到了在沙场地上建设装配式农业温室大棚，棚内进行土壤改良，待已改良的区域可作为农业用地，再向沙漠深处扩建治沙场地，将装配式农业温室大棚移建至新的治沙场地，实现人进沙退，但是对于光伏所发电的本地化更经济利用也未有涉及，缺乏成体系系统化的沙漠治理策略和技术方案。

3、由于沙漠地区经济产业资源不够丰富，对电力及其他形式能源的需求很有限，很难完全消纳通过风光资源转化来的能源；另外，受限于就地消纳能力以及电力外送渠道限制，对于解决光伏、风电的本地化更经济利用问题目前仍缺乏好的方法和技术方案。如何实现治沙的经济效益，形成良性可持续的治沙新模式的问题，值得技术人员进行深入的研究。

技术实现思路

1、本实用新型专利解决的技术问题，首先是沙漠光伏和/或风电的更高效更高价值的本地化利用问题，其次是如何将沙漠光伏和/或风电转化为宜生环境，并为该宜生环境提供冷热电等多种形式能源的问题，最终是如何实现治沙的经济效益，形成良性可持续的治沙新模式的问题。

2、本实用新型的技术方案如下：

3、一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统，其特征在于：智慧沙漠绿色宜生能源环境系统治理沙漠的技术路线为：第一，将风机、光伏产生的绿电（1）进行本地化利用，一部分绿电（1）用于本地供应电力，另一部分绿电（1）用于转化为热，热加热高温工质被储存起来，所述被储存的高温工质，在系统中没有绿电（1）时，一部分高温工质与水进行热交换生成高温高压水蒸气，高温高压水蒸气推动蒸汽轮机进行发电，另一部分高温工质与水进行热交换形成热源或冷源；第二，采用电力、热源或冷源建设宜生环境；第三，在宜生环境中通过光合作用进行无土或有土经济作物种植；第四，用所种植的经济作物进行经济动物的养殖，同时经济动物的粪便排入沙漠中以改善沙漠的适合种植性；第五，通过对外提供经济作物、经济动物、肉类及其深加工食品或者其他相关商品或服务，实现治沙的经济效益，形成良性可持续的治沙新模式。

4、一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统，其特征在于：包括绿电（1）、至少1个电储热系统（2）、至少1个蒸汽发电系统（3）、至少1个输配变电系统（4）、至少1个冷热源系统（6）、至少1个宜生能源环境装备系统（7）和至少1个宜生环境区（8）、

5、或/和至少1个空气制水系统（11）、

6、或/和至少1套分布式光热收集装置（9）及热储热系统（10）；

7、所述的绿电（1）通过电缆（12）进入电储热系统（2）；电储热系统（2）通过高温工质管路（13）与蒸汽发电系统（3）连接；蒸汽发电系统（3）通过电缆（12）与输配变电系统（4）连接；

8、所述的电储热系统（2）通过高温工质管路（13）与冷热源系统（6）连接；蒸汽发电系统（3）通过热力管路（14）与冷热源系统（6）连接；

9、所述的冷热源系统（6）通过热力管路（14）与宜生能源环境装备系统（7）连接；输配变电系统（4）通过电缆（12）与宜生能源环境装备系统（7）连接；宜生能源环境装备系统（7）通过宜生能源环境管路（16）与宜生环境区（8）连接；在没有设置空气制水系统（11）的情况下，所述宜生能源环境装备系统（7）可通过水泵抽取地下水供使用；

10、或/和冷热源系统（6）通过热力管路（14）与空气制水系统（11）连接；空气制水系统（11）通过水管路（15）与宜生能源环境装备系统（7）连接；增设空气制水系统11可提高智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的环境友好性，避免对沙漠地下水的抽取；

11、或/和分布式光热收集装置（9）通过高温工质管路（13）与热储热系统（10）连接；热储热系统（10）通过高温工质管路（13）与冷热源系统（6）连接；增设分布式光热收集装置（9）及热储热系统（10）可提高智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的能源效率，对系统的热电关联关系进行解耦。

12、进一步，一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统，其特征在于：所述的智慧沙漠绿色宜生能源环境系统通过输配变电系统（4）与外部电网（5）连接；在外部电网（5）电尖峰或高峰时段向外部电网（5）供电；来自外部电网（5）的电力作为所述的智慧沙漠绿色宜生能源环境系统安全运行的保障。

13、进一步，一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统，其特征在于：智慧沙漠绿色宜生能源环境系统特别用于沙漠治理领域；也能用于非沙漠治理领域。

14、进一步，一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统，其特征在于：所述的宜生能源环境装备系统（7）包括冷热源换热设备、空气源热泵、风机、气体分离系统设备、太阳光分解系统设备、光照系统设备、声音系统设备、人工降雨系统设备、环境气氛成分调节系统设备、消防系统设备、监测系统设备和智慧控制系统等；通过宜生能源环境装备系统（7）中的设备实现宜生环境区（8）中所需要的宜生环境。

15、进一步，一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统，其特征在于：在所述的宜生环境区（8）中设置各种传感器、监测仪器仪表，反馈宜生环境区（8）中环境信息参数到宜生能源环境装备系统（7）中设备的智慧控制系统，可实现对宜生环境区（8）中环境的温度、湿度、气压、光照模式、声音模式、刮风模式和下雨模式的智慧控制，形成宜于植物生长、养殖动物或人类生活的环境。

16、进一步，一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统，其特征在于：

17、在智慧沙漠绿色宜生能源环境系统中设置分布式光热收集装置（9）及热储热系统（10）；分布式光热收集装置（9）通过高温工质管路（13）与热储热系统（10）连接；热储热系统（10）通过高温工质管路（13）与冷热源系统（6）连接；增设分布式光热收集装置（9）及热储热系统（10）可提高智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的能源效率，对系统的热电关联关系进行解耦。

18、进一步，一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统，其特征在于：

19、在智慧沙漠绿色宜生能源环境系统中设置空气制水系统（11）；空气制水系统（11）通过水管路（15）与宜生能源环境装备系统（7）连接；增设空气制水系统（11）可提高智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的环境友好性，避免对沙漠地下水的抽取。

20、进一步，一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统，其特征在于：空气制水系统的工作原理：白天沙漠中的水被蒸发到空气中，到晚上随着气温的降低，空气中水蒸气的含量逐渐升高，富含水蒸气的空气在风机的作用下进入空气制水系统（11）；冷热源系统（6）中的冷源通过热力管路（14）进入空气制水系统（11）；富含水蒸气的空气在空气制水系统（11）中被来自冷热源系统（6）中的冷源大幅地降温，这样，水蒸气就从富含水蒸气的空气被冷凝出来形成冷凝水；冷凝水通过水管路（15）进入宜生能源环境装备系统（7）。

21、进一步，一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统，其特征在于：所述的高温工质采用熔盐；所述的宜生环境区（8）建有牧草无土栽培工厂，该牧草无土栽培工厂生产燕麦，所述的燕麦作为牛或/和羊饲料自用或/和外供实现经济收益。

22、上述技术方案中，智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的运行机制如下：

23、绿电（1）是风机发电系统所发出的风电或/和光伏发电系统所发出的光伏电；绿电（1）通过电缆（12）经过输配变电系统（4）输往外部电网（5）或本地化系统自用；

24、电储热系统（2）储能过程：当外部电网（5）不能消纳绿电（1）时，绿电（1）通过电缆（12）进入电储热系统（2）中转化为热能储存在电储热系统（2）中，从而实现电储热系统（2）储能过程；

25、电储热系统（2）放电过程：在外部电网（5）处于电尖峰或电高峰时间期间，电储热系统（2）中的高温工质通过高温工质管路（13）进入蒸汽发电系统（3）；在蒸汽发电系统（3）中，高温工质与水进行热交换将水变为高温高压水蒸气，高温高压水蒸气推动蒸汽轮机进行发电，所发出的电通过电缆经过经过输配变电系统（4）输往外部电网（5）或本地化系统自用，从而实现电储热系统（2）放电过程；

26、或/和太阳光热能被分布式光热收集装置（9）加热工质后形成高温工质，高温工质通过高温工质管路（13）进入热储热系统（10）进行储存；

27、热储热系统（10）和电储热系统（2）构成了储热系统；

28、冷源热源的产生过程：a.储存在电储热系统（2）中的高温工质通过高温工质管路（13）进入冷热源系统（6）中，在冷热源系统（6）中高温工质与水进行热交换形成水蒸气，水蒸气进入在冷热源系统（6）中的热冷变换设备（如溴化锂设备）形成冷源，或在冷热源系统（6）中高温工质与水进行热交换形成热源；

29、b.储存在热储热系统（10）中的高温工质通过高温工质管路（13）进入冷热源系统（6）中，在冷热源系统（6）中高温工质与水进行热交换形成水蒸气，水蒸气进入在冷热源系统（6）中的热冷变换设备（如溴化锂设备）形成冷源，或在冷热源系统（6）中高温工质与水进行热交换形成热源；

30、c.在蒸汽发电系统（3）中，发电后，高温高压水蒸气变为乏蒸气，乏蒸气通过热力管路（14）进入冷热源系统（6）中形成热源；

31、空气制水系统的工作原理：白天沙漠中的水被蒸发到空气中，到晚上随着气温的降低，空气中水蒸气的含量逐渐升高，富含水蒸气的空气在风机的作用下进入空气制水系统（11）；冷热源系统（6）中的冷源通过热力管路（14）进入空气制水系统（11）；富含水蒸气的空气在空气制水系统（11）中被来自冷热源系统（6）中的冷源大幅地降温，这样，水蒸气就从富含水蒸气的空气中被冷凝出来形成冷凝水；冷凝水通过水管路（15）进入宜生能源环境装备系统（7）；

32、宜生能源环境装备系统（7）和宜生环境区（8）构成了宜生能源环境系统；

33、宜生能源环境装备系统（7）包括冷热源换热设备、空气源热泵、风机、气体分离系统设备、太阳光分解系统设备、光照系统设备、声音系统设备、人工降雨系统设备、环境气氛成分调节系统设备、消防系统设备、监测系统设备和智慧控制系统等；通过宜生能源环境装备系统（7）中的设备实现宜生环境区（8）中所需要的宜生环境。

34、在宜生环境区（8）中设置各种传感器、监测仪器仪表，反馈宜生环境区（8）中环境信息参数到宜生能源环境装备系统（7）中设备的控制系统，可实现对宜生环境区（8）中环境的温度、湿度、气压、光照模式、声音模式、刮风模式和下雨模式的智慧控制，形成宜于植物生长、养殖动物或人类生活的环境。

35、本实用新型专利与现有技术相比，具有如下优点及突出性的技术效果：

36、1）解决了沙漠光伏、风电等绿电的本地化利用问题，为在沙漠之中建设绿洲提供了可能；

37、2）实现了沙漠光伏、风电等绿电的更高效更有经济价值的利用；

38、3）将沙漠光伏、风电转化为宜生的环境，并为该宜生环境提供所需的冷热电多种能源方式，为在该环境下发展多种形式的经济产业提供可能，从而实现可观的经济收益，实现良性可持续的治沙新模式。