CN114304003A - 一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法，涉及到渔光互补水产养殖领域，包括水产养殖大棚，养殖大棚内开展水产养殖，养殖大棚的棚顶建设分布式光伏电站，光伏发电板产生直流光伏电，经过逆变转为交流光伏电，然后上网销售为交流网电，白天8小时采用交流光伏电，夜间16小时采用交流网电的谷电经过整流器整流提供直流稳压电给电解制氢装置。本发明能够自给自足式渔光互补，利用光伏发电解决水产养殖电力需求问题，实现了真正意义上的渔光互补，采用水产养殖温室大棚顶部进行光伏发电，在光伏储能电解制氢环节可以为渔业养殖大棚提供氧气和热水，促进水产养殖效益提升，并且实现渔光互补，在水产养殖的同时实现了光伏发电。

Description

一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法
技术领域
本发明涉及渔光互补水产养殖领域，特别涉及一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法。
背景技术
根据相关政策，光伏电站目前适合建设到荒山、荒坡或戈壁，不能大量占用农田和林地，在我国东部地区渔光互补或农光互补工程是同时解决农业生产和光伏电站建设非常好的解决方案，然而目前的渔光互补和农光互补工程实施过程中，光伏电站独立性很强，在互补环节严重脱节，光伏电站和农业、林业、渔业等的互补没有体现出来，光伏电站建设反而对农业、林业、渔业正常生产造成了一定的障碍，影响了农业、林业、渔业的生产，进而降低了农业、林业、渔业年产值，北方沿海地区滩涂遍布，一年四季阳光充足，非常适合水产养殖，夏天阳光直射不利于某些鱼类生长，需要搭建遮阴棚或养殖水草遮阴，增加了投资成本和养殖难度，在深秋、冬季和来年的4月份之前，海水温度比较低，无法开展水产养殖生产，在开放性的水产养殖池塘内，由于温度的限制一年仅能进行一次或两次水产生产，在开放性的水产养殖池塘内，水体的耗氧量非常大，水体溶氧受天气和气压的影响比较大，需要设置增氧机等养殖设备，若出现停电事故就会发生水产死亡的严重养殖事故，因此为了安全生产，降低养殖风险，目前水产的养殖密度较低，单位面积的水产养殖效益非常有限。
在水产养殖的领域中经常会遇到一下问题；
一、在渔光互补环节中，如何充分利用有限的滩涂资源和太阳能，如何将光伏发电的副产为水产养殖提供便利，延长水产养殖的生长时间和提高单位面积上水产的产量，在单位面积上产出最大的养殖效益，是未来渔光互补和渔业养殖发展的一个重要方向。
二、在电解制氢过程中会产生氢气和氧气，氢气作为储能产品销售，氧气作为工业副产品直接排放掉了，另外电解制氢的电解效率一般为60％左右，有40％的电能转变为热能，需要设置专门的设备散掉这些热量，保证正常电解制氢工艺温度。也就是说电解制氢工艺过程中大量的副产氧气和余热产生，但往往因为没有被回收和储存被白白排放掉，而这些正是水产养殖所需要的宝贵资源，因此如何综合利用电氢氧热等多种能源，进一步提高单位面积上的土地价值，同时为渔业生产和节能减排起到多重功效，是目前急需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法，包括水产养殖大棚，所述养殖大棚内开展水产养殖，所述养殖大棚的棚顶建设分布式光伏电站，光伏发电板产生直流光伏电，经过逆变转为交流光伏电，然后上网销售为交流网电，白天8小时采用交流光伏电，夜间16小时采用交流网电的谷电经过整流器整流提供直流稳压电给电解制氢装置，所述电解制氢装置制得的氢气储存到氢气储罐内，然后对外销售，所述电解制氢装置产生的氧气和余热输送到养殖大棚内，为养殖大棚提供氧气和热量。
优选的，所述养殖大棚由围墙、排风机、养殖照明灯、透光板、光伏发电板和立柱组成，立柱的作用是支撑透光板和光伏发电板组成的养殖大棚屋顶。围墙形成了养殖水池，也隔离了养殖水池和外界的环境，阳光照射到光伏发电板，实现了光伏发电和遮挡部分阳光的作用，透光板的作用是吸收散射光，在白天为水产养殖提供光线，透光板可以让部分阳光透过进入养殖大棚内，实现水产对阳光的需要和照明。
优选的，所述直流光伏电通过逆变器转变为交流光伏电，在白天光伏发电除自用外，余电可以实现并网发电到电网销售，在白天8小时内逆变后的交流光伏电经过整流器，转变为直流电，通入到电解制氢装置，实现电解制氢装置采用水为原料电解制氢，在夜间16个小时内，采用交流网电经过整流器，转变为直流电，通入到电解制氢装置，实现电解制氢装置采用水为原料电解制氢。
优选的，所述电解制氢装置制得的氢气存储到氢气储罐内，然后对外销售，所述电解制氢装置制得的氧气存储到氧气储罐内，然后通过氧气鼓风机增压，再通过管道对养殖水池进行鼓泡增氧，提高养殖水池氧气的含量。
优选的，所述养殖内的冷水通过冷水管道和循环水泵，把冷水泵入电解制氢装置内，冷水和电解制氢装置内的反应余热通过内部设置的换热器充分交换，产生的热水通过热水管道泵入到养殖水池内，实现了对电解制氢装置要求恒温要求，也实现了对电解制氢装置余热的利用，增加了养殖水池内的水温，尤其在北方冬季的水产养殖产业非常有意义，可以增加水产养殖批次，提高水产养殖生产率。
优选的，所述光伏发电或电网电可以在夜间增加养殖水池内的照明，增加水产采食时间，提高水产的产量，另外水产养殖大棚内还设计用排风机，可以利用排风机调节养殖大棚内的空气流动的速度和空气的温度，保持水产养殖大棚在最佳的温度范围内。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明能够自给自足式渔光互补，利用光伏发电解决水产养殖电力需求问题，实现了真正意义上的渔光互补，采用水产养殖温室大棚顶部进行光伏发电，在光伏储能电解制氢环节可以为渔业养殖大棚提供氧气和热水，促进水产养殖效益提升，可以作为一个偏远地区水产养殖渔光互补方法使用，适用广大沿海滩涂地区的水产养殖区，尤其适合北方水产养殖区，以及在淡水或海水水产养殖渔光互补方法适用，适合我国范围内任何区域，并且农光互补方法适用，适合我国范围内任何区域。
2、本发明可以利用有限的光伏大棚开展集约式渔光互补生产，在光伏大棚内实现水产养殖、光伏发电和电解制氢，光伏发电余电可以上网销售，电解制氢产生的绿色氢气可以作为商品销售，水产养殖产品也可以销售，在以上生产过程中产生了电氢氧热多种能源形式，并实现了电氢氧热的综合利用，实现渔光互补，在水产养殖的同时实现了光伏发电。
3、本发明在夏天避免了过多的阳光直射水面，防止水温过高，可以增加了养殖水产的采食，增加单位面积的水产的产量，并且在秋、冬、春三季可以增加水温，提高养殖水产的采食活性，提高养殖水产采食效率和产量，尤其在北方地区，可以延长水产养殖的时间和增加水产养殖次数，还寒冷的冬天也可以开展水产养殖，以及在一年四季可以采用副产的氧气向水产养殖池内鼓泡增氧，提高养殖水体的氧气含量，增加养殖水产的活动性能，提高水产养殖密度，提高水产的产量。
附图说明
图1为本发明的电氢氧热综合运行的渔光互补系统工作原理示意图。
图2为本发明的电氢氧热综合运行的渔光互补系统工作原理简述示意图。
图中：1、围墙；2、排风机；3、养殖照明灯；4、养殖水池；5、立柱；6、透光板；7、光伏发电板；8、阳光；9、直流光伏电；10、逆变器；11、交流光伏电；12、电网；13、交流网电；14、整流器；15、直流电；16、电解制氢装置；17、氢气储罐；18、氧气储罐；19、换热器；20、氧气鼓风机；21、循环水泵；22、冷水管道；23、管道；24、热水管道；30、养殖大棚。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
具体实施例一
如图1～2所示，在白天8小时采用交流光伏电11，夜间16小时采用交流网电13的谷电经过整流器14整流提供直流稳压电给电解制氢装置16，电解制氢装置16制得的氢气储存到氢气储罐17内，然后对外销售，电解制氢装置16产生的氧气和余热输送到养殖大棚30内，为养殖大棚30提供氧气和热量，在白天为水产养殖提供光线，透光板6可以让部分阳光8透过进入养殖大棚30内，实现水产对阳光8的需要和照明，在白天光伏发电除自用外，余电可以实现并网发电到电网12销售，在白天8小时内逆变后的交流光伏电11经过整流器14，转变为直流电15，通入到电解制氢装置16，实现电解制氢装置16采用水为原料电解制氢，在夜间16个小时内，采用交流网电13经过整流器14，转变为直流电15，通入到电解制氢装置16，实现电解制氢装置16采用水为原料电解制氢；
具体实施例二
如图1～2所示，电解制氢装置16制得的氢气存储到氢气储罐17内，然后对外销售，电解制氢装置16制得的氧气存储到氧气储罐18内，然后通过氧气鼓风机20增压，在通过管道23对养殖水池4进行鼓泡增氧，提高养殖水池4氧气的含量。养殖内的冷水通过冷水管道22和循环水泵，把冷水泵入电解制氢装置16内，冷水和电解制氢装置16内的内部设置的换热器19反应余热充分交换，产生的热水通过热水管道24泵入到养殖水池4内，实现了对电解制氢装置16要求恒温要求，也实现了对电解制氢装置16余热的利用，增加了养殖水池4内的水温，尤其在北方冬季的水产养殖产业非常有意义，可以增加水产养殖批次，提高水产养殖生产率，光伏发电或电网12电可以在夜间增加养殖水池4内的照明，增加水产采食时间，提高水产的产量，另外水产养殖大棚30内还设计用排风机2，可以利用排风机2调节养殖大棚30内的空气流动的速度和空气的温度，保持水产养殖大棚30在最佳的温度范围内；
工作原理：水产养殖温室大棚由围墙1、养殖照明灯3、排风机2、透光板6、光伏发电板7和支撑立柱5组成，立柱5的作用是支撑透光板6、光伏发电板7组成的温室大棚棚顶，围墙1形成了养殖水池4，也隔离了养殖水池4和外界的环境。阳光8照射到光伏发电板7，实现了光伏发电和遮挡部分阳光的作用。透光板6的作用是吸收散射光，在白天为水产养殖提供光线，透光板6可以让部分阳光透过进入养殖大棚内，实现水产对阳光的需要和照明。
直流光伏电9通过逆变器10转变为交流光伏电11，在白天光伏发电除自用外，余电可以实现并网发电到电网12销售，在白天8小时内逆变后的交流光伏电11经过整流器14，转变为直流电15，通入到电解制氢装置16，实现电解制氢装置16采用水为原料电解制氢，在夜间16个小时内，采用交流网电13经过整流器14，转变为直流电15，通入到电解制氢装置16，实现电解制氢装置16采用水为原料电解制氢，电解制氢装置16制得的氢气存储到氢气储罐17内，然后对外销售，电解制氢装置16制得的氧气存储到氧气储罐18内，然后通过氧气鼓风机20增压，在通过管道23对养殖水池4进行鼓泡增氧，提高养殖水池4氧气的含量，可以增加水产的养殖密度，提升养殖效益，养殖水池4的冷水通过冷水管道22和循环水泵21，把冷水泵入电解制氢装置16内，冷水和电解制氢装置16内的反应余热充分交换，产生的热水通过热水管道24泵入到养殖水池4内，实现了对电解制氢装置16要求恒温要求，也实现了对电解制氢装置16余热的利用，增加了养殖水池4内的水温，尤其在北方冬季的水产养殖产业非常有意义，可以增加水产养殖批次，提高水产养殖生产率，利用光伏发电或电网12电可以在夜间增加养殖水池4内的照明，增加水产采食时间，提高水产的产量，另外水产养殖大棚30内还设计用排风机2，可以利用排风机2调节养殖大棚30内的空气流动的速度和空气的温度，保持水产养殖大棚30在最佳的温度范围内。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法，其特征在于：包括水产养殖大棚(30)，所述养殖大棚(30)内开展水产养殖，所述养殖大棚(30)的棚顶建设分布式光伏电站，光伏发电板(7)产生直流光伏电(9)，经过逆变转为交流光伏电(11)，然后上网销售为交流网电(13)，白天8小时采用交流光伏电(11)，夜间16小时采用交流网电(13)的谷电经过整流器(14)整流提供直流稳压电给电解制氢装置(16)，所述电解制氢装置(16)制得的氢气储存到氢气储罐(17)内，然后对外销售，所述电解制氢装置(16)产生的氧气和余热输送到养殖大棚(30)内，为养殖大棚(30)提供氧气和热量。
2.根据权利要求1所述的一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法，其特征在于：所述养殖大棚(30)由围墙(1)、排风机(2)、养殖照明灯(3)、透光板(6)、光伏发电板(7)和立柱(5)组成，立柱(5)的作用是支撑透光板(6)和光伏发电板(7)组成的养殖大棚(30)屋顶，围墙(1)形成了养殖水池(4)，也隔离了养殖水池(4)和外界的环境，阳光(8)照射到光伏发电板(7)，实现了光伏发电和遮挡部分阳光(8)的作用，透光板(6)的作用是吸收散射光，在白天为水产养殖提供光线，透光板(6)可以让部分阳光(8)透过进入养殖大棚(30)内，实现水产对阳光(8)的需要和照明。
3.根据权利要求1所述的一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法，其特征在于：所述直流光伏电(9)通过逆变器(10)转变为交流光伏电(11)，在白天光伏发电除自用外，余电可以实现并网发电到电网(12)销售，在白天8小时内逆变后的交流光伏电(11)经过整流器(14)，转变为直流电(15)，通入到电解制氢装置(16)，实现电解制氢装置(16)采用水为原料电解制氢，在夜间16个小时内，采用交流网电(13)经过整流器(14)，转变为直流电(15)，通入到电解制氢装置(16)，实现电解制氢装置(16)采用水为原料电解制氢。
4.根据权利要求3所述的一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法，其特征在于：所述电解制氢装置(16)制得的氢气存储到氢气储罐(17)内，然后对外销售，所述电解制氢装置(16)制得的氧气存储到氧气储罐(18)内，然后通过氧气鼓风机(20)增压，在通过管道(23)对养殖水池(4)进行鼓泡增氧，提高养殖水池(4)氧气的含量。
5.根据权利要求4所述的一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法，其特征在于：所述养殖内的冷水通过冷水管道(22)和循环水泵(21)，把冷水泵入电解制氢装置(16)内，冷水和电解制氢装置(16)内的反应余热通过内部设置的换热器(19)充分交换，产生的热水通过热水管道(24)泵入到养殖水池(4)内，实现了对电解制氢装置(16)要求恒温要求，也实现了对电解制氢装置(16)余热的利用，增加了养殖水池(4)内的水温，尤其在北方冬季的水产养殖产业非常有意义，可以增加水产养殖批次，提高水产养殖生产率。
6.根据权利要求5所述的一种电氢氧热综合运行的渔光互补系统实现方法，其特征在于：所述光伏发电或电网(12)电可以在夜间增加养殖水池(4)内的照明，增加水产采食时间，提高水产的产量，另外水产养殖大棚(30)内还设计用排风机(2)，可以利用排风机(2)调节养殖大棚(30)内的空气流动的速度和空气的温度，保持水产养殖大棚(30)在最佳的温度范围内。
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