CN108199057A - 一种生态蓄能地电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生态蓄能地电池，可广泛的应用于三农能源领域中，农业电能自补，农村光伏蓄能池光互补及附带生态肥料制备，图中8为金属极板负极，相隔满挂在池沿上，池内空间全部用来装载有机酸及产生物介质，更方便人工操作，9为石墨碳棒正极，多组选择串联或并联，房前屋后，田间地头，各种地砌土电池为电力来源提供了一种自然资源再利用的途径，为山区孤岛应急用电提供了一种简单易行的方法，希望通过进一步的研究，在催化剂腐殖酶微量元素上不断得到提升。

Description

一种生态蓄能地电池

技术领域

本发明涉及一种生态蓄能地电池，可广泛的应用于三农能源领域中，农业电能自补，农村光伏蓄能池光互补及附带生态肥料制备。

背景技术

农村没有不可利用的废弃作物，如何将被弃置的″尾菜″与大量养殖废弃物及田间地头的杂草变成有用之材，这个以前在农村只能纯粹的闷肥，所谓″尾菜″，就是在收采、加工、运输、售卖时必须去掉的残老菜叶，包括养殖废弃物，集中大户可以沼池产生沼气，沼渣沼液制肥，但一般散户不会这么做。自然环境与再生能源的统一是绿色可持续发展的基础，农村现代化少不了各种电器，光伏发电与农作物生长一样只需要有阳光就行，但其效率受并网及蓄能配备的限制，固体氧化镁蓄热体、上下水库抽水蓄能等不方便用到一般散户中，而铅酸蓄电池在满足容量时，会带来额外的成本且易对环境造成污染。

发明内容

根据第三次全国农业普查结果，2016年规模化耕地耕种面积占全部实际耕地耕种面积的比重为28.6％，其中规模农业经营户所占比重为17.0％，农业经营单位所占比重为11.6％，这样散户超过70％。规模经营可采用现代化的机械手段，而最大限度的开发散户合理利用自然资源，是绿色可持续发展的一个重要环节，太阳能光伏发电不仅是清洁能源，而且是农村地区获得电力较为实用廉价的一条途径，相比较而言光伏硅晶质量光效已经得到了发展，但没有一种适合散户的廉价有效蓄能器件，普及起来难免受到一定影响，城市可以并上电网，但受到空间条件制约，在农村地区则有受光场及需求较大的优势，所以利用废弃农作物发展生态蓄能电池，既有广泛的原材料来源，又能制造高效有机生态肥，既产生电能又能储存光伏电能，是一项一举多得值得推广的方法，以人工材料修建具有防渗作用的水池，开敝式或封闭式，砖砌、混凝土等圆形或矩形池，小型水池以大个陶瓷缸或以回收塑料制作的埋地缸，单个或多个组合，再在水池壁挂上多组带有绝缘碳正极的金属负极电极板，利用植物发酵产生有机酸，构成原电池结构地电池，根据元素电负性铁1.83锌1.65，作负极时铁比锌弱一点点而比铅2.33强很多，而正极氢离子的电负性为2.1比铅离子2.33弱一点点，铁以有机酸为介质与铅以凝胶为介质大体相同，但铁是廉价材料，铁离子构成原肥对土壤无害，大型铁碳电极能弥补电池产生的电流电压一些量的不足，一定体积的水池电容量是非常大的，充电过程既可以是光伏发电，也可以源源不断的加入有机作物作为酸源，腐殖产物则是很好的生态原肥，而大量分布地电池增加了农业整体蓄水量，生态原肥是农作物普遍使用化肥时不可或缺需要的实肥。

附图说明

如图1所示为应用本发明生态蓄能地电池结构图

如图2所示为应用本发明生态蓄能地电池效果图

具体实施方式

如图1所示为应用本发明生态蓄能地电池结构图，图中1为土壤覆盖层，应按地质条件推求容许地基承载力，考虑蓄水池自重及水压力，池壁外面回填上要求夯实。

2为采用标准设计的池壁，按五级建筑物根据有关规范进行设计，可采浆浆砌石、素混凝土或钢筋混凝土砌制，采用砖砌的应以水泥砂浆抹面，小型体积的可采用陶瓷缸或塑胶缸。

3为地电池金属板负极，生铁板铸造或熟铁板材，弯勾或孔或铆扣悬挂在水池壁上，易于更换和保养，任何一个氧化还原反应，原则上都可以设计成原电池。利用原电池的电动势可以判断氧化还原反应进行的方向，由氧化还原反应组成的原电池，在标准状态下，如果电池的标准电动势＞0，则电池反应能自发进行，如果电池的标准电动势＜0，则电池反应不能自发进行。

4为池底，采用浆砌石时，应座浆砌筑，水池砂浆标号不低于M10，厚度不小于25cm。采用混凝土时，标号不宜低于C15，厚度不小于10cm，土基应进行翻夯处理，深度不小于40cm。

5为溢出口，保证容水最高高度在电极板引线以下，且腾空安装引出线或接线柱盒。

6为电极绝缘挂脚，塑料注塑件，孔套碳棒以螺丝连接在金属极板上，池液可加少量酸泡菜做引子，引导腐殖物分解有机酸，在温度298K酸性水溶液中，2价锌Zn(II)-(0)Zn²⁺+2e^-＝Zn-0.7618，2价铁Fe(II)-(0)Fe²⁺+2e^-＝Fe-0.447，2价铅Pb(II)-(0)Pb²⁺SO₁+2e^-＝Pb+SO₁ ^2--0.3588，1价氢H(O)-(I)H₂(g)+2e^-＝2H⁺-2.23，单个铁电极标准电动势为0.447+2.23＝2.677V，与锌水溶液电池0.7618+2.23＝2.9918相差不多，不计反向充电而优于铅电极，且伴随4价转3价碳C(IV)-(III)2CO₂+2H⁺+2e＝H₂C₂O₁-0.49及少量2价转3价氮离子3价转4价碳离子半反应等，影响电极电势的因素是离子的浓度、溶液的酸碱性、铁离子沉淀剂和铁离子络合剂，与碳棒至金属极板的距离无关，其结构主要为电极相面分相，便于安装结构及使用中不影响腐殖物搅拌，而氧化还原反应的平衡常数与标准电池电动势有关，与反应物的浓度无关，标准电动势EФ越大，平衡常数就越大，反应进行越完全，当EФ≥0.2---0.4V的氧化还原反应，其平衡常数均大于106(K&gt：106)，反应进行的程度相当完全。

7为地电池石墨碳棒正极，碳棒一般有自己的参数，电阻率为6---15微欧·米，在地电池中作正极具有良好的导电性，实际应用中选择石墨阳极产品，主要以石油焦为原料，煤沥青作粘结剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成阳极板或阳极棒，图中为阳极棒以两个绝缘挂脚固定安装在阴极金属板上，阳极棒一端预埋接线螺帽焙烧，台阶型棒体两端挂脚孔套至棒体止口处，棒体不参与氧化还原反应，在棒体上的氢离子得到电子逸出氢气，比蓄电池逸气受限具有更宽松的条件。

如图2所示为应用本发明生态蓄能地电池效果图，图中8为金属极板负极，相隔满挂在池沿上，池内空间全部用来装载有机酸及产生物介质，更方便人工操作。

9为石墨碳棒正极，多组选择串联或并联，房前屋后与光伏隔离连接控制，田间地头铺塑膜层地电池接小水泵不间断的从低处向高处引水，各种地砌土电池为电力来源提供了一种自然资源再利用的途径，为山区孤岛应急用电提供了一种简单易行的方法，希望通过进一步的研究，在催化剂腐殖酶微量元素上不断得到提升。

优化资源配置、保护生态环境，地电池蓄能技术潜力很大，而实用的蓄能技术特别适合于可再生能源的光伏发电系统，由于光伏发电的不稳定性，导致其不能连续运行，以生态蓄能电池在光伏发电系统中能很好的池光互补，综合分析各种地电池的特性，让自然资源更好的以化学能的形式转换为电能，由于地电池具有良好的性价比，而且容量也易达到系统设计的要求，其工艺、结构、生产和性能在今后实际应用中，依据科学技术的发展能给土法原电池带来蓬勃生机。

Claims (1)

1.本发明涉及一种生态蓄能地电池，可广泛的应用于三农能源领域中，农业电能自补，农村光伏蓄能池光互补及附带生态肥料制备，根据第三次全国农业普查结果，2016年规模化耕地耕种面积占全部实际耕地耕种面积的比重为28.6％，其中规模农业经营户所占比重为17.0％，农业经营单位所占比重为11.6％，这样散户超过70％。规模经营可采用现代化的机械手段，而最大限度的开发散户合理利用自然资源，是绿色可持续发展的一个重要环节，太阳能光伏发电不仅是清洁能源，而且是农村地区获得电力较为实用廉价的一条途径，相比较而言光伏硅晶质量光效已经得到了发展，但没有一种适合散户的廉价有效蓄能器件，普及起来难免受到一定影响，城市可以并上电网，但受到空间条件制约，在农村地区则有受光场及需求较大的优势，所以利用废弃农作物发展生态蓄能电池，既有广泛的原材料来源，又能制造高效有机生态肥，既产生电能又能储存光伏电能，是一项一举多得值得推广的方法，以人工材料修建具有防渗作用的水池，开敝式或封闭式，砖砌、混凝土等圆形或矩形池，小型水池以大个陶瓷缸或以回收塑料制作的埋地缸，单个或多个组合，再在水池壁挂上多组带有绝缘碳正极的金属负极电极板，利用植物发酵产生有机酸，构成原电池结构地电池，根据元素电负性铁1.83锌1.65，作负极时铁比锌弱一点点而比铅2.33强很多，而正极氢离子的电负性为2.1比铅离子2.33弱一点点，铁以有机酸为介质与铅以凝胶为介质大体相同，但铁是廉价材料，铁离子构成原肥对土壤无害，大型铁碳电极能弥补电池产生的电流电压一些量的不足，一定体积的水池电容量是非常大的，充电过程既可以是光伏发电，也可以源源不断的加入有机作物作为酸源，腐殖产物则是很好的生态原肥，而大量分布地电池增加了农业整体蓄水量，生态原肥是农作物普遍使用化肥时不可或缺需要的实肥。