專利名稱：太陽能光熱發電與風力發電互補提高產氣率的沼氣池的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能光熱發電與風力發電互補提高產氣率的沼氣池，屬于新能源應用技術領域。
背景技術：
中國的城市化進程在加速推進，城市里產生的垃圾量也在迅速增加，目前，許多城市采用填埋的方式處理垃圾，已造成一些城市的周圍出現了 ‘垃圾山’，眾多垃圾中富集病菌和寄生蟲卵塊，垃圾腐爛后會嚴重污染城市周圍的地下水，嚴重破壞城市持久的衛生環境。1999年6月，廣州大田山沼氣發電廠成功運行，日發電量2. 3千瓦時，處理垃圾3000 噸。在城市郊區興建以垃圾為原料的沼氣發電廠，在加溫垃圾進行發酵產生沼氣的過程中， 可以有效消滅垃圾中的大量病菌和寄生蟲卵塊，改善城市周圍的衛生條件。北京、深圳、南京、上海等大中城市準備興建沼氣發電廠，由于沼氣細菌在35°C左右的溫度環境中分解有機物產生沼氣的效率高，北方許多城市的郊外，一年中有大半年以上的日子里，氣溫達不到 35°C，嚴重影響了沼氣池的產氣率，如果沼氣發電廠不能運轉，也就不能處理大量的垃圾， 不能改善城市周圍的衛生環境。許多沼氣發電廠效率不高的原因在于缺少新能源技術的支撐。中國農村的城鎮在擴大規模，許多農民不再散居在田邊村頭，近年來搬進中高層住宅樓房的農民越來越多，農民分散居住、農戶分散養雞的情況越來越少，2011年中國許多城市的雞蛋零售價格在每500克重5元以上，個別城市的500克重鮮雞蛋價格在秋后已達到7元以上，雞蛋是繼豬肉漲價后的第二個大宗漲價食品，2011年10月2日關心民生的溫家寶總理親自在北京的北航社區周末蔬菜直銷市場上詢問雞蛋售價是500克重5元3角。 如果不改變飼養蛋雞的方式，雞蛋價格不容易長期回落。只有興建大規模集中飼養數十萬只蛋雞或數百萬只蛋雞的、實行科學管理的養雞場，并將雞糞集中用于沼氣發電，向養雞場內外供電，依靠沼氣發電的電費收入來沖減養雞成本，才能比較明顯的降低雞蛋的市場零售價格。日日夜夜常年吹過養雞場的風能和一年中照射養雞場二百多天的陽光中的太陽能都還沒有利用起來，為提高沼氣池的產氣率服務，進一步利用太陽能和風能，還可為降低市場上的雞蛋價格服務。
發明內容
本發明的目的在于克服上述不足之處， 采用太陽能光熱發電和風力發電兩種新能源互為補充提供電能，一方面向沼氣池內的增溫裝置供電，在增溫裝置內，電能轉換成熱能，熱能用于增加沼氣池內的發酵沼液的溫度，另一方面向電動機供電，在電動機內電能轉換成機械能，機械能用于驅動電動機連接的攪拌器旋轉，拌勻發酵沼液中的沼料、沼氣發酵微生物等組成部分，提高沼氣池的產氣率。太陽能光熱發電和風力發電的成本都比較低，每度電的發電成本在人民幣0. 5元左右，接近煤電的價格，比油電的價格便宜。無論是燃燒煤碳發電還是燃燒石油發電都會排放大量二氧化碳和二氧化硫，嚴重污染生態環境，加快氣候變化，后果十分嚴重。太陽能光熱發電和風力發電的過程中不排放二氧化碳和二氧化硫等有害氣體，不會污染自然環境，節能減排的效果明顯。太陽能光熱發電和風力發電提供的電能轉換的熱能可使沼氣池內部形成中溫環境，在中溫條件下，新的沼氣發酵工藝-高速率厭氧消化工藝能使單位池容積產氣量(即產氣率)由每天1立方米容積產生0. 7-1. 5立方米沼氣，提高到4-8立方米沼氣，滯留時間由15天或更長的時間縮短到幾天甚至幾個小時。這里需要指出的是，風力發電機有大、中、小多種型號，可供不同類型、不同容積的沼氣池分別選用，但需要當地有一定的風力資源；太陽能光熱發電系統與太陽能光伏發電系統不同，不適合用于小規模發電，只適合用于中等規模 的發電或者大規模的發電，具體來說， 本技術方案適合應用于飼養數百萬只蛋雞的大型養雞場或者飼養數十萬只蛋雞的中型養雞場，不適合應用于飼養數千只蛋雞的小型養雞場。為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的由葉片1、風力發電機2、風電支撐柱3、導電線4、拋物鏡面5、換熱裝置6、汽輪發電機7、換熱裝置支撐桿8、供水管9、拋物鏡面支撐架10、匯流器11、分流器12、沼氣池13、 增溫裝置14、電動機15、攪拌器16共同組成太陽能光熱發電與風力發電互補提高產氣率的沼氣池；在風電支撐柱3上安裝風力發電機2，在風力發電機2的前端安裝葉片1 ；在拋物鏡面支撐架10的上方安裝拋物鏡面5，在換熱裝置支撐桿8的上方安裝換熱裝置6、汽輪發電機7，在換熱裝置6的下方連接供水管9、供水管9與換熱裝置6互通；在沼氣池13的上方安裝有匯流器11、分流器12、電動機15，在沼氣池13的內部安裝有增溫裝置14和攪拌器 16 ；風力發電機2通過導電線4與匯流器11連接，汽輪發電機7通過導電線4與匯流器11連接，匯流器11通過導電線4與分流器12連接，分流器12通過導電線4與增溫裝置 14連接，分流器12通過導電線4與電動機15連接，電動機15的下方連接有攪拌器16。汽輪發電機7是背壓式汽輪發電機或抽凝式汽輪發電機或冷凝式汽輪發電機。風力發電機2是垂直軸式風力發電機或水平軸式風力發電機。
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面本發明將結合附圖中的實施例作進一步描述太陽光照射拋物鏡面反射聚集熱能，加熱換熱裝置中的液體水產生水蒸汽驅動汽輪發電機發出電流，電流通過導電線輸入匯流器；風力吹動葉片快速旋轉，帶動風力發電機產生電流，電流通過導電線輸入匯流器，光熱和風電兩股電流在匯流器中匯合后通過導電線輸入分流器，在分流器中分成兩部分電流，一部分電流通過導電線輸入沼氣池內的增溫裝置，在增溫裝置內轉換成熱能，熱能用于增加發酵沼液的溫度；另一部分電流通過導電線輸入電動機，在電動機內轉換成機械能，機械能用于驅動電動機連接的攪拌器轉動，拌勻發酵沼液。
由葉片1、風力發電機2、風電支撐柱3、導電線4、拋物鏡面5、換熱裝置6、汽輪發電機7、換熱裝置支撐桿8、供水管9、拋物鏡面支撐架10、匯流器11、分流器12、沼氣池13、 增溫裝置14、電動機15、攪拌器16共同組成太陽能光熱發電與風力發電互補提高產氣率的沼氣池；在風電支撐柱3上安裝風力發電機2，在風力發電機2的前端安裝葉片1 ；在拋物鏡面支撐架10的上方安裝拋物鏡面5，在換熱裝置支撐桿8的上方安裝換熱裝置6、汽輪發電機7，在換熱裝置6的下方連接供水管9、供水管9與換熱裝置6互通；在沼氣池13的上方安裝有匯流器11、分流器12、電動機15，在沼氣池13的內部安裝有增溫裝置14和攪拌器 16 風力發電機2通過導電線4與匯流器11連接，汽輪發電機7通過導電線4與匯流器11連接，匯流器11通過導電線4與分流器12連接，分流器12通過導電線4與增溫裝置 14連接，分流器12通過導電線4與電動機15連接，電動機15的下方連接有攪拌器16。汽輪發電機7是背壓式汽輪發電機或抽凝式汽輪發電機或冷凝式汽輪發電機。風力發電機2是垂直軸式風力發電機或水平軸式風力發電機。太陽光照射拋物鏡面5收集太陽熱能，由拋物鏡面5匯聚熱能反射加熱換熱裝置 6產生水蒸汽，采用汽輪發電機的工藝進行發電，不采用發電成本高的晶硅太陽能光伏發電工藝，太陽能光熱發電可以大大降低太陽能發電的成本，大規模太陽能光熱發電的成本每度電平均只有人民幣0.5元左右。在太陽能光熱發電的過程中，太陽能加熱換熱裝置6內的液體水所燒開的沸水可以儲存在巨大的容器中，在太陽落山后幾個小時內水蒸汽仍然能夠驅動汽輪發電機7的葉片旋轉，帶動汽輪發電機7產出電流。當風速達到每秒3米時， 日日夜夜吹過沼氣池13附近的風力吹動風力發電機2的葉片1快速旋轉、帶動風力發電機 2產生電流，安裝在沼氣池13附近的風力發電機2的功率為100KW-2000KW，風力發電系統與太陽能光熱發電系統各自產生的電流互為補充，充分利用風能資源進行風力發電，將水資源集中用于太陽能光熱發電系統，最大限度地調集清潔的可再生能源來為增加沼氣池13 內的發酵沼液的溫度達到20°C-4(TC服務。風電與太陽能光熱發電產生的電流在匯流器11 內匯合后，通過導電線4輸入沼氣池13內的增溫裝置14，在增溫裝置14內電能轉換成熱能，熱能用于增加沼氣池13內的發酵沼液的溫度，使發酵沼液的溫度達到并維持在35°C左右，更多的產出沼氣，另一股電流通過導電線4輸入電動機15，在電動機15內，電能轉換成機械能，機械能用于驅動電動機15下方的攪拌器16旋轉、拌勻發酵沼液中的沼料、沼氣細菌等組成部分，可以顯著增加沼氣產量，提高沼氣池13的產氣率。現舉出實施例如下實施例一太陽光照射拋物鏡面反射聚集光熱，加熱換熱裝置中的液體水產生水蒸汽驅動汽輪發電機發出電流，電流通過導電線輸入匯流器；風力吹動葉片快速旋轉，帶動垂直軸式風力發電機產生電流，電流通過導電線輸入匯流器，光熱和風電兩股電流在匯流器中匯合后通過導電線輸入分流器，在分流器中分成兩部分電流，一部分電流通過導電線輸入沼氣池內的增溫裝置，在增溫裝置內轉換成熱能，熱能用于增加發酵沼液的溫度；另一部分電流通過導電線輸入電動機，在電動機內轉換成機械能，機械能用于驅動電動機連接的攪拌器轉動，拌勻發酵沼液。
實施例二 太陽光照射拋物鏡面反射聚集光熱，加熱換熱裝置中的液體水產生水蒸汽驅動汽輪發電機發出電流，電流通過導電線輸入匯流器；風力吹動葉片快速旋轉，帶動水平軸式風力發電機產生電流，電流通 過導電線輸入匯流器，光熱和風電兩股電流在匯流器中匯合后通過導電線輸入分流器，在分流器中分成兩部分電流，一部分電流通過導電線輸入沼氣池內的增溫裝置，在增溫裝置內轉換成熱能，熱能用于增加發酵沼液的溫度；另一部分電流通過導電線輸入電動機，在電動機內轉換成機械能，機械能用于驅動電動機連接的攪拌器轉動，拌勻發酵沼液。
權利要求
1.太陽能光熱發電與風力發電互補提高產氣率的沼氣池，其特征是，由葉片(1)、風力發電機(2)、風電支撐柱(3)、導電線(4)、拋物鏡面(5)、換熱裝置(6)、汽輪發電機(7)、換熱裝置支撐桿(8)、供水管(9)、拋物鏡面支撐架(10)、匯流器(11)、分流器(12)、沼氣池 (13)、增溫裝置(14)、電動機(15)、攪拌器(16)共同組成太陽能光熱發電與風力發電互補提高產氣率的沼氣池；在風電支撐柱(3)上安裝風力發電機(2)，在風力發電機(2)的前端安裝葉片(1)；在拋物鏡面支撐架(10)的上方安裝拋物鏡面(5)，在換熱裝置支撐桿(8)的上方安裝換熱裝置(6)、汽輪發電機(7)，在換熱裝置(6)的下方連接供水管(9)、供水管(9)與換熱裝置(6) 互通；在沼氣池(13)的上方安裝有匯流器(11)、分流器(12)、電動機(15)，在沼氣池(13) 的內部安裝有增溫裝置(14)和攪拌器(16)；風力發電機⑵通過導電線⑷與匯流器(11)連接，汽輪發電機(7)通過導電線(4) 與匯流器(11)連接，匯流器(11)通過導電線⑷與分流器(12)連接，分流器(12)通過導電線⑷與增溫裝置(14)連接，分流器(12)通過導電線⑷與電動機(15)連接，電動機 (15)的下方連接有攪拌器(16)。
2.根據權利要求1所述的太陽能光熱發電與風力發電互補提高產氣率的沼氣池，其特征是，所述的汽輪發電機(7)是背壓式汽輪發電機或抽凝式汽輪發電機或冷凝式汽輪發電機。
3.根據權利要求1所述的太陽能光熱發電與風力發電互補提高產氣率的沼氣池，其特征是，所述的風力發電機(2)是垂直軸式風力發電機或水平軸式風力發電機。
全文摘要
本發明涉及太陽能光熱發電與風力發電互補提高產氣率的沼氣池，屬于新能源應用技術領域。太陽光照射拋物鏡面反射聚集熱能，加熱換熱裝置中的液體水產生水蒸汽驅動汽輪發電機發出電流，電流通過導電線輸入匯流器；風力吹動葉片快速旋轉，帶動風力發電機產生電流，電流通過導電線輸入匯流器，光熱和風電兩股電流在匯流器中匯合后通過導電線輸入分流器，在分流器中分成兩部分電流，一部分電流通過導電線輸入沼氣池內的增溫裝置，在增溫裝置內轉換成熱能，熱能用于增加發酵沼液的溫度；另一部分電流通過導電線輸入電動機，在電動機內轉換成機械能，機械能用于驅動電動機連接的攪拌器轉動，拌勻發酵沼液。
文檔編號C12M1/02GK102344886SQ20111033202
公開日2012年2月8日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者繆同春 申請人:無錫同春新能源科技有限公司