CN113949309A - 分布式活体树木生物质化学能发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供分布式活体树木生物质化学能发电系统，涉及生物质能源技术领域，包括：电流转换单元，所述电流转换单元用于产生电流；电源控制器，所述电源控制器用于接收电流转换单元传输的电流，所述电源控制器与电流转换单元电性连接；电流输出单元，所述电流输出单元用于接收电源控制器传输的电流，并转换电流的形式便于使用，所述电流输出单元与电源控制器电性连接。本发明，在使用时，主要是需要两根金属电极，一根作为阳极，是电势低的电极，如锌；另一根作为阴极，是带正电荷的电极，如金属铜，两个电极同时插入树干内部。树干内部的酸性物质会与锌和铜发生化学反应，当电子从一端流向另一端时，电能就会释放。
Description
技术领域
本发明涉及生物质能源技术领域，具体为分布式活体树木生物质化学能发电系统。
背景技术
根据国际能源机构(IEA)的定义，生物质(biomass)是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。生物质能则是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，它一直是人类赖以生存的重要能源之一，是仅次于煤炭、石油、天然气之后第四大能源，在整个能源系统中占有重要的地位。
目前，采用大树发电，据《中国日报》报道：把电极插入树木中以获得电力，这听起来有点像天方夜谭。但是最近美国麻省理工大学的安迪斯·莫申领导的工作小组研究确认，在树木自身新陈代谢的作用下，树木和附近土壤中PH值不同，并由此可以产生电流。为解决树木电流太微小的问题，他们设计了一种电压提升转换器，用来储存树上产生的电流能源，待储备足够的能源后，可以定时释放出1.1V的电压。研究小组的科学家认为，树木可以通过这些电子传感器监测它们自身的生理状态和周围的即时环境，并且随着时代的发展，电子元件会越来越小，耗能也越来越低，树木产生的电流在不久的将来极有可能被广泛地应用。磁学设备制造公司MagCapEngineering和发明家GordonW.Wadle共同申请了一项专利，可以由植物上获得能源并转换成直流电。这套系统是用两根棍子(一根在植物上，一根在地上)和MagCap研发出来的特殊电路组合而成。
但是这套系统，持续发电的能力有待验证与所产生的电量有待提高与验证，这些问题和缺点的原因是一根电极在植物上，一根在地上，在地上的电极受土壤湿度的影响，会影响系统的稳定性与可持续性。
发明内容
本发明提供的发明目的在于提供分布式活体树木生物质化学能发电系统，在使用时，主要是需要两根金属电极，一根作为阳极，是电势低的电极，如锌；另一根作为阴极，是带正电荷的电极，如金属铜，两个电极同时插入树干内部。树干内部的酸性物质会与锌和铜发生化学反应，当电子从一端流向另一端时，电能就会释放。
为了实现上述的效果，本发明提供如下技术方案：分布式活体树木生物质化学能发电系统，包括：
电流转换单元，所述电流转换单元用于产生电流；
电源控制器，所述电源控制器用于接收电流转换单元传输的电流，所述电源控制器与电流转换单元电性连接；
电流输出单元，所述电流输出单元用于接收电源控制器传输的电流，并转换电流的形式便于使用，所述电流输出单元与电源控制器电性连接。
本发明进一步设置为：所述电源控制器还用于控制电流输出的电压，便于电流输出单元直接使用。
本发明进一步设置为：所述电流转换单元包括生物质本体、金属电极片和导线，其中：
生物质本体作为电流生成的主要来源；
金属电极片用于通过化学反应产生电流，所述金属电极片插设在生物质本体内部；
导线用于连接多个金属电极片，形成串联电路与并联电路并将电流传输至电源控制器，所述电源控制器与导线电性连接。
本发明进一步设置为：所述生物质本体采用和具有光合作用的各种植物。
本发明进一步设置为：金属电极片采用阳极电极片和阴极电极片两种，且阳极电极片采用锌材质、阴极电极片采用铜材质。
本发明进一步设置为：所述电流输出单元包括蓄电池、逆变器和用电器，其中：
蓄电池用于收集电源控制器传输的电流并存储，所述蓄电池与电源控制器电性连接；
逆变器用于将蓄电池中的直流电流转换为交流电流，所述逆变器与蓄电池电性连接；
用电器用于接收并使用逆变器传输的交流电流，所述用电器与逆变器电性连接。
本发明进一步设置为：所述用电器包括市政照明和园区照明的用电设备。
本发明进一步设置为：所述用电器还用于直接接收电源控制器传输的直流电流并使用，所述用电器与电源控制器电性连接。
本发明提供了分布式活体树木生物质化学能发电系统，具备以下有益效果：
(1)、本发明，首先将多个金属电极片分别插设在不同的生物质内部，并通过导线将多个金属电极片进行连接，在连接完成后，树干内部的酸性物质会与锌和铜发生化学反应，当电子从一端流向另一端时，电能就释放，金属锌的化学性质比铜活泼，当这两种金属同时处在酸液中时，锌就会失去电子，这些失去的电子沿着导线传到铜片上，形成电流，在电流生成时，通过电源控制器将电流进行聚集，控制并产生直流电流传输至用电器，便于使用直流电的用电器进行工作，同时使用电源控制器分流出部分电流传输至蓄电池进行电流存储工作，并分流至逆变器，通过逆变器转换为交流电，便于使用交流电的用电器进行使用，整体使用上，发电过程无温室气体排放，树木自身仍然可进行碳中和，减少其它能源消耗，绿色环保，系统搭建简便，应用场景广阔，特别适用于无法输电区域(山区)等优点。
附图说明
图1为本发明分布式活体树木生物质化学能发电系统的系统图；
图2为本发明分布式活体树木生物质化学能发电系统中电流转换单元的系统图；
图3为本发明分布式活体树木生物质化学能发电系统中电流输出单元的系统图；
图4为本发明分布式活体树木生物质化学能发电系统的展示示意图。
附图说明：1、电流转换单元；101、生物质本体；102、金属电极片；103、导线；2、电源控制器；3、电流输出单元；301、蓄电池；302、逆变器；303、用电器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述
实施例1，如图1-4所示，本发明提供一种技术方案：分布式活体树木生物质化学能发电系统，包括：
电流转换单元1，电流转换单元1用于产生电流；
电源控制器2，电源控制器2用于接收电流转换单元1传输的电流，电源控制器2与电流转换单元1电性连接，电源控制器2还用于控制电流输出的电压，便于电流输出单元3直接使用；
电流输出单元3，电流输出单元3用于接收电源控制器2传输的电流，并转换电流的形式便于使用，电流输出单元3与电源控制器2电性连接。
本发明在使用时，使用电流转换单元1通过化学反应产生电流，并将电流传输至电源控制器2中，通过电源控制器2对电流进行集中，并调节电流电压将电流传输至电流输出单元3并对电流进行使用，整体使用上，发电过程无温室气体排放，树木自身仍然可进行碳中和，减少其它能源消耗，绿色环保，系统搭建简便，应用场景广阔，特别适用于无法输电区域(山区)等优点，同时，通过使用电源控制器2可以直接对电流输出单元3提供直流电流进行使用，也可以通过电流输出单元3将直流电转换为交流电，实现交流电的使用，整体使用上，大大提高电流输出单元3的使用效果。
电流转换单元1包括生物质本体101、金属电极片102和导线103，其中：
生物质本体101作为电流生成的主要来源，生物质本体101采用和具有光合作用的各种植物；
金属电极片102用于通过化学反应产生电流，金属电极片102插设在生物质本体101内部，金属电极片102采用阳极电极片和阴极电极片两种，且阳极电极片采用锌材质、阴极电极片采用铜材质；
导线103用于连接多个金属电极片102，形成串联电路与并联电路并将电流传输至电源控制器2，电源控制器2与导线103电性连接。
本发明在使用时，通过将金属电极片102插设在生物质本体101内部，生物质本体101内部的酸性物质会与锌和铜发生化学反应，当电子从一端流向另一端时，电能就释放，金属锌的化学性质比铜活泼，当这两种金属同时处在酸液中时，锌就会失去电子，这些失去的电子沿着导线103传到铜片上，形成电流。离子方程式：Zn失去电子变成Zn，故在锌片上发生的反应为：Zn-2e—Zn(氧化反应)溶液中的H+在铜片上得到电子变成H，故在铜片上发生的反应为：2H+2e—H(还原反应)，并通过导线103传输至电源控制器2中，便于电源控制器2进行使用。
电流输出单元3包括蓄电池301、逆变器302和用电器303，其中：
蓄电池301用于收集电源控制器2传输的电流并存储，蓄电池301与电源控制器2电性连接；
逆变器302用于将蓄电池301中的直流电流转换为交流电流，逆变器302与蓄电池301电性连接；
用电器303用于接收并使用逆变器302传输的交流电流，用电器303与逆变器302电性连接，用电器303包括市政照明和园区照明的用电设备，用电器303还用于直接接收电源控制器2传输的直流电流并使用，用电器303与电源控制器2电性连接。
本发明在使用时，当电流通过电源控制器2到达电流输出单元3时，首先会到达蓄电池301，通过蓄电池301进行存储，便于后续使用，同时分流出部分电流传输至逆变器302中，通过逆变器302将直流电流转换为交流电流，为用电器303体用交流电电流，便于使用交流电的用电器303进行使用，整体使用上，通过电流输出单元3实现不同的电流输出方式，从而大大提高整体的使用效果。
本发明工作时，首先将多个金属电极片102分别插设在不同的生物质本体101内部，并通过导线103将多个金属电极片102进行连接，在连接完成后，树干内部的酸性物质会与锌和铜发生化学反应，当电子从一端流向另一端时，电能就释放，金属锌的化学性质比铜活泼，当这两种金属同时处在酸液中时，锌就会失去电子，这些失去的电子沿着导线103传到铜片上，形成电流，在电流生成时，通过电源控制器2将电流进行聚集，控制并产生直流电流传输至用电器303，便于使用直流电的用电器303进行工作，同时使用电源控制器2分流出部分电流传输至蓄电池301进行电流存储工作，并分流至逆变器302，通过逆变器302转换为交流电，便于使用交流电的用电器303进行使用，整体使用上，发电过程无温室气体排放，树木自身仍然可进行碳中和，减少其它能源消耗，绿色环保，系统搭建简便，应用场景广阔，特别适用于无法输电区域(山区)等优点。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.分布式活体树木生物质化学能发电系统，其特征在于，包括：
电流转换单元(1)，所述电流转换单元(1)用于产生电流；
电源控制器(2)，所述电源控制器(2)用于接收电流转换单元(1)传输的电流，所述电源控制器(2)与电流转换单元(1)电性连接；
电流输出单元(3)，所述电流输出单元(3)用于接收电源控制器(2)传输的电流，并转换电流的形式便于使用，所述电流输出单元(3)与电源控制器(2)电性连接。
2.根据权利要求1所述的分布式活体树木生物质化学能发电系统，其特征在于，所述电源控制器(2)还用于控制电流输出的电压，便于电流输出单元(3)直接使用。
3.根据权利要求1所述的分布式活体树木生物质化学能发电系统，其特征在于，所述电流转换单元(1)包括生物质本体(101)、金属电极片(102)和导线(103)，其中：
生物质本体(101)作为电流生成的主要来源；
金属电极片(102)用于通过化学反应产生电流，所述金属电极片(102)插设在生物质本体(101)内部；
导线(103)用于连接多个金属电极片(102)，形成串联电路与并联电路并将电流传输至电源控制器(2)，所述电源控制器(2)与导线(103)电性连接。
4.根据权利要求3所述的分布式活体树木生物质化学能发电系统，其特征在于，所述生物质本体(101)采用和具有光合作用的各种植物。
5.根据权利要求3所述的分布式活体树木生物质化学能发电系统，其特征在于，金属电极片(102)采用阳极电极片和阴极电极片两种，且阳极电极片采用锌材质、阴极电极片采用铜材质。
6.根据权利要求1所述的分布式活体树木生物质化学能发电系统，其特征在于，所述电流输出单元(3)包括蓄电池(301)、逆变器(302)和用电器(303)，其中：
蓄电池(301)用于收集电源控制器(2)传输的电流并存储，所述蓄电池(301)与电源控制器(2)电性连接；
逆变器(302)用于将蓄电池(301)中的直流电流转换为交流电流，所述逆变器(302)与蓄电池(301)电性连接；
用电器(303)用于接收并使用逆变器(302)传输的交流电流，所述用电器(303)与逆变器(302)电性连接。
7.根据权利要求6所述的分布式活体树木生物质化学能发电系统，其特征在于，所述用电器(303)包括市政照明和园区照明的用电设备。
8.根据权利要求6所述的分布式活体树木生物质化学能发电系统，其特征在于，所述用电器(303)还用于直接接收电源控制器(2)传输的直流电流并使用，所述用电器(303)与电源控制器(2)电性连接。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |