基于盐差发电的能源自给型智能农场系统的制作方法

文档序号:17046919发布日期:2019-03-05 19:41阅读:266来源:国知局
基于盐差发电的能源自给型智能农场系统的制作方法
本发明涉及一种智能农场系统,具体涉及一种基于盐差发电的能源自给型智能农场系统。
背景技术
:水-能源-粮食纽带是指,理解水、能源、粮食资源之间的关系并有效利用资源的综合管理技术。作为水-能源-粮食纽带的中心的智能农场是指,根据温室环境和农作物生长状态的实时传感信息,保持最佳环境条件以及控制养液,以提高农作物的生产率和质量的农业ict融合技术。更广泛意义上的智能农场还包括,在露地农业、水耕栽培、设施园艺、畜牧等农畜业领域中,将ict融合技术应用到农畜产品的生产、流通、消费的全周期过程,由此改善农村生活质量的农业形态。智能农场在运营及管理设施时会消耗很多的能源,为了确保整个系统的高效率,为了有效运营管理智能农场,智能农场的能源应当以自给自足的方式稳定地供应,且以环保的方式供应生长原料。因此,需要开发一种能源自给型智能农场系统。技术实现要素:技术问题本发明提供一种基于盐差发电的能源自给型智能农场系统,所述系统能够利用盐差发电提供运营管理智能农场所需的能源,以及能够根据农作物的种类针对性地供应最合适的生长原料。技术方案本发明的一实施例提供一种基于盐差发电的能源自给型智能农场系统,所述系统包括:用于种植农作物的农场设施;及盐差发电装置,其接收高浓度溶液和低浓度溶液,并利用所述高浓度溶液和所述低浓度溶液之间的浓度差生产电力,并提供所述农作物生长所需的生长原料,其中所述高浓度溶液包含选自由过滤污废水、食物垃圾酸发酵液、二氧化碳吸收液、过滤液肥及肥料溶液组成的群组中的至少一种,所述低浓度溶液的浓度低于所述高浓度溶液。本发明的另一实施例提供一种能源自给型智能农场系统,所述系统包括:用于种植农作物的农场设施;盐差发电装置,其接收高浓度溶液和低浓度溶液,并利用所述高浓度溶液和所述低浓度溶液之间的浓度差生产电力,并提供所述农作物生长所需的生长原料,其中所述高浓度溶液包含选自由过滤污废水、食物垃圾酸发酵液、二氧化碳吸收液、过滤液肥及肥料溶液组成的群组中的至少一种,所述低浓度溶液的浓度低于所述高浓度溶液;大容量盐差发电装置,其接收高浓度盐水和所述高浓度溶液中的任一种以及所述低浓度溶液,从而生产电力;及储能系统,其用于储存所述盐差发电装置及所述大容量盐差发电装置生产的电力,并向所述农场设施供应所述电力。技术效果根据本发明,智能农场系统能够利用淡水、废料或肥料溶液之间的浓度差,生产电力,同时能够供应适于农作物生长的浓度的生长原料。因此,智能农场系统能够实现能源自给自足,有助于农作物的有效生长,从而解决水-能源-粮食纽带问题。因此,智能农场系统可应用到智能农场连锁企业、环保城市、具有抗老化职能的城市、大型环保水-能源-废料自给型智能城市等。附图说明图1是根据本发明第一实施例的智能农场系统的结构图;图2至图4是图1所示智能农场系统的变形例;图5是根据本发明第二实施例的智能农场系统的结构图;图6是根据本发明第三实施例的智能农场系统的结构图;图7是根据本发明第四实施例的智能农场系统的结构图;图8及图9是示出盐差太阳能复合发电装置的第一实施例的立体图及侧视图;图10是用于说明盐差太阳能复合发电装置的第一实施例中的第一溶液导入部及第一导入构件的分解立体图及后视图;图11是示出盐差太阳能复合发电装置的第一实施例的分解立体图;图12及图13是用于说明盐差太阳能复合发电装置的盐差发电单元的立体图及示意图;图14及图15是示出盐差太阳能复合发电装置的第二实施例的立体图及侧视图;图16是示出盐差太阳能复合发电装置的第二实施例的分解立体图;图17是通过图7所示智能农场系统中的盐差太阳能复合发电装置,根据盐差发电装置的淡水及盐水溶液的温度变化表示能量密度的图表;图18及图19是根据本发明第三实施例的盐差太阳能复合发电装置的立体图及侧视图;图20至图22是用于说明根据本发明一实施例的盐差太阳能复合发电系统的立体图;图23是将本发明第一至第四实施例的智能农场系统整合成一综合系统的结构图;图24是图1所示智能农场系统中按照化学肥料成分的种类及结构来表示盐差发电装置能量密度的图表;图25是图1所示智能农场系统中盐差发电装置的开路电压(opencircuitvoltage,ocv)的图表;图26是图1所示智能农场系统中利用化学肥料成分的盐差发电装置根据淡水流量变化表示能量密度的图表;图27是图1所示智能农场系统中将废咖啡液作为肥料溶液使用且将河水作为淡水使用的盐差发电装置的能量密度的图表;图28是图1所示智能农场系统中将kno3作为肥料溶液使用且将废咖啡液作为淡水使用的盐差发电装置的能量密度的图表;图29是图1或图6所示智能农场系统中将从猪粪料获得的液肥作为肥料溶液使用且将河水作为淡水使用的盐差发电装置的能量密度的图表;图30是图1所示智能农场系统中将二氧化碳吸收液作为肥料溶液使用且将河水作为淡水使用的盐差发电装置的二氧化碳吸收液的浓度变化的图表;图31是图1所示智能农场系统中将二氧化碳吸收液作为肥料溶液使用且将河水作为淡水使用的盐差发电装置的淡水溶液的浓度变化的图表。附图标记说明100、200、300、400、500:智能农场系统10:农场设施11、211、311:传感器12:机电设备20:盐差发电装置20a:第一盐差发电装置20b:第二盐差发电装置30:储能部41:低浓度溶液供应部42:浓缩溶液供应部43:高浓度溶液供应部50:中央控制装置55:用户移动终端60:稀释生长原料供应部61:浓度计62:三通阀70:正向渗透单元71:半透膜270:微生物培养装置280:有用资源回收装置290:有用资源320:独立型盐差发电装置340:胶囊具体实施方式下面,参照附图对本发明的实施例进行详细说明,使得本发明所属
技术领域
的普通技术人员能够容易实施本发明。本发明具有多种不同的实施方式,并不限定于说明书中的实施例。在说明书中未被提及的与太阳能电池板及盐差发电装置(反向电渗析发电装置)有关的构成要素使用现有的结构时,本领域普通技术人员可根据使用目的及条件进行适当的选择。另外,说明书中全文中记载的‘连接、设置、安装’是指,利用螺栓和螺母进行的固定连接,但本领域普通技术人员还可适当选择螺栓螺母以外的其他连接构件。图1是根据本发明第一实施例的智能农场系统的结构图。参照图1,第一实施例的智能农场系统100包括:用于种植农作物的农场设施10、利用低浓度溶液和高浓度溶液进行发电的盐差发电装置20、用于储存电力的储能系统30、及中央控制装置50。盐差发电装置20连接于低浓度溶液供应部41及高浓度溶液供应部42,且通过中央控制装置50得到控制。农场设施10可以是普通的开放型农场设施、或者如温室一样的建筑物。农场设施10包含至少一个用于检测温度、湿度、光量、风向、风速、植物生长等的各种传感器11,还包括用于运营农场设施10且可进行通信的机电设备12。传感器11可包括附着在土壤或水培液上以检测湿度、温度、ph、营养程度等的传感器、用于检测温室内部光量的传感器、及附着在农作物上以监控农作物生长的传感器等。机电设备12可包括用于调节温度的冷气机/取暖器、用于换气的排气扇、用于控制灌溉的机器、提供光照的照明装置及可与中央控制装置进行通信的装置等。低浓度溶液(淡水)供应部41可包括用于输送来自淡水源的低浓度溶液(0.005~1.0wt%)的第一管道l1、及设在第一管道l1上的第一泵p1。淡水源可包含一般淡水、地下水、自来水、污水放流水、河水、一般农业用水、洗涤水、冷却水及它们的混合溶液中的至少一种,但并不限于此。高浓度溶液供应部42可包括用于输送高浓度溶液(1.0~50.0wt%)的第二管道l2、及设在第二管道l2上的第二泵p2。高浓度溶液可选自由过滤污废水、食物垃圾酸发酵液、二氧化碳吸收液、过滤液肥及肥料溶液组成的群组中的至少一种,且该高浓度溶液并不是海水。过滤液肥可以是如下过滤液:废咖啡提取液、麻渣发酵液、青草液肥、利用采摘果实的发酵液、青草麻渣液肥、糖蜜液肥、米酒液肥、发酵液肥、中药液肥、利用蛋壳的钙液肥、辣白菜液肥、牛奶液肥、微生物液肥、海鲜液肥、牲畜粪料液肥及其他有机液肥等。肥料溶液是普通的化学肥料溶液,可包含urea、nh4no3、nh4cl、ca(no3)2、nh4h2po4、nano3、kno3、(nh4)2so4、kh2po4、(nh4)2hpo4、k2so4及kcl中的至少一种。盐差发电装置20连接于第一管道l1及第二管道l2以接收低浓度溶液和高浓度溶液,并利用低浓度溶液与高浓度溶液之间的浓度差生产电力,且排出生长原料(稀释养液或碳酸水)并将其供应给农场设施10的农作物10。具体而言,生长原料可经由农场设施10的土壤或水培液最终供应到农作物10。盐差发电装置20可以是反向电渗析(reverseelectrodialysis,red)装置。反向电渗析装置包括:阳离子交换膜和阴离子交换膜交替排列而成的电池堆、及设于电池堆两端部的电极(氧化电极和还原电极)。如果向电池堆供应高浓度溶液和低浓度溶液,阴离子向阴离子交换膜侧移动且阳离子向阳离子交换膜侧移动从而产生电位差,在电极上发生的氧化还原反应使得产生电子流动,最终实现发电。为了在电极上产生电子流动,利用上述氧化还原反应之外,还可利用蓄电式离子去除/吸附方式。一般而言,相比于水经由分离膜移动的方式产生电力的压力延迟渗透方法,反向电渗析方法原理上分离膜表面发生污染的程度低,使得对于盐差发电时所使用的高浓度溶液及低浓度溶液的预处理能源费用也会降低,从而在盐差发电的长期稳定性及能源效率方面具有优势。盐差发电装置20生产的电力可全部储存到储能部30,或者分给储能部30、农场设施10及中央控制装置50。储能部30用于储存盐差发电装置20生产的电力,并向传感器11、机电设备12及中央控制装置50供应电力。盐差发电装置20可通过低浓度溶液与高浓度溶液之间的大的浓度差,生产出运营农场设施10所需的充足的电力。中央控制装置50与传感器11、机电设备12及盐差发电装置20电连接,其根据传感器11的检测信号通过预先设定的程序控制盐差发电装置20的驱动。具体而言,中央控制装置50可通过控制第一泵p1和第二泵p2的操作,从而精确控制供应给盐差发电装置20的低浓度溶液和高浓度溶液的流量,或者中央控制装置50可直接启动/关闭盐差发电装置20的操作。另外,中央控制装置可无线接收来自各个传感器的大数据。并且,中央控制装置50可以是基于人工智能的中央控制装置,该中央控制装置通过人工智能分析生长环境的大数据,并将该数据再次应用到控制操作中。并且,中央控制装置50可将分析及监控的数据与用户的移动控制装置55互相通信。高浓度溶液可以是浓度在1wt%至50wt%范围内的高浓缩溶液。因此,即使生长原料被盐差发电装置20降低浓度后排出,但把该生长原料直接供应给农作物的话,其浓度仍然会较高。此时,应当稀释农作物的生长原料,然后供应给农作物。生长原料稀释供应部60可包含:连接设置在盐差发电装置20和农场设施10的第三管道l3、设在第三管道l3上的浓度计61和三通阀62、连接设置在三通阀62的第二出口op2和第二管道l2的第四管道l4。三通阀62包含使生长原料溶液流入的入口ip、朝向农场设施10设置的第一出口op1、及连接于第四管道l4的第二出口op2。三通阀62根据浓度计61的测量结果开放第一出口op1和第二出口op2中的任一个,从而控制稀释后的农作物生长原料溶液的供应方向。例如,在中央控制装置50预先设置有每个农作物的最适浓度范围,浓度计61可通过测量在第三管道l3内流动着的农作物生长原料的浓度,从而将测量信号输出到中央控制装置50。中央控制装置50将测量信号与设定范围比较后,如果测量信号满足设定范围,则开放三通阀62的第一出口op1,从而将生长原料供应给农作物。另外,当测量信号不满足设定范围时,中央控制装置50开放三通阀62的第二出口op2,将生长原料输送给第二管道l2。输送至第二管道l2的生长原料与高浓度溶液混合,然后再次供应至盐差发电装置20。现有的盐差发电装置20使用淡水和海水作为盐差发电的原料,但为了供给海水,其设置条件限于靠近海岸的位置。另外,海水中含有的大量nacl盐可能会损害农作物,因此其适用范围相当受限。相反,根据本发明第一实施例的农场设施10,可以使用周边的各种肥料及废料或从该些废料获得的原料,因此农场设施的设置位置不受限制。尤其是,可以使用农场设施10周边的废料或从周边可容易获取的肥料来代替海水,所述废料是从化粪池获得的过滤污废水;从食物垃圾处理厂获得的食物垃圾酸发酵液;从用于吸收二氧化碳的二氧化碳捕集装置获得的二氧化碳吸收液,其中二氧化碳是从燃烧排气设施的燃烧废气排出的二氧化碳;从畜舍的粪尿获得的过滤液肥等,淡水可以使用从地下水、自来水、污水放流水、河水、水库及从其他农业用水获得的水,通过盐差发电装置20转化成能量的同时生成植物生长时所需的生长原料。因此,智能农场系统100运用人们回避、厌恶的设施能够实现能源自给自足,并有效调节农作物的生长,实现废料再利用的良性循环结构。即,能够同时解决环境和能源问题,从而可应用到智能农场连锁企业、环保城市、具有抗老化职能的城市、大型环保水-能源-废料自给型智能城市、大型环保水-能源-粮食自给型智能城市等。图2至图4是根据本发明第一实施例的智能农场系统的各种变形实施例。为了简单地示出附图,附图中以黑色方框表示农场设施10、储能部30、中央控制装置50及农场设施10,并省略无线通信信号。另外,高浓度溶液42以液肥为例进行说明。参照图2,第一变形例100a以上述第一实施例的结构为基础,进一步包含位于盐差发电装置20前端的正向渗透单元70。正向渗透单元70包含由半透膜71分离的第一流道ch1和第二流道ch2。低浓度溶液(淡水)供应部41可包含用于将来自淡水源的淡水输送至盐差发电装置20的第一管道l1、设在第一管道l1上的第一泵p1、将来自淡水源的淡水供应至正向渗透单元70的第二流道ch2的第五管道l5、及设在第五管道l5的第三泵p3。液肥供应部42可包含向正向渗透单元70的第一流道ch1供应液肥的第二管道l2、及设在第二管道l2的第二泵p2。如果向正向渗透单元70的第一流道ch1供应液肥,向第二流道ch2供应淡水,则因液肥与淡水之间的渗透压导致淡水中的水透过半透膜71移动到第一流道ch1。其结果,首次稀释肥料溶液从第一流道ch1的出口排出,淡水从第二流道ch2的出口排出。从第一流道ch1排出的首次稀释肥料溶液被供应给盐差发电装置20,从第二流道ch2排出的淡水输送至第一管道l1后再次供应给盐差发电装置20。盐差发电装置20利用淡水与首次稀释肥料溶液之间的浓度差生产电力,并排出二次稀释肥料溶液并将其供应给农作物。浓度计61测量二次稀释肥料溶液的浓度,如果测得的浓度满足设定范围,则开放三通阀62的第一出口op1,将二次稀释肥料溶液供应给农作物。相反地,如果测得的浓度不满足设定范围,则开放三通阀62的第二出口op2,把二次稀释肥料溶液输送到第二管道l2与液肥混合,然后再次供应给正向渗透单元70。中央控制装置50对传感器11、盐差发电装置20及正向渗透单元70进行控制,其根据传感器11的检测信号通过预先设定的程序控制盐差发电装置20的正向渗透单元70的驱动。具体而言,中央控制装置50可与第一泵p1、第二泵p2及第三泵p3电连接。中央控制装置50可通过控制第二泵p2和第三泵p3的操作来精确地控制供应给正向渗透单元70的液肥和淡水的流量。另外,中央控制装置50可根据从正向渗透单元70的第一流道ch1排出的首次稀释肥料溶液的流量,控制第一泵p1的操作,由此能够精确地控制供应给盐差发电装置20的淡水的流量。参照图3,第二变形例100b与第一变形例(图2的100a)的结构相似,不同之处在于第二变形例中正向渗透单元70位于盐差发电装置20的后端。正向渗透单元70包含由半透膜71分离的第一流道ch1和第二流道ch2。低浓度溶液(淡水)供应部41可包含将来自淡水源的淡水输送至盐差发电装置20的第一管道l1、设在第一管道l1上的第一泵p1、将来自淡水源的淡水供应至正向渗透单元70的第二流道ch2的第五管道l5、及设在第五管道l5的第三泵p3。液肥供应部42可包含将液肥供应给盐差发电装置20的第二管道l2、及设在第二管道l2上的第二泵p2。盐差发电装置20利用淡水与液肥之间的浓度差生产电力,并将排出的首次稀释肥料溶液供应给正向渗透单元70的第一流道ch1。在正向渗透单元70中,因首次稀释肥料溶液与淡水之间的渗透压导致淡水中的水透过半透膜71移动到第一流道ch1。其结果,二次稀释肥料溶液从第一流道ch1的出口排出,淡水从第二流道ch2的出口排出。从第一流道ch1排出的二次稀释肥料溶液供应给农场设施的农作物,从第二流道ch2排出的淡水输送至第五管道l5后再次供应给正向渗透单元70。浓度计61测量二次稀释肥料溶液的浓度,如果测得的浓度满足设定范围,则开放三通阀62的第一出口op1,将二次稀释肥料溶液供应给农作物。相反地,如果测得的浓度不满足设定范围,则开放三通阀62的第二出口op2,把二次稀释肥料溶液输送到第二管道l2与液肥混合,然后再次供应给盐差发电装置20。中央控制装置50对传感器11、盐差发电装置20及正向渗透单元70进行控制,其根据传感器11的检测信号通过预先设定的程序控制盐差发电装置20的正向渗透单元70的驱动。具体而言,中央控制装置50可通过控制第一泵p1和第二泵p2的操作来精确地控制供应给盐差发电装置20的淡水和液肥的流量。另外,中央控制装置50可根据从盐差发电装置20排出的首次稀释肥料溶液的流量,控制第三泵p3的操作,由此能够精确控制供应给正向渗透单元70的淡水的流量。参照图4,第三变形例100c以第一实施例的结构为基础,进一步包含两个盐差发电装置20a、20b、盐水供应部43及正向渗透单元70。两个盐差发电装置20a、20b包含第一盐差发电装置20a和第二盐差发电装置20b。盐水供应部43可包含用于输送来自盐水源的盐水的第六管道l6、及设在第六管道l6上的第四泵p4。盐水源可包含工业废盐水、海水及人工盐水中的至少一种。盐水的浓度高于淡水的浓度,且低于液肥的浓度。盐水的浓度约在2wt%至7wt%的范围内。正向渗透单元70可包含由半透膜71分离的第一流道ch1和第二流道ch2。液肥供应部42的第二管道l2连接于正向渗透单元70的第一流道ch1,盐水供应部43的第六管道l6连接于正向渗透单元70的第二流道ch2。如果向正向渗透单元70的第一流道ch1供应液肥,向第二流道ch2供应盐水,则因液肥与盐水之间的渗透压导致盐水中的水透过半透膜71移动到第一流道ch1。其结果,首次稀释肥料溶液从第一流道ch1的出口排出,浓缩盐水从第二流道ch2的出口排出。低浓度溶液(淡水)供应部41可包含连接于淡水源的第一管道l1、从第一管道l1分支出来的第一分支管l11和第二分支管l12、设在第一管道l1上的第一泵p1、设在第一分支管l11上的第一阀v1、及设在第二分支管l12上的第二阀v2。第一分支管l11连接于第一盐差发电装置20a,第二分支管l12连接于第二盐差发电装置20b。低浓度溶液(淡水)供应部41的结构并不限于上述示例,只要是能够将淡水分给第一盐差发电装置20a及第二盐差发电装置20b的结构,均可适用于本发明。第一盐差发电装置20a接收来自第一管道l1及第一分支管l11的淡水,并接收由正向渗透单元70排出的浓缩盐水,通过淡水与浓缩盐水之间的浓度差生产电力。第一盐差发电装置20a排出稀释盐水,稀释盐水再次供应到盐水源。第二盐差发电装置20b接收来自第一管道l1及第二分支管l12的淡水,并接收由正向渗透单元70排出的首次稀释肥料溶液,通过淡水与首次稀释肥料溶液之间的浓度差生产电力。第二盐差发电装置20b排出二次稀释肥料溶液,二次稀释肥料溶液供给到农场设施10的农作物。浓度计61测量二次稀释肥料溶液的浓度,如果测得的浓度满足设定范围,则开放三通阀62的第一出口op1,将二次稀释肥料溶液供应给农作物。相反地,如果测得的浓度不满足设定范围,则开放三通阀62的第二出口op2,二次稀释肥料溶液输送到第二管道l2与液肥混合,然后再次供应给正向渗透单元70。储能部30用于储存第一盐差发电装置20a及第二盐差发电装置20b生产的电力,并向传感器11、机电设备12及中央控制装置50供应电力。中央控制装置50与传感器11、正向渗透单元70、第一盐差发电装置20a及第二盐差发电装置20b电连接,其根据传感器11的检测信号通过预先设定的程序控制第一盐差发电装置20a及第二盐差发电装置20b和正向渗透单元70的驱动。具体而言,中央控制装置50可通过控制第二泵p2和第四泵p4的操作来精确地控制供应给正向渗透单元70的液肥和盐水的流量。中央控制装置50根据由正向渗透单元70排出的浓缩盐水的流量,控制第一泵p1和第一阀v1的操作,从而精确控制供应给第一盐差发电装置20a的淡水的流量。另外,中央控制装置50根据由正向渗透单元70排出的首次稀释肥料溶液的流量,控制第一泵p1和第二阀v2的操作,从而精确控制供应给第二盐差发电装置20b的淡水的流量。第三变形例100c可利用正向渗透单元70和第二盐差发电装置20b,调节供应给农作物的肥料溶液的浓度,从而可利用第一盐差发电装置20a及第二盐差发电装置20b实现农场设施的能源自给自足。图5示出根据本发明的第二实施例的智能农场管理系统。参照图5,根据第二实施例的智能农场系统200包括:用于种植农作物的农场设施10、利用低浓度溶液和高浓度溶液进行发电的盐差发电装置20、用于储存电力的储能系统30、中央控制装置50、用于培养微生物的微生物培养装置270、及从微生物培养装置270回收有用资源290的有用资源回收装置280。农场设施10可以是普通的开放型农场设施、或者如温室一样的建筑物。农场设施10包含至少一个用于检测温度、湿度、光量、风向、风速、植物生长等的各种传感器11,还包括用于运营农场设施10且可进行通信的机电设备12。农场设施内的传感器11可包括附着在土壤或水培液以检测湿度、温度、ph、营养程度等的传感器、检测温室内部光量的传感器、附着在农作物上以监控农作物生长的传感器等。微生物培养装置270内的传感器211可以是如下传感器,如设在微生物培养装置270内部用于测量内部温度的温度传感器、用于测量微藻培养槽ph的ph传感器、do传感器、浊度传感器、用于测量微藻培养槽光量的光传感器、po43--p传感器、nh3-n传感器、no3--n传感器、用于检测湿度、温度、ph、营养成分的浓度、光量、碳酸水浓度等的传感器。农场设施10内的机电设备12可包括用于调节温度的冷气机/取暖器、用于换气的排气扇、用于控制灌溉的机器、提供光照的照明装置、及可与中央控制装置通信的设备等。微生物培养装置270内的机电设备212可包括向微生物培养装置270内部供应微生物(例如微藻类)的供应阀、用于供应进水的进水供应阀、用于循环进水和放流水的压缩机、用于调节微藻培养槽内部温度的锅炉或取暖器、及用于搅拌微藻培养槽的搅拌机。低浓度溶液(淡水)供应部41可包括用于输送来自淡水源的低浓度溶液的第一管道l1、及设在第一管道l1上的第一泵p1。淡水源可包含地下水、自来水、污水放流水、河水、水库及其他农业用水中的至少一种。高浓度溶液供应部42可包括用于输送高浓度溶液的第二管道l2、及设在第二管道l2上的第二泵p2。高浓度溶液可选自由过滤污废水、食物垃圾酸发酵液、二氧化碳吸收液、过滤液肥及肥料溶液组成的群组中的至少一种,且该高浓度溶液并不是海水。过滤液肥可以是如下过滤液:废咖啡提取液、麻渣发酵液、青草液肥、利用采摘果实的发酵液、青草麻渣液肥、糖蜜液肥、米酒液肥、发酵液肥、中药液肥、利用蛋壳的钙液肥、辣白菜液肥、牛奶液肥、微生物液肥、海鲜液肥、牲畜粪料液肥及其他有机液肥等。肥料溶液是普通的化学肥料溶液,可包含urea、nh4no3、nh4cl、ca(no3)2、nh4h2po4、nano3、kno3、(nh4)2so4、kh2po4、(nh4)2hpo4、k2so4及kcl中的至少一种。盐差发电装置20连接于第一管道l1及第二管道l2以接收低浓度溶液和高浓度溶液,并利用低浓度溶液与高浓度溶液之间的浓度差生产电力,而且排出生长原料(稀释养液或碳酸水)并将其供应给农场设施10的农作物和微生物培养装置270。尤其是,将二氧化碳吸收液作为高浓度溶液来供应的话,能够增加发电量的同时,在稀释的高浓度溶液的排放水或浓缩的低浓度溶液的排放水中,将溶液控制成适于培养微生物的合适浓度,从而将碳酸水作为碳源供应给微生物培养装置270。例如,当微生物是蓝藻时,蓝藻是绝对的光合自养菌(photoautotrophs),作为碳源使用碳酸水,只要有少量的微量元素,就可以通过固定住大气中的氮气,在短时间内生成大量的生物能源材料物质(biomass)。盐差发电装置20可以是反向电渗析(reverseelectrodialysis,red)装置。反向电渗析装置包括:阳离子交换膜和阴离子交换膜交替排列而成的电池堆、及设于电池堆两端部的电极(氧化电极和还原电极)。如果向电池堆供应高浓度溶液和低浓度溶液,阴离子向阴离子交换膜侧移动且阳离子向阳离子交换膜侧移动从而产生电位差,在电极上发生的氧化还原反应使得产生电子流动,最终实现发电。为了在电极上产生电子流动,利用上述氧化还原反应之外,还可利用蓄电式离子去除/吸附方式。一般而言,相比于水经由分离膜移动的方式产生电力的压力延迟渗透方法,反向电渗析方法原理上分离膜表面发生污染的程度低,使得盐差发电时所使用的高浓度溶液及低浓度溶液的预处理能源费用也会降低,从而在盐差发电的长期稳定性及能源效率方面具有优势。盐差发电装置20生产的电力会全部储存到储能部30,或者分给储能部30、农场设施10、微生物培养装置270及中央控制装置50。储能部30用于储存盐差发电装置20生产的电力,并向传感器11、211、机电设备212、微生物培养装置270及中央控制装置50供应电力。盐差发电装置20可通过低浓度溶液与高浓度溶液之间的大的浓度差生产出运作农场设施10和微生物培养装置270所需的充足的电力。中央控制装置50与传感器11、211、机电设备12、212及盐差发电装置20电连接,其根据传感器11、211的检测信号通过预先设定的程序控制盐差发电装置20的驱动。具体而言,中央控制装置50可通过控制第一泵p1和第二泵p2的操作来精确地控制供应给盐差发电装置20的低浓度溶液和高浓度溶液的流量,或者中央控制装置50可直接启动/关闭盐差发电装置20的操作。另外,中央控制装置可无线接收来自各个传感器的大数据。并且,中央控制装置50可以是基于人工智能的中央控制装置,该中央控制装置通过人工智能分析生长环境的大数据,并将该数据再次应用到控制操作中。并且,中央控制装置50可将分析及监控的数据与用户的移动控制装置55互相通信。高浓度溶液可以是浓度在1wt%至50wt%范围内的高浓缩溶液。因此,即使生长原料被盐差发电装置20降低浓度后排出,但把生长原料直接供应给农作物或微生物的话,其浓度仍然会较高。此时,应当稀释生长原料后供应给农作物。生长原料稀释供应部60可包含连接设置在盐差发电装置20和农场设施10的第三管道l3、设在第三管道l3上的浓度计61和三通阀62、连接设置在三通阀62的第二出口op2和第二管道l2的第四管道l4。三通阀62包含用于使生长原料溶液流入的入口ip、朝向农场设施10设置的第一出口op1、及连接于第四管道l4的第二出口op2。三通阀62根据浓度计61的测量结果开放第一出口op1和第二出口op2中的任一个,从而控制生长原料溶液的供应方向。例如,在中央控制装置50预先设置有每个农作物或微生物的最适浓度范围,浓度计61可通过测量在第三管道l3内流动着的生长原料的浓度从而将测量信号输出到中央控制装置50。中央控制装置50将测量信号与设定范围比较后,如果测量信号满足设定范围,则开放三通阀62的第一出口op1,从而可以把生长原料供应给农作物或微生物。另外,中央控制装置50在测量信号不满足设定范围时,开放三通阀62的第二出口op2,将生长原料输送至第二管道l2。输送至第二管道l2的生长原料与高浓度溶液混合,然后再次供应至盐差发电装置20。另一方面,在微生物培养装置270中大量培养微生物的步骤中,微生物培养装置270的温度、碳酸水的浓度、及其他营养成分的浓度将通过传感器211传送给中央控制装置50。基于人工智能的中央控制装置50对来自传感器11的生长环境大数据进行分析,得出最适环境和最适运行条件,并以此为基础对作为微生物培养装置运行系统的机电设备212进行控制,从而在消耗最少能源的前提下保持微生物培养的最适条件。并且,通过传感器211检测微生物培养装置270中的微生物的生成量后,其结果输送至中央控制装置50时,判断中央控制装置50中的微生物的生成量是否超过预定值。如果微生物的生成量超过预定值,中央控制装置50对机电设备212进行控制使得排水阀装置开放,从而将微生物培养液移动至有用资源回收装置280。有用资源回收装置280是仅回收微生物培养液中的微生物的装置,其可以采用将培养物上浮游的微生物刮取下来的方式或过滤的方式,而该工艺可以是自动化工艺。回收的微生物可通过生物炼制(bio-refinery)技术最终加工成有用资源290。有用资源290可以是利用医药、食品、及其他利用微生物的多种服务(毛发管理、皮肤管理、改善容貌等服务)。即,通过应用反向电渗析装置的盐差发电,能够供应微生物(微藻类)生长所需的营养成分的同时还可回收能源。即,驱动传感器时所需的能量可由系统自给自足,其中传感器是用于监控微生物(微藻类)的生长环境时所需的传感器等。以上述方式提供能源时,可通过分散式电源运行微生物(微藻类)生长系统,不需要另外连接电网,有机调节微生物(微藻类)生长系统以保持最适条件的同时可以大量生产微生物(微藻类)。可以利用以上述方式生产的微生物(微藻类)大量生产抗老化新药或保健品。其结果,可以利用废料生产昂贵的有用资源,从而实现经济生产。以与第一实施例相同的方式,利用由反向电渗析装置构成的盐差发电装置,将废料转换成能源的同时能够生成农作物及微生物生长所需的生长原料,因此智能农场系统200运用人们回避、厌恶的设施能够实现能源自给自足,有效调节农作物及微生物的生长,实现废料利用的良性循环结构。即,能够同时解决环境和能源问题,从而应用到智能农场连锁企业、环保城市、具有抗老化职能的城市、大型环保水-能源-废料自给型智能城市、大型环保水-能源-粮食自给型智能城市等。图6示出根据本发明第三实施例的智能农场系统。参照图6,第三实施例的智能农场系统300包含发电/通信一体型盐差发电装置320,该装置用于实时监控农场设施10内的农作物生长情况。即,向独立型盐差发电装置320导入装在胶囊340内的选自由淡水341、过滤污废水、食物垃圾酸发酵液、二氧化碳吸收液、过滤液肥、肥料溶液组成的群组中的至少一种时,盐差发电装置320发电的同时会生成生长原料。尤其是,使用过滤液肥或肥料溶液时,会生成稀释肥料溶液。在独立型盐差发电装置320生产的电力将传输给设在各农作物上的传感器11、设在盐差发电装置320上的传感器311。设在农作物上的传感器11是用于实时监控各农作物的生长状态(生理活性、生理障碍等)的传感器、设在盐差发电装置320上的传感器311是用于实时监控农场设施10内的环境(温度、湿度、二氧化碳浓度、日照量、水温、ph等)的传感器。从农作物传感器11收集到的信息通过有线通信或无线通信传输至基于人工智能的中央控制装置50时,中央控制装置50通过大数据分析,从而能够准确预测并控制种植农作物的生长状态、收成量、收成时期等,并分析从设在盐差发电装置320的传感器收集到的环境信息,并据此对设在农场设施10内的机电设备12进行控制,将农场设施10内的环境调节成最适合农作物生长的状态。并且,传输给中央控制装置50的所有信息会通过移动终端55发给用户,从而让用户随时随地进行确认。在独立型盐差发电装置320生成的稀释肥料根据土壤或水培液的渗透压可被自动供应。根据第三实施例的智能农场系统,作为植物生长监控系统的传感器11、211即使不连接外部电源的情况下,也可以将盐差发电装置320作为独立的电源使用并运行传感器。因此,本发明可有效应用在大型农场等。图7示出根据本发明第四实施例的智能农场系统。参照图7,第四实施例的智能农场系统400包括用于种植农作物的农场设施10、大容量盐差太阳能复合发电系统420、用于储存电力的储能系统30及中央控制装置50。大容量盐差太阳能复合发电系统420包括大容量盐差太阳能复合发电装置1001、1002或1003、第一溶液供应源2100及第二溶液供应源2200。针对大容量盐差太阳能复合发电装置1001、1002或1003,参照图8至图22进行详细说明。第一溶液供应源2100可以是淡水,第二溶液供应源2200可以是太阳池的底层-高浓度盐水层(约80℃,30wt%的饱和对流层)。但是,该些供应源为最具代表性的示例,第二溶液供应源2200可以包含第一至第二实施例中使用的高浓度溶液-过滤污废水、食物垃圾酸发酵液、二氧化碳吸收液(1.3~50.0wt%)、过滤液肥、肥料溶液(1.0~50.0wt%)、盐水(7.0wt%以上)及它们的混合溶液中的至少一种。在大容量盐差太阳能复合发电装置1001、1002或1003中,由于浓度下降而排出的溶液再次输送到第一溶液供应源2100中,而由于浓度变大而排出的溶液输送至作为第二溶液供应源2200的太阳池的中间层(具有非对流特性的层,即将密度分成约1m深度直至处于23wt%饱和状态)。大容量盐差太阳能复合发电装置1001、1002、1003是如下一种装置,即在利用太阳光发电而生产电能时,将生成的热水供应至反向电渗析(red)装置,从而在反向电渗析(red)装置运行时能够更加有效地生成电化学势能,也就是说促进离子的分离移动以提高电生产量,且能够同时实现太阳光及太阳热发电和盐差发电。图8及图9是盐差太阳能复合发电装置的第一实施例的立体图及侧视图,图10是用于说明盐差太阳能复合发电装置的第一实施例的第一溶液导入部及第一导入构件的分解立体图及后视图,图11是盐差太阳能复合发电装置的第一实施例的分解立体图,图12及图13是用于说明盐差发电单元的立体图及示意图。如图8至图13所示,盐差太阳能复合发电装置的第一实施例1001包括太阳能电池板1010及盐差发电单元1020。太阳能电池板1010包括具有受光部的第一面1011及位于第一面1011相反方向的第二面1012。此时,所述第一面1011的受光部是指太阳能电池板接收太阳光后生产电力的区域。尤其是,参照图10的(b),所述第二面1012的至少一部分还包括散热件1013。所述散热件1013可以是用于提高散热效率的散热面积宽的结构,例如,可以是从第二面1012突出形成的销或热管结构,但并不限于此。另外,盐差发电单元1020可在导入第一溶液和第二溶液后通过盐差发电来生产电力。第一溶液及第二溶液分别来自第一溶液供应源(参照图7的2100)及第二溶液供应源(参照图7的2200)。更加具体而言,参照图11至图13,所述盐差发电单元1020包括壳体1200,该壳体1200具有第一溶液导入端口1210及第一溶液导出端口1211和第二溶液导入端口1212及第二溶液导出端口1213。壳体1200包含设于壳体内的阳极电极1220、阴极电极1230和多个离子交换膜1240,该阳极电极1220及阴极电极1230以预定间隔分开设置,该离子交换膜1240排列在阳极电极1220与阴极电极1230之间。所述多个离子交换膜1240将阳极电极1220与阴极电极1230之间划分成使得第一溶液流动的第一流路1241、以及使得第二溶液流动的第二流路1242。此时,所述多个离子交换膜1240包含阳离子交换膜c、阴离子交换膜a,且将所述阳离子交换膜c和阴离子交换膜a交替排列。因此,在排列有多个离子交换膜的所述壳体1200内部,可分别形成有多个第一流路1241及第二流路1242。更加具体而言,根据本发明第一实施例的盐差发电单元1020的壳体1200包括第一框架1201、第二框架1202、第三框架1203及第四框架1204,在所述第一框架1201、第二框架1202、第三框架1203及第四框架1204中分别设有第一溶液导入端口1210、第二溶液导入端口1212、第一溶液导出端口1211、第二溶液导出端口1213。另外,还包括第五框架1205及第六框架1206,所述第五框架1205及第六框架1206分别包围所述阳极电极1220及阴极电极1230。参照图11,壳体1200例如可以是六面体,所述第一框架1201、第二框架1202、第三框架1203及第四框架1204可形成在壳体1200的前面,第五框架1205及第六框架1206可分别形成在上面及下面。更加具体而言,第一框架1201可包括第一溶液导入端口1210。另外,第二框架1202可包括第二溶液导入端口1212。另外,第三框架1203可包括第一溶液导出端口1211。另外,第四框架1204可包括第二溶液导出端口1213。此时,所述第一框架至第六框架可互相连接,从而形成壳体1200。另外,所述第五框架1205及第六框架1206可分别进一步包括密封垫圈1270,所述密封垫圈1270设在所述第五框架1205及第六框架1206之间,且用于防止流动在第一流路241及第二流路242的第一溶液及第二溶液泄漏。另外,所述第三框架1203可进一步包括电解质导入端口1271及电解质导出端口1272,所述电解质导入端口1271及电解质导出端口1272用于将电极溶液即电解质向阳极电极1220及阴极电极1230侧供应并排放。此时,可进一步包括用于供应电解质的电解质供应源(未图示)。另外,第三框架1203可进一步包括在阳极电极1220及阴极电极1230生产的电极棒1273作为集电极(collector)。因此,所述电极棒1273可分别设在第三框架1203的上端及下端以分别与阳极电极1220及阴极电极1230连接。尤其是,所述电极棒1273朝向第三框架1203外侧突出形成,使得所生产的电力供应至外部。另一方面,参照图9,所述壳体1200包含第一溶液导入部1250,该第一溶液导入部1250以允许流体移动的方式连接第一溶液导入端口1210与第一流路1241。另外,所述第一溶液导入部1250以导入的第一溶液与太阳能电池板的第二面1012之间可进行热交换的方式设置。更加具体而言,本发明的第一溶液导入部1250可形成有用于导入第一溶液的空间s且其至少一面为太阳能电池板1010的第二面1012。所述太阳能电池板1010的第二面1012与具有第一溶液导入端口1210相互连接,以形成用于导入第一溶液的空间s。尤其是,所述第一框架1201可沿着第二面1012的边角部分相接的方式连接且具有预定厚度t,从而形成用于导入第一溶液的空间s。因此,如果所述第一溶液导入第一溶液导入部1250,第一溶液可与太阳能电池板的第二面1012接触。即,如果所述第一溶液经由第一溶液导入端口1210导入到第一溶液导入部1250,则第一溶液将与第二面1012接触。所述太阳能电池板的第二面1012因太阳能电池板的第一面1011的受光部接收的太阳光而处于温度升高的状态,因此,通过与如上所述导入的第一溶液进行热交换,冷却太阳能电池板1010,以提高太阳能电池板1010的性能。由此,如上所述导入的第一溶液的温度因太阳能电池板第二面1012而升高。相比于首次导入的第一溶液,温度升高的第一溶液可导入到第一流路1241。通过如上所述的接触,第一溶液可由第一溶液与第二面1012之间的温度差,在第一溶液导入部1250发生对流现象。另一方面,本发明的盐差发电单元1020进一步包括第一导入构件1260,该第一导入构件1260将导入到第一溶液导入部1250的第一溶液分配给第一流路1241,同时使第一溶液不导入到第二流路1242,并均匀分配给所有多个离子交换膜1240。更加具体而言,第一导入构件1260可设在第一溶液导入部1250与多个离子交换膜1240之间。所述第一导入构件1260包括多个孔,该多个孔以预定大小形成使得第一溶液由该孔导入到第一流路。例如,所述第一导入构件1260可以是多孔板,但并不限于此。尤其是,所述第一导入构件1260包括:具有多个第一孔1261a的第一多孔板1261、及具有尺寸小于第一孔1261的第二孔1262a的第二多孔板1262。即,第一孔1261a具有比第二孔1262a更大的孔。以所述第一溶液导入部1250为基准,第一多孔板1261和第二多孔板1262可依次排列设置。如上所述,第一溶液经过具有较大尺寸的第一孔1261a之后流入到具有较小孔洞第二孔1262a再流出,从而能够使第一溶液更加有效、快速并均匀地导入到第一流路1241。此时,所述第一导入构件1260如上所述包含第一多孔板和第二多孔板,但并不限于此,可仅包含第一多孔板,也可进一步包含第三多孔板。另一方面,在本发明的第一流路1241及第二流路1242上流动的第一溶液与第二溶液之间存在盐差,使得包含于第二溶液的离子物质在多个离子交换膜1240上选择性地移动,从而生产电力。更加具体而言,参照图13,由所述第一溶液导入部1250导入的第一溶液和由第二溶液导入端口1213导入的第二溶液分别在第一流路1241及第二流路1242上流动时,盐浓度比第一溶液更高的第二溶液中所包含的离子物质即阳离子物质和阴离子物质在阳离子交换膜c和阴离子交换膜a之间选择性地移动从而产生电位差,在阳极电极1220及阴极电极1230分别发生氧化反应及还原反应,并产生电子流动,最终实现发电。例如,所述阳离子物质可以是钠离子(na+),阴离子物质可以是(cl-),但并不限于此。参照图12的(b),所述多个离子交换膜1240可进一步包括用于形成第一流路1241和第二流路1242的隔片1243及垫圈1244。所述隔片1243及垫圈1244可分别设置在多个阳离子交换膜c和阴离子交换膜a中。如图12的(a)所示,在设于两端的阳极电极1220及阴极电极1230之间,将分别设置有隔片1243及垫圈1244的阳离子交换膜c和阴离子交换膜a依次交替层叠排列,从而形成第一流路1241及第二流路1242。图14及图15是盐差太阳能复合发电装置的第二实施例的立体图及侧视图,图16是盐差太阳能复合发电装置的第二实施例的分解立体图。图17是根据本发明一实施例生产的电力的图表。参照图14及图15,盐差太阳能复合发电装置的第二实施例1002可进一步包括将第一溶液导入部1250与第一导入构件1260以允许流体移动的方式连接的第一连接流路1280,使得将第一溶液输送到第一流路侧。更加具体而言,如上所述,导入到第一溶液导入部1250的第一溶液与太阳能电池板1010的第二面接触后,该第一溶液的温度升高,并通过第一连接流路1280导入到第一流路1241。如图16所示,第一溶液导入部1250包含第一连接流路1280时,第一溶液导入部1250与第五框架1205以相接的方式连接。由此,第一框架1201能够与第二框架1202、第三框架1203及第四框架1204的一侧面以相接的方式连接。下面,参照图8至图16对利用盐差太阳能复合发电装置的第一实施例1001或第二实施例1002生产电力的过程进行说明。首先,如图8及图14所示,太阳光入射到太阳能电池板1010中具有受光部的第一面1011时,由入射的太阳光生产电力。此时,生产电力的同时入射到第一面1011的太阳光使得第一面1011的温度升高,通过此时的传导现象使得第二面1012温度升高。通过第一溶液导入端口1210导入到第一溶液导入部1250的第一溶液,与如上所述温度升高的第二面1012接触,使得接触后的第一溶液的温度升高。即,太阳能电池板1010因第一溶液而被冷却,从而利用太阳光生产电力的效率得到提高。如上所述温度升高的第一溶液经由第一导入构件1260导入到第一流路1241。如上所述,第一溶液导入到第一流路1241时,第二溶液经由第二溶液导入端口1212导入到第二流路1242。如上所述导入的第一溶液及第二溶液在第一流路1241及第二流路1242中流动,并因第一溶液及第二溶液之间的盐浓度差而生产电力。即,盐浓度比第一溶液更高的第二溶液中所包含的阳离子物质及阴离子物质在阳离子交换膜c和阴离子交换膜a之间选择性地移动从而产生电位差,最终生产电力。尤其是,参照图17,将如上所述温度升高的第一溶液导入到第一流路1241,使得第二溶液中的离子物质的移动速度变快,从而提高电力生产量。在实验中,将相当于海水3.5wt.%的nacl仿盐溶液作为高浓度溶液,将相当于河水0.005wt.%的nacl仿盐溶液作为低浓度溶液,分别供应100cc/min。所使用的分离膜是韩国能源技术研究院制作的kier分离膜。其结果,低浓度溶液侧的温度升高导致的功率密度增长率比高浓度溶液侧更大。这表示,在盐差发电与太阳能电池板复合发电的情况下,为了克服太阳能电池板随温度升高而性能变差的问题,将供应至盐差发电的高浓度溶液或低浓度溶液用于冷却太阳能电池板时,使用低浓度溶液比使用高浓度溶液更加有利(提高功率方面)。另外,就太阳光电池板的稳定性(对于盐腐蚀等的稳定性方面)而言,使用低浓度溶液比使用高浓度溶液更加有利于同时实现冷却太阳能电池板而提高性能以及盐差发电源的温度升高而提高性能的需求。参照图17,以如上方式生产电力时,相比于一般的反向电渗析发电装置能够提高约20%的电力生产功率。如图17所示,向第一流路1241导入具有20℃温度的第一溶液时,测得的最大电力密度是离子交换膜每单位面积的1.4(w/m2),而如本发明所述使温度升高将具有50℃温度的第一溶液导入其中时,测得的最大电力密度是离子交换膜每单位面积的1.7(w/m2)。即,如上所述可知电力密度提高了。以如上方式生产电力后,第一溶液及第二溶液可分别由导出端口1211、1213排放。图18及图19是盐差太阳能复合发电装置的第三实施例1003的立体图及侧视图,图20至图22是用于说明盐差太阳能复合发电装置的第三实施例1003的立体图。在盐差太阳能复合发电装置的第三实施例1003是在第一实施例及第二实施例的盐差太阳能复合发电装置1001、1002的基础上进一步增加一个太阳能电池板而构成的。因此,下面省略与上述盐差太阳能复合发电装置1001、1002相同的构成要素及其操作部分的说明。首先,参照图18,盐差太阳能复合发电装置的第三实施例1003包括第一太阳能电池板1010,该第一太阳能电池板1010包含具有第一受光部的第一面1011及位于第一面相反方向的第二面1012。进而,还包括第二太阳能电池板1100,其包含具有第二受光部的第一面1110及位于第一面相反方向的第二面1120。另外,还包括盐差发电单元1020,所述盐差发电单元1020可在导入第一溶液和第二溶液后通过盐差发电来生产电力。更加具体而言,所述盐差发电单元1020还包括壳体1200,该壳体1200具有第一溶液导入端口1210及第一溶液导出端口1211,和第二溶液导入端口1212及第二溶液导出端口1213。另外,包括设于壳体1200内且以预定间隔分开设置的阳极电极1220及阴极电极1230,而且包括排列在阳极电极1220与阴极电极1230之间的多个离子交换膜1240,该离子交换膜1240划分为用于第一溶液流动的第一流路1241与用于第二溶液流动的第二流路1242。此时,所述多个离子交换膜1240包含阳离子交换膜c及阴离子交换膜a。另外,壳体1200可具有第一溶液导入部1250,该第一溶液导入部1250以允许流体移动的方式连接第一溶液导入端口1210与第一流路1241。尤其是,第一溶液导入部1250沿着第一溶液的流动方向在第一溶液与第一太阳能电池板1010的第二面1012之间进行热交换,且依次在第一溶液与第二太阳能电池板1100的第二面1120之间进行热交换。此时,第一溶液导入部1250包括连接于第一溶液导入端口1210的第一导入部1251、及用于连接第一导入部1251与第一流路1241的第二导入部1252。即,如果第一溶液导入到第一导入部1251,第一溶液与第一太阳能电池板的第二面接触后沿着第一溶液的流动方向导入到第二导入部1252,从而能够与第二太阳能电池板1100的第二面1120接触。此时,第一溶液的流动方向可以是沿着第一导入部的长度方向流动后,导入到第二导入部1252的方向。所述第二导入部可包括导入端口1253,该导入端口1253用于将流动于第一导入部中的第一溶液导入到第二导入部。因此,所述第一溶液导入到第一导入部后,可通过导入端口1253导入到第二导入部1252。另外,所述第一太阳能电池板及第二太阳能电池板可分别包括设在第二面1012、1120的至少一部分区域的散热件1013。进而,盐差发电单元1020还包括第一导入构件1260,其设在第二导入部1252上,且用于将第一溶液分配给第一流路,同时使得第一溶液不会导入到第二流路。另外,在第一流路1241及第二流路1242上流动的第一溶液与第二溶液之间存在盐差,使得包含于第二溶液的离子物质在多个离子交换膜上选择性的移动,从而生产电力。另外,所述第一溶液分别在第一导入部1251、第二导入部1252中,第一溶液的温度通过第一太阳能电池板及第二太阳能电池板各有的第二面1012、1120而升高。更加具体而言,第一导入部1251可形成有用于导入第一溶液的空间s1且其至少一面为第一太阳能电池板的第二面1012。另外,第二导入部1252可形成有用于导入第一溶液的空间s2且其至少一面为第二太阳能电池板的第二面1120。因此,由第一溶液导入端口1210导入到第一溶液可与第一导入部1251的至少一面,即第一太阳能电池板的第二面1012接触后,温度升高。如上所述温度升高的第一溶液经由导入端口1253导入到第二导入部1252,与第二导入部1252的至少一面,即第二太阳能电池板的第二面1120接触后,温度再一次升高。以上述方式温度升高的第一溶液如上所述导入到第一流路,所以能够更加有效地实现盐差发电。此时,分别被上述方式导入的第一溶液冷却的第一太阳能电池板1010及第二太阳能电池板1100,其电力生产效率因冷却得到提高。参照图19对以上述方式构成的盐差太阳能复合发电装置的第三实施例1003生产电力的过程进行说明。首先,太阳光入射到太阳能电池板1010中具有受光部的第一面1011时,由入射的太阳光生产电力。此时,生产电力的同时入射到第一面1011的太阳光使得第一面1011的温度升高,由该传导现象使得第二面1012温度升高。通过第一溶液导入端口1210导入到第一导入部1251的第一溶液,与如上所述温度升高的第一太阳能电池板的第二面1012接触,使得接触后的第一溶液的温度升高的同时第二面1012的温度下降。即,第一太阳能电池板10因第一溶液而被冷却,从而利用太阳光生产电力的效率得到提高。如上所述温度升高的第一溶液经由导入端口1253导入到第二导入部1252。与此同时,如果太阳光入射到太阳能电池板1100中具有受光部的第一面1110,入射的太阳光生产电力,同时入射到第一面1110的太阳光使得第一面1110的温度升高,由传导现象使得第二面1120的温度升高。导入到第二导入部1252的第一溶液,与如上所述温度升高后的第二太阳能电池板的第二面1120接触,已接触的第一溶液的温度进一步升高的同时第二面1120的温度下降。即,第二太阳能电池板1100被第一溶液冷却,从而利用太阳光生产电力的效率得到提高。如上所述温度升高的第一溶液经由第一导入构件1260导入到第一流路1241。如上所述第一溶液导入到第一流路时,第二溶液经由第二溶液导入端口1212导入到第二流路1242。如上所述导入的第一溶液及第二溶液在第一流路1241及第二流路1242中流动,并通过第一溶液与第二溶液之间的盐差而生产电力。即,盐浓度比第一溶液更高的第二溶液中所包含的阳离子物质及阴离子物质在阳离子交换膜c和阴离子交换膜a上选择性地移动从而产生电位差,最终实现发电。尤其是,将如上所述温度升高的第一溶液导入到第一流路1241,使得第二溶液中的离子物质的移动速度变快,从而提高电力生产效率。以如上方式生产电力后,第一溶液及第二溶液可分别从导出端口1211、1213排放。本发明还提供一种盐差太阳能复合发电系统420。例如,所述盐差太阳能复合发电系统涉及一种利用上述盐差太阳能复合发电装置的系统。因此,对于下述盐差太阳能复合发电装置的具体内容与针对盐差太阳能复合发电装置1001、1002、1003记载的内容相同。参照图20至图22,所述盐差太阳能复合发电系统420包括多个连接设置的上述盐差太阳能复合发电装置1001、1002、1003。另外,盐差太阳能复合发电装置包括第一溶液供应源2100,使得由各个第一溶液导入端口供应第一溶液。另外,盐差太阳能复合发电装置包括第二溶液供应源2200,使得由各个第二溶液导入端口供应第二溶液。通过利用以如上方式构成的系统,能够更加有效地生产电力,提高电力生产量。下述表1是参照图17说明的盐差太阳能复合发电装置中根据温度变化而计算的复合发电系统的功率增长率的表格。【表1】如表1所示,低浓度溶液侧的温度从20℃上升至50℃时,盐差发电的功率密度从1.4w/m2增大至1.7w/m2。将上述结果适用于盐差发电堆100x100x20cm3(wxlxh)时(kier分离膜约为250膜对),功率从约350wh增加至425wh,算得的增长率为21.4%。以此为基础,以如图14的方式形成盐差太阳能复合发电装置的情况下,可形成约100x120x10cm3(wxlxh)的太阳能电池板,假定冷却效率约为70%,太阳能电池板的温度从30℃下降至20℃时,功率从180增加至约191wh,增长率约为6%。通过本实施例,将盐差发电的供应源作为太阳能电池板的冷却水使用时,盐差发电和太阳能发电的性能均得到提高。因此,通过控制盐差发电堆的大小、供应量等,对与太阳能电池板结合的复合发电结构的进行工程设计,从而能够使得复合发电装置的发电量和性能提高率控制最优化。图23示出将本发明第一至第四实施例的智能农场系统整合成一综合系统。本发明的智能农场综合管理系统500可包括第一及第二实施例的盐差发电装置20、第三实施例的盐差发电装置320、及第四实施例的第三盐差发电装置420。该些盐差发电装置20、320、420可作为分散式电源使用,其负载波动小,所生成的电力供应至传感器11、211、311、机电设备12、中央控制装置50等,能够实现能源自给自足。并且,从各传感器11、211、311收集的信息将传输至中央控制装置50,中央控制装置50基于人工智能对生长环境的大数据进行分析,并由此对农作物或微生物的生长进行控制。因此,能够实现智能农场的综合运营管理,打造高附加值的智能农场。另外,可以将农场设施10周边的废料或从周围容易获取的肥料作为盐差发电装置20的原料来使用,所述废料是从化粪池获得的过滤污废水;从食物垃圾处理厂获得的食物垃圾酸发酵液;从用于吸收二氧化碳的二氧化碳捕集装置获得的二氧化碳吸收液,其中二氧化碳是从燃烧排气设施的燃烧废气排出的二氧化碳;从畜舍的粪尿获得的过滤液肥等,淡水可以使用从地下水、自来水、污水放流水、河水、地下水及从其他农业用水获得的水,因此能够同时解决环境和能源问题。下表2示出按照肥料溶液的种类进行分类的各浓度渗透压。【表2】1m2m3m4m5mnh4no3376098125160nh4cl4490140180235ca(no3)250110170240320nh4h2po44090130160170nano34375119154196kno3406080100105(nh4)2so450100150200230kh2po44060585551(nh4)2hpo420506583102k2so43029282726kcl5080130180230kh2po4溶液的浓度越高其渗透压会先增大后降低,k2so4溶液的浓度越高其渗透压降低。除了kh2po4溶液和k2so4溶液以外的其余肥料溶液的浓度越高渗透压越高。图24和图25分别示出图1所示智能农场系统中按照高浓度溶液42化学肥料成分的种类及结构来表示盐差发电装置能量密度和开路电压(opencircuitvoltage,ocv)的图表。实验中使用的肥料溶液的浓度是0.5m,投入到盐差发电装置的肥料和淡水的流量均为30cc/min。kno3肥料溶液的功率密度最高,nano3肥料的ocv最高。6种肥料的功率密度均在1.3w/m2以上,ocv在0.9v以上。图26是图1所示智能农场系统中利用化学肥料成分的盐差发电装置根据淡水流量变化表示能量密度的图表。实验中使用的肥料溶液为1m的kno3溶液,投入到盐差发电装置的肥料的流量为30cc/min。通过将投入到盐差发电装置的淡水的流量变更为10cc/min、30cc/min、50cc/min、70cc/min,测量能量密度。实验结果表示,肥料溶液和淡水的供应流量均为30cc/min时,得到大于2w/m2的最高功率密度。图27是图1所示智能农场系统中将废咖啡液作为肥料溶液使用且将河水作为淡水使用的盐差发电装置的能量密度的图表。实验中使用的肥料溶液是从咖啡渣中提取的肥料溶液,具有约3ms/cm的电导率。实验中使用的淡水一般是河水,具有约0.0053ms/cm的电导率。投入到盐差发电装置的肥料溶液的流量与淡水的流量均为30cc/min。实验结果表示,盐差发电装置具有大于0.3w/m2的功率密度。图28是图1所示智能农场系统中将kno3作为肥料溶液使用且将废咖啡作为淡水使用的盐差发电装置的能量密度的图表。实验中使用的肥料溶液是0.5m的kno3溶液,具有约55ms/cm的电导率。实验中使用的淡水是从咖啡渣中提取的溶液,具有约3ms/cm的电导率。投入到盐差发电装置的肥料溶液和淡水的流量均为30cc/min。实验结果表示,盐差发电装置具有超过0.04w/m2的功率密度。图29是图1或图6所示智能农场系统中将从猪粪料获得的液肥作为肥料溶液使用且将河水作为淡水使用的盐差发电装置的能量密度的图表。实验中使用的液肥溶液具有约6ms/cm的电导率。投入到盐差发电装置里的液肥溶液和淡水的流量均为10cc/min。实验结果为,在盐差发电装置中,电极的电解质是铁/亚铁氰化物(ferri-/ferrocyanide)时,功率密度约为0.2w/m2,电极的电解质使用肥料中的硝酸钾(potassiumnitrate)时,功率密度约为0.05w/m2。图30是图1所示智能农场系统中将二氧化碳吸收液作为肥料溶液使用且将河水作为淡水使用的盐差发电装置的二氧化碳吸收液的浓度变化的图表。实验中的分离膜使用5膜对(cellpairs)的韩国能源技术研究院自主生产的kier分离膜、富士胶片株式会社(fujifilm)的分离膜、fumasep公司的分离膜。高浓度溶液(二氧化碳吸收液)和低浓度溶液(河水)的流量均为15cc/min。测得的结果为,高浓度溶液侧的二氧化碳吸收液浓度在盐差发电之后降低,富士胶片株式会社(fujifilm)的分离膜的浓度降低幅度最大。而浓度降低幅度最小的kier分离膜,其功率密度约为0.02w/m2。图31是图1所示智能农场系统中将二氧化碳吸收液作为肥料溶液使用且将河水作为淡水使用的盐差发电装置的淡水溶液的浓度变化的图表。在图31的实验条件下,作为低浓度溶液的淡水侧的二氧化碳呈现增加趋势。富士胶片株式会社(fujifilm)的分离膜的浓度增加率最大,其浓度增加幅度是可溶液于河水的二氧化碳溶解度的约30%。上述内容为针对本发明优选实施例进行的说明,但本发明并不限定于此,在权利要求范围、说明书及附图所示的范围内可具有多种变形,且该些变形亦属于本发明的范围。产业上的可利用性智能农场系统可应用到智能农场连锁企业、环保城市、具有抗老化职能的城市、大型环保水-能源-废料自给型智能城市、大型环保水-能源-粮食自给型智能城市等。当前第1页12
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