專利名稱：太陽能光熱發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)提高產(chǎn)氣率的沼氣池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能光熱發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)提高產(chǎn)氣率的沼氣池，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國的城市化進(jìn)程在加速推進(jìn)，城市里產(chǎn)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(xiàn)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(yán)重污染城市周圍的地下水，嚴(yán)重破壞城市持久的衛(wèi)生環(huán)境。1999年6月，廣州大田山沼氣發(fā)電廠成功運(yùn)行，日發(fā)電量2. 3千瓦時，處理垃圾3000 噸。在城市郊區(qū)興建以垃圾為原料的沼氣發(fā)電廠，在加溫垃圾進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)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(wèi)生條件。北京、深圳、南京、上海等大中城市準(zhǔn)備興建沼氣發(fā)電廠，由于沼氣細(xì)菌在35°C左右的溫度環(huán)境中分解有機(jī)物產(chǎn)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(dá)不到 35°C，嚴(yán)重影響了沼氣池的產(chǎn)氣率，如果沼氣發(fā)電廠不能運(yùn)轉(zhuǎn)，也就不能處理大量的垃圾， 不能改善城市周圍的衛(wèi)生環(huán)境。許多沼氣發(fā)電廠效率不高的原因在于缺少新能源技術(shù)的支撐。中國農(nóng)村的城鎮(zhèn)在擴(kuò)大規(guī)模，許多農(nóng)民不再散居在田邊村頭，近年來搬進(jìn)中高層住宅樓房的農(nóng)民越來越多，農(nóng)民分散居住、農(nóng)戶分散養(yǎng)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(dá)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(guān)心民生的溫家寶總理親自在北京的北航社區(qū)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(yǎng)蛋雞的方式，雞蛋價格不容易長期回落。只有興建大規(guī)模集中飼養(yǎng)數(shù)十萬只蛋雞或數(shù)百萬只蛋雞的、實行科學(xué)管理的養(yǎng)雞場，并將雞糞集中用于沼氣發(fā)電，向養(yǎng)雞場內(nèi)外供電，依靠沼氣發(fā)電的電費收入來沖減養(yǎng)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(yǎng)雞場的風(fēng)能和一年中照射養(yǎng)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(chǎn)氣率服務(wù)，進(jìn)一步利用太陽能和風(fēng)能，還可為降低市場上的雞蛋價格服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處， 采用太陽能光熱發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電兩種新能源互為補(bǔ)充提供電能，一方面向沼氣池內(nèi)的增溫裝置供電，在增溫裝置內(nèi)，電能轉(zhuǎn)換成熱能，熱能用于增加沼氣池內(nèi)的發(fā)酵沼液的溫度，另一方面向電動機(jī)供電，在電動機(jī)內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械能用于驅(qū)動電動機(jī)連接的攪拌器旋轉(zhuǎn)，拌勻發(fā)酵沼液中的沼料、沼氣發(fā)酵微生物等組成部分，提高沼氣池的產(chǎn)氣率。太陽能光熱發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的成本都比較低，每度電的發(fā)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(fā)電還是燃燒石油發(fā)電都會排放大量二氧化碳和二氧化硫，嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境，加快氣候變化，后果十分嚴(yán)重。太陽能光熱發(fā)電和風(fēng)力發(fā)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(huán)境，節(jié)能減排的效果明顯。太陽能光熱發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電提供的電能轉(zhuǎn)換的熱能可使沼氣池內(nèi)部形成中溫環(huán)境，在中溫條件下，新的沼氣發(fā)酵工藝-高速率厭氧消化工藝能使單位池容積產(chǎn)氣量(即產(chǎn)氣率)由每天1立方米容積產(chǎn)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(fēng)力發(fā)電機(jī)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(dāng)?shù)赜幸欢ǖ娘L(fēng)力資源；太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)不同，不適合用于小規(guī)模發(fā)電，只適合用于中等規(guī)模 的發(fā)電或者大規(guī)模的發(fā)電，具體來說， 本技術(shù)方案適合應(yīng)用于飼養(yǎng)數(shù)百萬只蛋雞的大型養(yǎng)雞場或者飼養(yǎng)數(shù)十萬只蛋雞的中型養(yǎng)雞場，不適合應(yīng)用于飼養(yǎng)數(shù)千只蛋雞的小型養(yǎng)雞場。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的由葉片1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)2、風(fēng)電支撐柱3、導(dǎo)電線4、拋物鏡面5、換熱裝置6、汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)15、攪拌器16共同組成太陽能光熱發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)提高產(chǎn)氣率的沼氣池；在風(fēng)電支撐柱3上安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)2，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)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(jī)15，在沼氣池13的內(nèi)部安裝有增溫裝置14和攪拌器 16 ；風(fēng)力發(fā)電機(jī)2通過導(dǎo)電線4與匯流器11連接，汽輪發(fā)電機(jī)7通過導(dǎo)電線4與匯流器11連接，匯流器11通過導(dǎo)電線4與分流器12連接，分流器12通過導(dǎo)電線4與增溫裝置 14連接，分流器12通過導(dǎo)電線4與電動機(jī)15連接，電動機(jī)15的下方連接有攪拌器16。汽輪發(fā)電機(jī)7是背壓式汽輪發(fā)電機(jī)或抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)或冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)2是垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)或水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進(jìn)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(chǎn)生水蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)出電流，電流通過導(dǎo)電線輸入?yún)R流器；風(fēng)力吹動葉片快速旋轉(zhuǎn)，帶動風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入?yún)R流器，光熱和風(fēng)電兩股電流在匯流器中匯合后通過導(dǎo)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(dǎo)電線輸入沼氣池內(nèi)的增溫裝置，在增溫裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成熱能，熱能用于增加發(fā)酵沼液的溫度；另一部分電流通過導(dǎo)電線輸入電動機(jī)，在電動機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械能用于驅(qū)動電動機(jī)連接的攪拌器轉(zhuǎn)動，拌勻發(fā)酵沼液。
由葉片1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)2、風(fēng)電支撐柱3、導(dǎo)電線4、拋物鏡面5、換熱裝置6、汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)15、攪拌器16共同組成太陽能光熱發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)提高產(chǎn)氣率的沼氣池；在風(fēng)電支撐柱3上安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)2，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)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(jī)15，在沼氣池13的內(nèi)部安裝有增溫裝置14和攪拌器 16 風(fēng)力發(fā)電機(jī)2通過導(dǎo)電線4與匯流器11連接，汽輪發(fā)電機(jī)7通過導(dǎo)電線4與匯流器11連接，匯流器11通過導(dǎo)電線4與分流器12連接，分流器12通過導(dǎo)電線4與增溫裝置 14連接，分流器12通過導(dǎo)電線4與電動機(jī)15連接，電動機(jī)15的下方連接有攪拌器16。汽輪發(fā)電機(jī)7是背壓式汽輪發(fā)電機(jī)或抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)或冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)2是垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)或水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。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(chǎn)生水蒸汽，采用汽輪發(fā)電機(jī)的工藝進(jìn)行發(fā)電，不采用發(fā)電成本高的晶硅太陽能光伏發(fā)電工藝，太陽能光熱發(fā)電可以大大降低太陽能發(fā)電的成本，大規(guī)模太陽能光熱發(fā)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(fā)電的過程中，太陽能加熱換熱裝置6內(nèi)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(nèi)水蒸汽仍然能夠驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)7的葉片旋轉(zhuǎn)，帶動汽輪發(fā)電機(jī)7產(chǎn)出電流。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到每秒3米時， 日日夜夜吹過沼氣池13附近的風(fēng)力吹動風(fēng)力發(fā)電機(jī)2的葉片1快速旋轉(zhuǎn)、帶動風(fēng)力發(fā)電機(jī) 2產(chǎn)生電流，安裝在沼氣池13附近的風(fēng)力發(fā)電機(jī)2的功率為100KW-2000KW，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)各自產(chǎn)生的電流互為補(bǔ)充，充分利用風(fēng)能資源進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，將水資源集中用于太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，最大限度地調(diào)集清潔的可再生能源來為增加沼氣池13 內(nèi)的發(fā)酵沼液的溫度達(dá)到20°C-4(TC服務(wù)。風(fēng)電與太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)生的電流在匯流器11 內(nèi)匯合后，通過導(dǎo)電線4輸入沼氣池13內(nèi)的增溫裝置14，在增溫裝置14內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成熱能，熱能用于增加沼氣池13內(nèi)的發(fā)酵沼液的溫度，使發(fā)酵沼液的溫度達(dá)到并維持在35°C左右，更多的產(chǎn)出沼氣，另一股電流通過導(dǎo)電線4輸入電動機(jī)15，在電動機(jī)15內(nèi)，電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械能用于驅(qū)動電動機(jī)15下方的攪拌器16旋轉(zhuǎn)、拌勻發(fā)酵沼液中的沼料、沼氣細(xì)菌等組成部分，可以顯著增加沼氣產(chǎn)量，提高沼氣池13的產(chǎn)氣率?，F(xiàn)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(chǎn)生水蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)出電流，電流通過導(dǎo)電線輸入?yún)R流器；風(fēng)力吹動葉片快速旋轉(zhuǎn)，帶動垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入?yún)R流器，光熱和風(fēng)電兩股電流在匯流器中匯合后通過導(dǎo)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(dǎo)電線輸入沼氣池內(nèi)的增溫裝置，在增溫裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成熱能，熱能用于增加發(fā)酵沼液的溫度；另一部分電流通過導(dǎo)電線輸入電動機(jī)，在電動機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械能用于驅(qū)動電動機(jī)連接的攪拌器轉(zhuǎn)動，拌勻發(fā)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(chǎn)生水蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)出電流，電流通過導(dǎo)電線輸入?yún)R流器；風(fēng)力吹動葉片快速旋轉(zhuǎn)，帶動水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，電流通 過導(dǎo)電線輸入?yún)R流器，光熱和風(fēng)電兩股電流在匯流器中匯合后通過導(dǎo)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(dǎo)電線輸入沼氣池內(nèi)的增溫裝置，在增溫裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成熱能，熱能用于增加發(fā)酵沼液的溫度；另一部分電流通過導(dǎo)電線輸入電動機(jī)，在電動機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械能用于驅(qū)動電動機(jī)連接的攪拌器轉(zhuǎn)動，拌勻發(fā)酵沼液。
權(quán)利要求
1.太陽能光熱發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)提高產(chǎn)氣率的沼氣池，其特征是，由葉片(1)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)(2)、風(fēng)電支撐柱(3)、導(dǎo)電線(4)、拋物鏡面(5)、換熱裝置(6)、汽輪發(fā)電機(jī)(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(jī)(15)、攪拌器(16)共同組成太陽能光熱發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)提高產(chǎn)氣率的沼氣池；在風(fēng)電支撐柱(3)上安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)(2)，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)(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(fā)電機(jī)(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(jī)(15)，在沼氣池(13) 的內(nèi)部安裝有增溫裝置(14)和攪拌器(16)；風(fēng)力發(fā)電機(jī)⑵通過導(dǎo)電線⑷與匯流器(11)連接，汽輪發(fā)電機(jī)(7)通過導(dǎo)電線(4) 與匯流器(11)連接，匯流器(11)通過導(dǎo)電線⑷與分流器(12)連接，分流器(12)通過導(dǎo)電線⑷與增溫裝置(14)連接，分流器(12)通過導(dǎo)電線⑷與電動機(jī)(15)連接，電動機(jī) (15)的下方連接有攪拌器(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光熱發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)提高產(chǎn)氣率的沼氣池，其特征是，所述的汽輪發(fā)電機(jī)(7)是背壓式汽輪發(fā)電機(jī)或抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)或冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光熱發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)提高產(chǎn)氣率的沼氣池，其特征是，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)(2)是垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)或水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能光熱發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)提高產(chǎn)氣率的沼氣池，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)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(chǎn)生水蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)出電流，電流通過導(dǎo)電線輸入?yún)R流器；風(fēng)力吹動葉片快速旋轉(zhuǎn)，帶動風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入?yún)R流器，光熱和風(fēng)電兩股電流在匯流器中匯合后通過導(dǎo)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(dǎo)電線輸入沼氣池內(nèi)的增溫裝置，在增溫裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成熱能，熱能用于增加發(fā)酵沼液的溫度；另一部分電流通過導(dǎo)電線輸入電動機(jī)，在電動機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械能用于驅(qū)動電動機(jī)連接的攪拌器轉(zhuǎn)動，拌勻發(fā)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(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者繆同春 申請人:無錫同春新能源科技有限公司