專利名稱：太陽能光熱發電與光伏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光伏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：
中國推廣沼氣池的規模為全世界最大，國家計劃到2010年，要發展沼氣池到沈00 萬口。這些沼氣池主要分布在長江以南，由于沼氣池內部的沼液發酵需要適宜的發酵溫度， 才能產生較多的沼氣。在35°C左右的中溫條件下，沼氣發酵能產生最佳的經濟效益。沼氣池外部的溫度環境對沼氣池內部沼液中的發酵進程的影響相當大。中國廣大的北方地區、 廣大的中西部地區，特別是青藏高原上，由于一年中有許多天的日平均氣溫低于沼氣正常發酵所需要的溫度，因此限制了沼氣池在許多地區的發展，也使許多已經建成的沼氣池不能得到充分利用。沼氣的主要成分是甲烷CH4，甲烷是可再生的氣體燃料，無色無味，與空氣混合后可以燃燒。沼氣是清潔能源，可為農戶提供照明、取暖，沼氣可制成為能作為內燃機燃料的車用沼氣，用車用沼氣可以開動汽車，北歐有的國家已在大力發展沼氣汽車，目的是減少從國際市場上進口石油。2011年10月7日中國生產的雞蛋的市場價格比2010年10月7日上漲15.7%， 10月份貴州省一個雞蛋的價格達到人民幣0. 85元，農戶分散養雞產蛋的經濟效益低下。只有興建上規模飼養蛋雞的十萬只養雞場、百萬只養雞場，并大量利用雞糞在沼氣池中集中產生沼氣用于沼氣發電，向養雞場內外供電，用沼氣發電的電費收入來降低規模生產雞蛋的養雞成本，才能長期降低并保持雞蛋價格的穩定。目前，由于許多沼氣池缺少有效的增溫、保溫、調溫配套設施，不僅北方地區的許多個沼氣池一年中有半年左右時間因為溫度低不產沼氣，就連南方地區的許多沼氣池的產氣率也不夠高。
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太陽能光伏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，拌勻發酵沼液也能提高產氣率。采用太陽能發電的成功關鍵是降低太陽能發電的成本。太陽能光伏發電主要依靠晶硅太陽能電池在陽光照射下產生電流，前些年，多晶硅材料的價格一直居高不下，以致太陽能光伏發電的成本偏高，光伏電價為每度電3-5元，難以得到普及、推廣，2011年制造晶硅太陽能電池的多晶硅材料的價格大幅下跌，2011年10月中旬每瓦光伏電池的市場報價首次跌破0.6美元，太陽能光伏發電的成本迅速下降，實現太陽能光伏發電一元錢一度電的多年奮斗目標有了希望，從此，有條件將太陽能光伏發電應用到沼氣池和養雞場等場所。太陽能光熱發電與太陽能光伏發電相比，具有氣動阻力低、發射質量小和運行費用便宜等優點， 采用太陽能光熱發電與光伏發電互補比單獨采用太陽能光伏發電的成本低，電價更加便宜，但由于太陽能光熱發電需要一定的規模，所以只適合在大型養雞場采用這種光熱發電與光伏發電互為補充的發電模式。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太陽能電池1、光伏支撐架2、控制器3、拋物鏡面4、換熱裝置5、汽輪發電機6、 拋物鏡面支撐架7、供水管8、換熱裝置支撐桿9、導電線10、匯流器11、分流器12、沼氣池 13、電動機14、攪拌器15、增溫裝置16共同組成太陽能光熱發電與光伏發電互補提高產氣率的沼氣池；在拋物鏡面支撐架7的上方安裝拋物鏡面4，在換熱裝置支撐桿9的上方安裝換熱裝置5和汽輪發電機6，在換熱裝置5的下方連接供水管8、供水管8與換熱裝置5互通；在光伏支撐架2上安裝太陽能電池1，在沼氣池13的上方安裝有控制器3、匯流器11、分流器
12、電動機14，在沼氣池13的內部安裝有攪拌器15和增溫裝置16；汽輪發電機6通過導電線10與匯流器11連接，太陽能電池1通過導電線10與控制器3連接、控制器3通過導電線10與匯流器11連接，匯流器11通過導電線10與分流器 12連接，分流器12通過導電線10與增溫裝置16連接，分流器12通過導電線10與電動機 14連接，電動機14的下方連接有攪拌器15。太陽能電池1是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或非晶硅薄膜太陽能電池。汽輪發電機6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。
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；太陽光照射太陽能電池產生電流，電流通過導電線輸入控制器，從控制器輸出的電流通過導電線輸入匯流器，光熱和光伏兩部分電流在匯流器中匯合后通過導電線輸入分流器，在分流器中分為兩股電流，一部分電流通過導電線輸入沼氣池內的增溫裝置，在增溫裝置內電能轉換成熱能，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，在電動機內電能轉換成機械能，機械能用于驅動電動機連接的攪拌器轉動，拌勻發酵沼液。由太陽能電池1、光伏支撐架2、控制器3、拋物鏡面4、換熱裝置5、汽輪發電機6、 拋物鏡面支撐架7、供水管8、換熱裝置支撐桿9、導電線10、匯流器11、分流器12、沼氣池
13、電動機14、攪拌器15、增溫裝置16共同組成太陽能光熱發電與光伏發電互補提高產氣率的沼氣池；在拋物鏡面支撐架7的上方安裝拋物鏡面4，在換熱裝置支撐桿9的上方安裝換熱裝置5和汽輪發電機6，在換熱裝置5的下方連接供水管8、供水管8與換熱裝置5互通；在光伏支撐架2上安裝太陽能電池1，在沼氣池13的上方安裝有控制器3、匯流器11、分流器 12、電動機14，在沼氣池13的內部安裝有攪拌器15和增溫裝置16 ；汽輪發電機6通過導電線10與匯流器11連接，太陽能電池1通過導電線10與控制器3連接、控制器3通過導電線10與匯流器11連接，匯流器11通過導電線10與分流器 12連接，分流器12通過導電線10與增溫裝置16連接，分流器12通過導電線10與電動機 14連接，電動機14的下方連接有攪拌器15。太陽能電池1是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或非晶硅薄膜太陽能電池。汽輪發電機6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。太陽光照射拋物鏡面4收集太陽熱能，由拋物鏡面4匯聚熱能反射加熱換熱裝置5 產生水蒸汽，采用汽輪發電機的工藝進行發電，不需采用價格高的晶硅光電轉換工藝，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一度電的成本平均只有人民幣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5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6的葉片旋轉，帶動汽輪發電機6發出電流。為了確保穩定的持續供電，同時安裝了太陽能光伏發電系統產生電流，與太陽能光熱發電系統產生的電流互為補充，匯流后一起向沼氣池13內供電，有一些地區水源不足，太陽能光伏發電系統無需用水，將有限的水源集中用于向太陽能光熱發電系統供水，滿足太陽能光熱發電過程中的用水需求。太陽能光熱發電產生的電流和太陽能光伏發電產生的電流在匯流器11內匯合后通過導電線10輸入分流器12，在分流器12中分成兩股電流，其中一股電流通過導電線10輸入沼氣池13內的增溫裝置16，在增溫裝置16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，可以產生更多的沼氣，另一股電流通過導電線10輸入電動機14，在電動機14內，電能轉換成機械能，機械能用于驅動電動機14下方的攪拌器15旋轉，拌勻發酵沼液中的沼料、沼氣細菌等組成部分，也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；太陽光照射單晶硅太陽能電池產生電流， 電流通過導電線輸入控制器，從控制器輸出的電流通過導電線輸入匯流器，光熱和光伏兩部分電流在匯流器中匯合后通過導電線輸入分流器，在分流器中分為兩部分電流，一部分電流通過導電線輸入沼氣池內的增溫裝置，在增溫裝置內電能轉換成熱能，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，在電動機內電能轉換成機械能，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；太陽光照射多晶硅太陽能電池產生電流， 電流通過導電線輸入控制器，從控制器輸出的電流通過導電線輸入匯流器，光熱和光伏兩股電流在匯流器中匯合后通過導電線輸入分流器，在分流器中分為兩部分電流，一部分電流通過導電線輸入沼氣池內的增溫裝置，在增溫裝置內電能轉換成熱能，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，在電動機內電能轉換成機械能，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.太陽能光熱發電與光伏發電互補提高產氣率的沼氣池，其特征是，由太陽能電池 ⑴、光伏支撐架⑵、控制器⑶、拋物鏡面⑷、換熱裝置(5)、汽輪發電機(6)、拋物鏡面支撐架(7)、供水管⑶、換熱裝置支撐桿(9)、導電線(10)、匯流器(11)、分流器(12)、沼氣池 (13)、電動機(14)、攪拌器(15)、增溫裝置(16)共同組成太陽能光熱發電與光伏發電互補提高產氣率的沼氣池；在拋物鏡面支撐架(7)的上方安裝拋物鏡面G)，在換熱裝置支撐桿(9)的上方安裝換熱裝置( 和汽輪發電機(6)，在換熱裝置(5)的下方連接供水管(8)、供水管(8)與換熱裝置( 互通；在光伏支撐架( 上安裝太陽能電池(1)，在沼氣池(1 的上方安裝有控制器(3)、匯流器(11)、分流器(12)、電動機(14)，在沼氣池(13)的內部安裝有攪拌器(15) 和增溫裝置(16)；汽輪發電機(6)通過導電線(10)與匯流器(11)連接，太陽能電池⑴通過導電線(10) 與控制器⑶連接、控制器⑶通過導電線(10)與匯流器(11)連接，匯流器(11)通過導電線(10)與分流器(12)連接，分流器(12)通過導電線(10)與增溫裝置(16)連接，分流器(12)通過導電線(10)與電動機(14)連接，電動機(14)的下方連接有攪拌器(15)。
2.根據權利要求1所述的太陽能光熱發電與光伏發電互補提高產氣率的沼氣池，其特征是，所述的太陽能電池(1)是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或非晶硅薄膜太陽能電池。
3.根據權利要求1所述的太陽能光熱發電與光伏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(6)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。
全文摘要
本發明涉及太陽能光熱發電與光伏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；太陽光照射太陽能電池產生電流，電流通過導電線輸入控制器，從控制器輸出的電流通過導電線輸入匯流器，光熱和光伏兩股電流在匯流器中匯合后通過導電線輸入分流器，在分流器中分為兩部分電流，一部分電流通過導電線輸入沼氣池內的增溫裝置，在增溫裝置內電能轉換成熱能，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，在電動機內電能轉換成機械能，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C12M1/107GK102504995SQ20111033204
公開日2012年6月20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