CN105680549A - 能量供给系统和使用该系统的城市粪便处理系统 - Google Patents

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CN105680549A CN201610179710.4A CN201610179710A CN105680549A CN 105680549 A CN105680549 A CN 105680549A CN 201610179710 A CN201610179710 A CN 201610179710A CN 105680549 A CN105680549 A CN 105680549A
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倪红军
冯汛
石健
陈青青
姚池
汪兴兴
吕帅帅
顾涛
何蕊
徐勇
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

本申请公开了一种能量供给系统，包括：控制器，光电传感器，输入电源、微生物电解池系统、燃料电池和储能系统，其中：光电传感器与控制器相连接，用于在光照强度不小于100lux时发送高电平至控制器，在光照强度小于100lux时发送低电平至控制器；控制器与输入电源、燃料电池和储能系统分别相连，用于在接收到高电平时，选择输入电源为主电源，在接收到低电平时，选择燃料电池和储能系统为主电源。公开的能量供给系统，实现了智能化控制，根据外界传感器的信号合理的协调不同电池系统之间的工作，优先利用外界的太阳光发电。

Description

能量供给系统和使用该系统的城市粪便处理系统
技术领域
本公开一般涉及能量供给系统和使用该系统的城市粪便处理系统。
背景技术
随着城市化的进程，城市人口越来越密集，随着人口增长而出现的粪便增长的问题没有得到较好的解决。目前我国粪便处理设施的数量严重不足，总体技术水平较低，而直接将高COD(ChemicalOxygenDemand：化学需氧量)、BOD(BiochemicalOxygenDemand：生化需氧量)的粪便直接排入市政污水管网，将对现有的污水处理厂造成不小的冲击，并且污水处理厂直接处理这些污水时，随之而来的高能耗将增大处理成本。
目前一般采用微生物电解池(MEC)来为粪便处理系统提供能量。微生物电解池(MEC)是一种生物与电化学和的技术，通过在阳极表面附着的具有电化学活性的微生物(产电菌)的代谢，氧化降解水中的有机物，所产生的电子通过外电路传递到阴极，能够实现在较低的施加电压下产氢。但是只通过微生物电解池进行污水和废水的处理，产生的氢气等还需要进行收集用在别的地方，相对较麻烦。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种能量供给系统和使用该系统的城市粪便处理系统。
第一方面提供一种能量供给系统，包括：控制器，光电传感器，输入电源、微生物电解池系统、燃料电池和储能系统，其中：
所述光电传感器与所述控制器相连接，用于在光照强度不小于100lux时发送高电平至所述控制器，在光照强度小于100lux时发送低电平至所述控制器；
所述控制器与所述输入电源、燃料电池和储能系统分别相连，用于在接收到高电平时，选择输入电源为主电源，在接收到低电平时，选择燃料电池和储能系统为主电源
本发明提供一种能量供给系统和使用该系统的城市粪便处理系统，一方面实现了智能化控制，根据外界传感器的信号合理的协调不同电池系统之间的工作，优先利用外界的太阳光发电；另一方面将微生物电解池、燃料电池和太阳能发电联系起来，在不同的天气下采用不同的模式，实现光电转换的同时，形成电-氢-电的循环，综合利用资源，更加环保和高效。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的实施例中能量供给系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本发明的实施例提供一种能量供给系统，包括：控制器，光电传感器，输入电源15、微生物电解池系统17、燃料电池19和储能系统16，其中：
光电传感器与控制器相连接，用于在光能充足时发送高电平至控制器，在光能不充足或者没有光能时发送低电平至控制器；
控制器与输入电源15、燃料电池19和储能系统16分别相连，用于在接收到高电平时，选择输入电源为主电源，在接收到低电平时，选择燃料电池和储能系统为主电源。
本发明实施例中的能量供给系统实现了智能化控制，根据外界传感器的信号合理的协调不同电池系统之间的工作，优先利用外界的太阳光发电；当光能充足的时候即光照强度不小于100lux，光电传感器发送信号至控制器，控制器将输入电源作为主电源进行光伏发电，供给微生物电解池和负载的同时还进行剩余电能的储存，微生物电解池工作的时候会产生氢气，将氢气储存起来供给燃料电池使用；当光能不充足或者没有光能的时候即光照强度小于100lux，光电传感器再发送信号至控制器，控制器将燃料电池和储能系统中的电池设置成主电源，一方面供给微生物电解池持续工作，进行污水处理的同时产生氢能持续供给燃料电池，形成电-氢-电的循环，另一方面继续供给负载使用。
进一步的，输入电源15与微生物电解池系统17和储能系统16相连，输入电源15部分电能提供所述微生物电解池系统17，部分电能储存在储能系统16中。
请参考图1，本发明的实施例中的能量供给系统在光能源充足的时候是通过输入电源提供主要电能的，该输入电源为光伏发电系统，通过太阳能发电，将产生的部分电能供给微生物电解池系统，微生物电解池系统进行工作需要0.9V的直流电即可，微生物电解池系统进行污水处理的同时产生氢气，将产生的氢气储存在储氢罐中，以便于在接下来的过程中供给燃料电池使用；光伏发电系统产生电能还供给负载使用，并且将剩余的电能储存在储能系统中，以便于在没有光能的时候供微生物电解池和负载使用。
其中，光伏发电系统产生电能，控制器控制其产生220V/50Hz的交流电供应给处理站内的光源和水泵等负载设备，同时也供应出0.9V的直流电给微生物电解池制备氢气，并且将多余的电量储存在储能系统即铝电池中。
进一步的，储能系统16、燃料电池19分别与微生物电解池系统17相连，用于将储存的电能提供给微生物电解池系统17。
进一步的，输入电源15为光伏发电系统。本发明实施例中的系统需要给微生物电解池供电使其工作产氢，在光源不足的时候，光伏发电系统不能持续的产生光能，需要通过储能系统或者燃料电池产生电能供给微生物电解池。
进一步的，微生物电解池系统17包括：微生物电解池171和储氢罐172，微生物电解池171产生氢气储存在储氢罐172中。
进一步的，储氢罐172与燃料电池19相连，向燃料电池19提供氢能。本发明实施例中的微生物电解池系统安装有储氢罐，当光能充足的时候，微生物电解池工作产氢储存在储氢罐中，光能不足时，需要通过燃料电池工作进行供电，储氢罐中的氢气进入燃料电池的负极，空气进入燃料电池的正极，燃料电池正常工作产生的电能供微生物电解池使用持续进行污水处理和产氢的工作，还能供给外部负载进行使用；这样不仅外部负载能够正常工作，还实现了电-氢-电的循环，而且燃料电池发电的副产物水可以再次回收利用。
进一步的，输入电源15、燃料电池19和储能系统16还连接负载18，用于向负载18提供电能。
进一步的，控制器为ATmega16中央处理器。为了实现智能化控制，能量供给系统以中央处理器ATmega16为核心，根据外界传感器信号合理地协调光伏系统和燃料电池系统等之间工作，并优先利用光伏系统为负载和微生物电解池供电。
进一步的，储能系统16为铝电池。本发明实施例提供的能量供给系统中采用光伏发电供负载使用的同时，进行一部分电能的储存和氢气的制备，电能的储存通过铝电池实现；光能不足时，使用产生的氢气供给燃料电池发电，产生电能依旧能够供给微生物电解池产氢和部分负载的使用，若产生的电能不够负载使用，储存在铝电池中的电能也可以供负载等设备使用；当出现连续阴雨天用电不足时，整个装置无法运转，需要通过市政电作为补充电源。
本实施例提供一种能量供给系统，一方面实现了智能化控制，根据外界传感器的信号合理的协调不同电池系统之间的工作，优先利用外界的太阳光发电；另一方面将微生物电解池、燃料电池和太阳能发电联系起来，在不同的天气下采用不同的模式，实现光电转换的同时，形成电-氢-电的循环，综合利用资源，更加环保和高效。
本发明的实施例还提供了一种城市粪便处理系统，采用了上述的能量供给系统，该城市粪便处理系统能够在不同的天气环境下持续对城市粪便产生的污水进行处理，并且综合使用太阳能发电对微生物电解池供电，污水处理产生的氢能供给燃料电池使用发电，综合利用资源，高效且环保。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种能量供给系统，其特征在于，包括：控制器，光电传感器，输入电源、微生物电解池系统、燃料电池和储能系统，其中：
所述光电传感器与所述控制器相连接，用于在光照强度不小于100lux时发送高电平至所述控制器，在光照强度小于100lux时发送低电平至所述控制器；
所述控制器与所述输入电源、燃料电池和储能系统分别相连，用于在接收到高电平时，选择输入电源为主电源，在接收到低电平时，选择燃料电池和储能系统为主电源。
2.根据权利要求1所述的能量供给系统，其特征在于，所述输入电源与所述微生物电解池系统和储能系统相连，所述输入电源部分电能提供所述微生物电解池系统，部分电能储存在所述储能系统中。
3.根据权利要求2所述的能量供给系统，其特征在于，所述储能系统、所述燃料电池分别与所述微生物电解池系统相连，用于将储存的电能提供给所述微生物电解池系统。
4.根据权利要求1所述的能量供给系统，其特征在于，所述输入电源为光伏发电系统。
5.根据权利要求1所述的能量供给系统，其特征在于，所述微生物电解池系统包括：微生物电解池和储氢罐，所述微生物电解池产生氢气储存在所述储氢罐中。
6.根据权利要求5所述的能量供给系统，其特征在于，所述储氢罐与所述燃料电池相连，向所述燃料电池提供氢能。
7.根据权利要求1所述的能量供给系统，其特征在于，所述输入电源、所述燃料电池和所述储能系统还连接负载，向所述负载提供电能。
8.根据权利要求1所述的能量供给系统，其特征在于，所述控制器为ATmega16中央处理器。
9.根据权利要求1所述的能量供给系统，其特征在于，所述储能系统为铝电池。
10.一种采用如权利要求1-9任一所述的能量供给系统的城市粪便处理系统。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113415930A (zh) * 2021-05-17 2021-09-21 付琦 利用电网冗余电能通过协同运行进行水土污染治理的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101625558A (zh) * 2009-08-14 2010-01-13 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种野外应急可再生能源管理系统及其实施方法
CN103296742A (zh) * 2013-05-20 2013-09-11 天津大学 实现自动控制的太阳能-氢能混合动力驱动装置
CN104425834A (zh) * 2013-09-02 2015-03-18 蓝鹏 一种生物沼气发电储能系统
CN205565870U (zh) * 2016-03-25 2016-09-07 南通大学 能量供给系统和使用该系统的城市粪便处理系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101625558A (zh) * 2009-08-14 2010-01-13 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种野外应急可再生能源管理系统及其实施方法
CN103296742A (zh) * 2013-05-20 2013-09-11 天津大学 实现自动控制的太阳能-氢能混合动力驱动装置
CN104425834A (zh) * 2013-09-02 2015-03-18 蓝鹏 一种生物沼气发电储能系统
CN205565870U (zh) * 2016-03-25 2016-09-07 南通大学 能量供给系统和使用该系统的城市粪便处理系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113415930A (zh) * 2021-05-17 2021-09-21 付琦 利用电网冗余电能通过协同运行进行水土污染治理的方法

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