CN114568352A - 一种渔光互补温室大棚水产养殖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种渔光互补温室大棚水产养殖方法，涉及到渔光互补温室大棚水产养殖方法领域，工艺路线方法步骤包括以下步骤水产养殖温室大棚→直流电能储能电池→电解制氢电解池→氢能储罐→氢燃料电池，水产养殖温室大棚由保温材料、围墙、养殖照明灯、排风机、透光膜、柔性光伏电池、弧形支撑架和支撑立柱组成。本发明在水产养殖池顶部采用柔性光伏电池建设成温室大棚，温室大棚集约化进行渔光互补生产，在温室大棚内实现水产养殖、光伏发电、电解制氢和燃料电池发电，多于自用的光伏电力，进行电解制氢储能，当储能电力不足且柔性光伏电池无法发电时，启动氢燃料电池发电，为储能电池充电，保障水产养殖温室大棚对电力的需求。
Description
技术领域
本发明涉及渔光互补温室大棚水产养殖方法领域，特别涉及一种渔光互补温室大棚水产养殖方法。
背景技术
我国东部沿海地区、江河湖泊分布密集地区以及部分西部地区滩涂遍布，非常适合水产养殖，有些地区夏天阳光过于强烈，不利于水产养殖生产，春秋季节水温较低不利于水产养殖生产，冬季水温过凉水产养殖基本上停止，即使有些区域冬季能开展水产养殖，低水温水产生长率也下降很多，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、渔业等的互补作用没有体现出来，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。
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条件，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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种渔光互补温室大棚水产养殖方法，以解决上述背景技术中提出的在渔光互补环节中，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条件，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的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种渔光互补温室大棚水产养殖方法，包括工艺路线方法步骤，所述工艺路线方法步骤包括以下步骤水产养殖温室大棚→直流电能储能电池→电解制氢电解池→氢能储罐→氢燃料电池；
所述水产养殖温室大棚由保温材料、围墙、养殖照明灯、排风机、透光膜、柔性光伏电池、弧形支撑架和支撑立柱组成。
优选的，所述水产养殖温室大棚到直流电能储能电池过程，是通过在白天水产养殖温室大棚的棚顶太阳能光伏发电储存到直流电能储能电池内，所述直流电供给电解制氢电解池，氢气储存到氢能储罐内，所述电解制氢电解池在电解制氢过程中产生的余热和氧气接入到水产养殖温室大棚内，提高水产养殖温室大棚内水温和水体的氧气含量，所述氢能储罐内的氢气通入到氢气燃料电池内，采用空气和氢气为原料在氢燃料电池内进行发电并且产生的电能储存到直流电能储能电池内。
优选的，所述氢燃料电池发电的余热通过到水产养殖温室大棚内，所述立柱的作用是支撑柔性光伏电池、所述弧形支撑架和透光膜组成的温室大棚棚顶，所述柔性光伏电池单位面积的重量仅为晶硅光伏电池的重量的1/3～1/6，所述柔性光伏电池单位面积的发电功率比晶硅硬性光伏板的发电功率要高10％～25％，所述柔性光伏电池可以卷起成为一个光伏卷，所述透光膜可以让部分阳光透过进入水产养殖温室大棚内，所述阳光照射到柔性光伏电池，所述透光膜的作用是吸收散射光，所述弧形支撑架的作用是支撑透光膜和柔性光伏电池，所述保温材料的作用是保持养殖水池恒定的温度。
优选的，所述氢能储罐在有阳光照射的条件下，所述柔性光伏电池发出的直流光伏电储存到储能电池内向储能电池充电，所述储能电池同时向温室大棚的通风、照明和增氧设备提供电力，所述储能电池的电量充满后向氢电解池提供电能，所述氢电解池内电解水产生氢气和氧气，所述氢气通过第二氢气管道储存到氢能储罐内，所述氧气通过氧气管道储存到氧气储罐内，所述氧气储罐内氧气通过氧气压缩机和氧气鼓泡管道通入到养殖水池内进行氧气鼓泡，所述氢电解池电解制氢的余热需要导出，所述养殖水池内的冷水通过第一冷水管道、水循环泵、第二冷水管道进入到氢电解池内部的第一换热器内交换得到热水后通过第二管道。
优选的，所述氢燃料电池在夜间无阳光照射或阴雨电气柔性光伏电池无法发电时，所述储能电池向温室大棚的通风、照明和增氧设备提供电力，所述氢能储罐内的氢气通过第一氢气管道输入到氢燃料电池内，所述氢燃料电池的一侧设置有空气管道，所述空气管道将空气输入到氢燃料电池，所述氢燃料电池在催化剂的作用下氢气和空气中的氧气在氢燃料电池产生第一直流电能和第二直流电能，所述第一直流电能输入到储能电池对储能电池进行充电，所述储能电池通过第二直流电能对氢燃料电池发电的同时有副产热量产生，所述养殖水池内的冷水通过第一冷水管道、水循环泵、第二冷水管道进入到氢燃料电池内部的第二换热器内，所述第二换热器交换得到热水后通过第一管道、第二管道，所述第一管道、第二管道把热水排入到养殖水池内，利用光伏发电或储能电池的储能电可以在夜间增加养殖水池内的照明，所述水产养殖温室大棚内还设计用排风机，所述水产养殖温室大棚通过排风机调节水产养殖温室大棚内的空气流动的速度和空气的温度。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明在水产养殖池顶部采用柔性光伏电池建设成温室大棚，温室大棚集约化进行渔光互补生产，在温室大棚内实现水产养殖、光伏发电、电解制氢和燃料电池发电，多于自用的光伏电力，进行电解制氢储能，当储能电力不足且柔性光伏电池无法发电时，启动氢燃料电池发电，为储能电池充电，保障水产养殖温室大棚对电力的需求。
2、本发明在电解制氢储能过程中，有副产的氧气和热量产生，可以把副产的氧气和热量通入到水产养殖温室大棚，促进水产养殖密度的提升，养殖批次的增加和养殖产量的提升。
3、本发明在氢燃料电池发电过程中，有副产热量产生，可以把副产热量通入到水产养殖温室大棚，促进养殖批次的增加和养殖产量的提升。
4、本发明在夏天避免了过多的阳光直射水面，影响水产养殖，增加了养殖水产的采食时间，增加水产养殖温室大棚单位面积的水产的产量。
5、本发明采用柔性光伏电池组件，安装和卷起灵活，可以很方便调整水产养殖温室大棚的光照度。
6、本发明在秋、冬、春三季可以提高水温，在环境温度较低时也能开展养殖水产的活动性，提高养殖水产采食效率和水产的产量，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，在寒冷的冬天也可以开展水产养殖。
7、本发明可以在夏季温带地区养殖热带高经济价值的水产，提高水产的养殖经济效益。
8、利用光伏发电或储能电池可以自备自用，可以在远离市政电源的偏远位置开展渔业生产，自备电可以为水产养殖温室大棚提供照明、通风和增氧，增加水产养殖池的照明时间，增加水产的采食时间，提高水产的产量。
附图说明
图1为本发明的渔光互补温室大棚水产养殖方法工作原理的简述意图。
图2为本发明的渔光互补温室大棚水产养殖方法工作原理的详述示意图。
图3为本发明的渔光互补温室大棚水产养殖设备流程的详述示意图。
图中：1、保温材料；2、围墙；3、养殖照明灯；4、排风机；5、透光膜；7、光伏卷；8、柔性光伏电池；9、弧形支撑架；10、阳光；11、第一冷水管道；12、养殖水池；13、直流光伏电；14、第一管道；15、空气管道；16、氢燃料电池；17、第一氢气管道；18、第一直流电能；19、储能电池；20、第二直流电能；21、第二氢气管道；22、氢能储罐；23、氧气储罐；24、氧气管道；25、第一换热器；26、氧气压缩机；27、氢电解池；28、氧气鼓泡管道；29、第二冷水管道；30、水循环泵；31、第二管道；35、立柱；36、第二换热器；40、水产养殖温室大棚。
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～图3所示,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，水产养殖温室大棚40→直流电能储能电池19→电解制氢电解池27→氢能储罐22→氢燃料电池16，水产养殖温室大棚40由保温材料1、围墙2、养殖照明灯3、排风机4、透光膜5、柔性光伏电池8、弧形支撑架9和支撑立柱35组成，水产养殖温室大棚40到直流电能储能电池19过程，通过在白天水产养殖温室大棚40的棚顶太阳能光伏发电储存到直流电能储能电池19内，之后储能电池19产生第一直流电18和第二直流电能20，然后第二直流电能20供给电解制氢电解池27，产生的氢气储存到氢能储罐22内，电解制氢电解池27在电解制氢过程中产生的余热和氧气接入到水产养殖温室大棚40内，提高水产养殖温室大棚40内水温和水体的氧气含量，可以在北方的夏季养殖热带水产，在冬季和春季季节养殖温带水产，在夜间或阴雨天，氢能储罐22内的氢气通入到氢燃料电池16内，采用空气和氢气为原料在氢燃料电池16内进行发电，发出的电能储存到第一直流电能储能电池19内，为水产养殖温室大棚40提供照明、通风、增氧用电。
具体实施例二
如图1～图3所示，氢燃料电池16发电的余热通过到水产养殖温室大棚40内，提高水产养殖温室大棚40内的水温，立柱35的作用是支撑柔性光伏电池8、弧形支撑架9和透光膜5组成的温室大棚棚顶，柔性光伏电池8单位面积的重量仅为晶硅光伏电池的重量的1/3～1/6，可以铺设到普通弧形的温室大棚的顶部，减低温室大棚光伏安装改造费用，柔性光伏电池8单位面积的发电功率比晶硅硬性光伏板的发电功率要高10％～25％，可以提高温室大棚单位面积的发电量，柔性光伏电池8可以卷起成为一个光伏卷7，可以按照需要调整铺设状态，调节养殖水池12的光照度，围墙2形成了养殖水池12，也隔离了养殖水池12和外界的环境，阳光10照射到柔性光伏电池8，实现了光伏发电和遮挡部分阳光10的作用，透光膜5的作用是吸收散射光，在白天为水产养殖提供光线，透光膜5可以让部分阳光10透过进入水产养殖温室大棚40内，实现水产对阳光10的需要和照明，弧形支撑架9的作用是支撑透光膜5和柔性光伏电池8，保温材料1的作用是保持养殖水池12恒定的温度，防止养殖水池12内的热量散失。
具体实施例三
如图1～图3所示，氢能储罐22在有阳光10照射的条件下，柔性光伏电池8发出的直流光伏电13储存到储能电池19内，向储能电池19充电，储能电池19同时向温室大棚的通风、照明和增氧设备提供电力，储能电池19的电量充满后向氢电解池27提供电能，在氢电解池27内电解水产生氢气和氧气，氢气通过第二氢气管道21储存到氢能储罐22内，氧气通过氧气管道24储存到氧气储罐23内，氧气储罐23内氧气通过氧气压缩机26和氧气鼓泡管道28，通入到养殖水池12内进行氧气鼓泡，增加养殖水池12内的溶氧量，可以提高养殖水产的活性，增加水产养殖密度，提升养殖生产率，氢电解池27电解制氢的余热需要导出，保证恒定的温度保持氢电解池27的催化剂的活性，养殖水池12内的冷水通过第一冷水管道11、水循环泵30、第二冷水管道29进入到氢电解池27内部的第一换热器25内，交换得到热水后通过第二管道31，把热水排入到养殖水池12内，提高养殖水池12的水温，提高水产养殖的产量非常有意义，在夏天提高养殖水池12的温度，可以在温带地区养殖热带名贵水产，在冬季和春秋季节可以增加养殖批次，提高单位面积上的水产的产量，尤其在北方冬季更加有意义，可以利用原来冬季空置的鱼塘进行养殖生产。
具体实施例四
如图1～图3所示，氢燃料电池16在夜间无阳光10照射或阴雨电气柔性光伏电池8无法发电时，储能电池19向温室大棚的通风、照明和增氧设备提供电力，当电量不足时，启动氢燃料电池16发电，氢能储罐22内的氢气通过第一氢气管道17输入到氢燃料电池16内，同时空气通过空气管道15输入到氢燃料电池16，在催化剂的作用下氢气和空气中的氧气在氢燃料电池16产生第一直流电能18和第二直流电能20，第一直流电能18输入到储能电池19，对储能电池19进行充电，满足温室大棚对电能的需求，储能电池19通过第二直流电能20对氢燃料电池16发电的同时有副产热量产生，养殖水池12内的冷水通过第一冷水管道11、水循环泵30、第二冷水管道29进入到氢燃料电池16内部的第二换热器36内，交换得到热水后通过第一管道14、第二管道31，把热水排入到养殖水池12内，提高养殖水池12的水温，增加水产养殖批次，提高水产养殖生产率，利用光伏发电或储能电池19的储能电可以在夜间增加养殖水池12内的照明，增加水产采食时间，提高水产的产量，另外水产养殖温室大棚40内还设计用排风机4，可以利用排风机4调节水产养殖温室大棚40内的空气流动的速度和空气的温度，保持水产养殖温室大棚40在最佳的温度范围内。
具体实施例五
如图2所示，利用光伏发电或储能电池19的储能电可以在夜间增加养殖水池12内的养殖照明灯3，增加水产采食时间，提高水产的产量，另外水产养殖温室大棚40内还设计用排风机4，可以利用排风机4调节水产养殖温室大棚40内的空气流动的速度和空气的温度，保持水产养殖温室大棚40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 (8)
1.一种渔光互补温室大棚水产养殖方法，其特征在于：包括工艺路线方法步骤，所述工艺路线方法步骤包括以下步骤水产养殖温室大棚(40)→直流电能储能电池(19)→电解制氢电解池(27)→柔性光伏电池(8)→氢燃料电池(16)；
所述水产养殖温室大棚(40)由保温材料(1)、围墙(2)、养殖照明灯(3)、排风机(4)、透光膜(5)、柔性光伏电池(8)、弧形支撑架(9)和支撑立柱(35)组成。
2.根据权利要求1所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法，其特征在于：所述水产养殖温室大棚(40)到直流电能储能电池(19)过程，是通过在白天水产养殖温室大棚(40)的棚顶太阳能光伏发电储存到直流电能储能电池(19)内，所述直流电供给电解制氢电解池(27)，氢气储存到柔性光伏电池(8)内，所述电解制氢电解池(27)在电解制氢过程中产生的余热和氧气接入到水产养殖温室大棚(40)内，提高水产养殖温室大棚(40)内水温和水体的氧气含量，所述柔性光伏电池(8)内的氢气通入到氢气燃料电池内，采用空气和氢气为原料在氢燃料电池(16)内进行发电并且产生的电能储存到直流电能储能电池(19)内。
3.根据权利要求1所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法，其特征在于：所述氢燃料电池(16)发电的余热通过到水产养殖温室大棚(40)内，所述立柱(35)的作用是支撑柔性光伏电池(8)、所述弧形支撑架(9)和透光膜(5)组成的温室大棚棚顶，所述柔性光伏电池单位面积的重量仅为晶硅光伏电池的重量的1/3～1/6，所述柔性光伏电池(8)单位面积的发电功率比晶硅硬性光伏板的发电功率要高10％～25％，所述柔性光伏电池(8)可以卷起成为一个光伏卷(7)，所述透光膜(5)可以让部分阳光(10)透过进入水产养殖温室大棚(40)内，所述阳光(10)照射到柔性光伏电池(8)，所述透光膜(5)的作用是吸收散射光，所述弧形支撑架(9)的作用是支撑透光膜(5)和柔性光伏电池(8)，所述保温材料(1)的作用是保持养殖水池(12)恒定的温度。
4.根据权利要求1所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法，其特征在于：所述柔性光伏电池(8)在有阳光(10)照射的条件下，所述柔性光伏电池(8)发出的直流光伏电(13)储存到储能电池(19)内向储能电池(19)充电，所述储能电池(19)同时向温室大棚的通风、照明和增氧设备提供电力，所述储能电池(19)的电量充满后向氢电解池(27)提供电能，所述氢电解池(27)内电解水产生氢气和氧气。
5.根据权利要求4所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法，其特征在于：所述氢燃料电池(16)在夜间无阳光(10)照射或阴雨电气柔性光伏电池(8)无法发电时，所述储能电池(19)向温室大棚的通风、照明和增氧设备提供电力，所述柔性光伏电池(8)内的氢气通过第一氢气管道(17)输入到氢燃料电池(16)内，所述氢燃料电池(16)的一侧设置有空气管道(15)，所述空气管道(15)将空气输入到氢燃料电池(16)。
6.根据权利要求5所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法，其特征在于：所述氢燃料电池(16)在催化剂的作用下氢气和空气中的氧气在氢燃料电池(16)产生第一直流电能(18)和第二直流电能(20)，所述第一直流电能(18)输入到储能电池(19)对储能电池(19)进行充电，所述储能电池(19)通过第二直流电能(20)对氢燃料电池(16)发电的同时有副产热量产生，所述养殖水池(12)内的冷水通过第一冷水管道(11)、水循环泵(30)、第二冷水管道(29)进入到氢燃料电池(16)内部的第二换热器(36)内。
7.根据权利要求6所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法，其特征在于：所述第二换热器(36)交换得到热水后通过第一管道(14)、第二管道(31)，所述第一管道(14)、第二管道(31)把热水排入到养殖水池(12)内，利用光伏发电或储能电池(19)的储能电可以在夜间增加养殖水池(12)内的照明，所述水产养殖温室大棚(40)内还设计用排风机(4)，所述水产养殖温室大棚(40)通过排风机(4)调节水产养殖温室大棚(40)内的空气流动的速度和空气的温度。
8.根据权利要求4所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法，其特征在于：所述氢气通过第二氢气管道(21)储存到柔性光伏电池(8)内，所述氧气通过氧气管道(24)储存到氧气储罐(23)内，所述氧气储罐(23)内氧气通过氧气压缩机(26)和氧气鼓泡管道(28)通入到养殖水池(12)内进行氧气鼓泡，所述氢电解池(27)电解制氢的余热需要导出，所述养殖水池(12)内的冷水通过第一冷水管道(11)、水循环泵(30)、第二冷水管道(29)进入到氢电解池(27)内部的第一换热器(25)内交换得到热水后通过第二管道(31)。
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