CN115669445A - 智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制 - Google Patents
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Abstract
智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:包括至少1个牧业综合产业生产区和至少1个养殖区;所述的综合产业生产区包括绿色宜生能源环境系统、宜生无土栽培牧草工厂、或/和外供牧草厂、或/和屠宰工厂、冷库、肉类食品厂;所述的养殖区中建有智慧自动投食区、光伏发电系统、风力发电系统和围栏。本发明解决了沙漠光伏、风电等绿电的本地化利用问题,为在沙漠之中建设绿洲提供了可能;实现了沙漠光伏、风电等绿电的更高效更有经济价值的利用;将沙漠光伏、风电转化为宜生的环境,并为该宜生环境提供所需的冷热电多种能源方式,为在该环境下发展多种形式的经济产业提供可能,从而实现可观的经济收益,实现良性可持续的治沙新模式。
Description
技术领域
本发明属于沙漠治理的技术领域,特别是一种智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制。
背景技术
沙漠地区多风、云量少、日照强,如沙漠地区太阳辐射的年总辐射量为6000~6200MJ/m 2 ,比同纬度地区高10%以上,比较适合光伏和风力发电。最近在荒漠、戈壁滩、沙漠等地,逐渐成为了风光资源开发的热点。
发明专利 CN 104025974 A 公开了一种与光伏电站相结合的沙漠治理系统的技术方案,该系统包括光伏电站系统、光伏水泵系统、沙漠给水灌溉系统、防风固系统及沙漠绿化系统,虽然该技术方案提到了光伏发电与沙漠治理相结合,但对于光伏所发电的本地化经济利用并未涉及。发明专利 CN 113924900 A 公开了一种移动式农业大棚治沙方法,该发明专利公开的方法采用光伏+移动式农业大棚的模式进行沙漠治理,该发明的技术方案虽然提到了在沙场地上建设装配式农业温室大棚,棚内进行土壤改良,待已改良的区域可作为农业用地,再向沙漠深处扩建治沙场地,将装配式农业温室大棚移建至新的治沙场地,实现人进沙退,但是对于光伏所发电的本地化更经济利用也未有涉及,缺乏成体系系统化的沙漠治理策略和技术方案。
由于沙漠地区经济产业资源不够丰富,对电力及其他形式能源的需求很有限,很难完全消纳通过风光资源转化来的能源;另外,受限于就地消纳能力以及电力外送渠道限制,对于解决光伏、风电的本地化更经济利用问题目前仍缺乏好的方法和技术方案。如何实现治沙的经济效益,形成良性可持续的治沙新模式的问题,值得技术人员进行深入的研究。
发明内容
本发明专利解决的技术问题,首先是沙漠光伏和/或风电的更高效更高价值的本地化利用问题,其次是如何将沙漠光伏和/或风电转化为宜生环境,并为该宜生环境提供冷热电等多种形式能源的问题,最终解决的是如何实现治沙的经济效益,形成良性可持续治沙新模式的问题。
本发明的技术方案如下:
智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:智慧沙漠牧业综合产业基地治理沙漠的技术路线为:第一,将风机、光伏产生的绿电(1-1)进行本地化利用,一部分绿电(1-1)用于本地供应电力,另一部分绿电(1-1)用于转化为热能,热能加热高温工质后被储存起来,所述被储存的高温工质,在系统中没有绿电(1-1)时,一部分高温工质与水进行热交换将水变为高温高压水蒸气,高温高压水蒸气推动蒸汽轮机进行发电,另一部分高温工质与水进行热交换形成热源或冷源;第二,采用电力、热源或冷源建设宜生环境;第三,在宜生环境中通过光合作用进行无土或有土经济作物种植;第四,用所种植的经济作物进行经济动物的养殖,同时经济动物的粪便排入沙漠中以改善沙漠的适合种植性;第五,通过对外提供经济作物、经济动物、肉类及其深加工食品或者其他相关商品或服务,实现治沙的经济效益,形成良性可持续的治沙新模式。
智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:包括至少1个智慧沙漠绿色宜生能源环境系统,所述的智慧沙漠绿色宜生能源环境系统包括绿电(1-1)、至少1个电储热系统(1-2)、至少1个蒸汽发电系统(1-3)、至少1个输配变电系统(1-4)、至少1个冷热源系统(1-6)、至少1个宜生能源环境装备系统(1-7)和至少1个宜生环境区(1-8)、
或/和至少1个空气制水系统(1-11)、
或/和至少1套分布式光热收集装置(1-9)及热储热系统(1-10);
所述的绿电(1-1)通过电缆(1-12)进入电储热系统(1-2);电储热系统(1-2)通过高温工质管路(1-13)与蒸汽发电系统(1-3)连接;蒸汽发电系统(1-3)通过电缆(1-12)与输配变电系统(1-4)连接;
所述的电储热系统(1-2)通过高温工质管路(1-13)与冷热源系统(1-6)连接;蒸汽发电系统(1-3)通过热力管路(1-14)与冷热源系统(1-6)连接;
所述的冷热源系统(1-6)通过热力管路(1-14)与宜生能源环境装备系统(1-7)连接;输配变电系统(1-4)通过电缆(1-12)与宜生能源环境装备系统(1-7)连接;宜生能源环境装备系统(1-7)通过宜生能源环境管路(1-16)与宜生环境区(1-8)连接;在没有设置空气制水系统(1-11)的情况下,所述宜生能源环境装备系统(1-7)可通过水泵抽取地下水供使用;
或/和冷热源系统(1-6)通过热力管路(1-14)与空气制水系统(1-11)连接;空气制水系统(1-11)通过水管路(1-15)与宜生能源环境装备系统(1-7)连接;增设空气制水系统(1-11)可提高智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的环境友好性,避免对沙漠地下水的抽取;
或/和分布式光热收集装置(1-9)通过高温工质管路(1-13)与热储热系统(1-10)连接;热储热系统(1-10)通过高温工质管路(1-13)与冷热源系统(1-6)连接;增设分布式光热收集装置(1-9)及热储热系统(1-10)可提高智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的能源效率,对系统的热电关联关系进行解耦。
智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:
所述的智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的运行机制如下:
绿电(1-1)是风机发电系统所发出的风电或/和光伏发电系统所发出的光伏电;绿电(1-1)通过电缆(1-12)经过输配变电系统(1-4)输往外部电网(1-5)或本地化系统自用;
电储热系统(1-2)储能过程:当外部电网(1-5)不能消纳绿电(1-1)时,绿电(1-1)通过电缆(1-12)进入电储热系统(1-2)中转化为热能储存在电储热系统(1-2)中,从而实现电储热系统(1-2)储能过程;
电储热系统(1-2)放电过程:在外部电网(1-5)处于电尖峰或电高峰时间期间,电储热系统(1-2)中的高温工质通过高温工质管路(1-13)进入蒸汽发电系统(1-3);在蒸汽发电系统(1-3)中,高温工质与水进行热交换将水变为高温高压水蒸气,高温高压水蒸气推动蒸汽轮机进行发电,所发出的电通过电缆经过经过输配变电系统(1-4)输往外部电网(1-5)或本地化系统自用,从而实现电储热系统(1-2)放电过程;
或/和太阳光热能被分布式光热收集装置(1-9)加热工质后形成高温工质,高温工质通过高温工质管路(1-13)进入热储热系统(1-10)进行储存;
热储热系统(1-10)和电储热系统(1-2)构成了储热系统;
冷源热源的产生过程:a.储存在电储热系统(1-2)中的高温工质通过高温工质管路(1-13)进入冷热源系统(1-6)中,在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成水蒸气,水蒸气进入在冷热源系统(1-6)中的热冷变换设备(如溴化锂设备)形成冷源,或在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成热源;
b.储存在热储热系统(1-10)中的高温工质通过高温工质管路(1-13)进入冷热源系统(1-6)中,在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成水蒸气,水蒸气进入在冷热源系统(1-6)中的热冷变换设备(如溴化锂设备)形成冷源,或在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成热源;
c.在蒸汽发电系统(1-3)中,发电后,高温高压水蒸气变为乏蒸气,乏蒸气通过热力管路(1-14)进入冷热源系统(1-6)中形成热源;
空气制水系统的工作原理:白天沙漠中的水被蒸发到空气中,到晚上随着气温的降低,空气中水蒸气的含量逐渐升高,富含水蒸气的空气在风机的作用下进入空气制水系统(1-11);冷热源系统(1-6)中的冷源通过热力管路(1-14)进入空气制水系统(1-11);富含水蒸气的空气在空气制水系统(1-11)中被来自冷热源系统(1-6)中的冷源大幅地降温,这样,水蒸气就从富含水蒸气的空气中被冷凝出来形成冷凝水;冷凝水通过水管路(1-15)进入宜生能源环境装备系统(1-7);
宜生能源环境装备系统(1-7)和宜生环境区(1-8)构成了宜生能源环境系统;
宜生能源环境装备系统(1-7)包括冷热源换热设备、空气源热泵、风机、气体分离系统设备、太阳光分解系统设备、光照系统设备、声音系统设备、人工降雨系统设备、环境气氛成分调节系统设备、消防系统设备、监测系统设备和智慧控制系统等;通过宜生能源环境装备系统(1-7)中的设备实现宜生环境区(1-8)中所需要的宜生环境;
在宜生环境区(1-8)中设置各种传感器、监测仪器仪表,反馈宜生环境区(1-8)中环境信息参数到宜生能源环境装备系统(1-7)中设备的智慧控制系统,可实现对宜生环境区(1-8)中环境的温度、湿度、气压、光照模式、声音模式、刮风模式和下雨模式的智慧控制,形成宜于植物生长、养殖动物或人类生活的环境。
智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:
智慧沙漠牧业综合产业基地包括至少1个牧业综合产业生产区(13)和至少1个牛或/和羊养殖区(8);
牧业综合产业生产区(13)靠近公路(12)建设;牛或/和羊养殖区(8)紧邻牧业综合产业生产区(13)建设;
所述的牛或/和羊养殖区(8)中建有至少1个智慧自动投食区(7)、至少1个光伏发电系统(9)、至少1个风力发电系统(10)、至少1个围栏(11);
围栏(11)沿牛或/和羊养殖区(8)的边沿四周建设;风力发电系统(10)紧邻围栏(11)建设;光伏发电系统(9)散布于牛或/和羊养殖区(8)或/和牧业综合产业生产区(13)内;智慧自动投食区(7)设置在牛或/和羊养殖区(8)内便于牛或/和羊进食处;智慧自动投食区(7)通过智慧自动投食系统与宜生无土栽培牧草工厂(2)连接;智慧自动投食区(7)中的食物来自于所述的宜生无土栽培牧草工厂(2);牛或/和羊养殖区(8)种植适合生长的作物;牛或/和羊的粪便排在牛或/和羊养殖区(8)内用作改善养殖区内土壤的适种性;牛或/和羊身上配有数字标签或/和传感器,智慧牧业管理系统对牛或/和羊各项信息参数进行收集统计分析存储,经过AI人工智能专家系统处理后对投食规则、养殖措施进行优化,对牛或/和羊进行纯绿色无污染的科学养殖;
所述的综合产业生产区(13)包括至少1个绿色宜生能源环境系统(1)、至少1个宜生无土或有土栽培牧草工厂(2)、
或/和至少1个外供牧草厂(6)、
或/和至少1个屠宰工厂(3)、冷库(4)、或/和肉类食品厂(5);
在所述的牧业综合产业生产区(13)中,靠近公路(12)布置绿色宜生能源环境系统(1)、或/和外供牧草厂(6)、或/和屠宰工厂(3)及冷库(4)、或/和肉类食品厂(5);靠近牛或/和羊养殖区(8)建设宜生无土栽培牧草工厂(2);宜生无土栽培牧草工厂(2)通过智慧自动投食系统与智慧自动投食区(7)连接。
本发明与现有技术相比,具有如下优点及突出性的技术效果:
① 解决了沙漠光伏、风电等绿电的本地化利用问题,为在沙漠之中建设绿洲提供了可能;
② 实现了沙漠光伏、风电等绿电的更高效更有经济价值的利用;
③ 将沙漠光伏、风电转化为宜生的环境,并为该宜生环境提供所需的冷热电多种能源方式,为在该环境下发展多种形式的经济产业提供可能,从而实现可观的经济收益,实现良性可持续的治沙新模式。
附图说明
图1是一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的组成示意图;
图2是一种智慧沙漠牧业综合产业基地的组成示意图;
图中:1-1、绿电;1-2、电储热系统;1-3、蒸汽发电系统;1-4、输配变电系统;1-5、外部电网;1-6、冷热源系统;1-7、宜生能源环境装备系统;1-8、宜生环境区;1-9、分布式光热收集装置;1-10、热储热系统;1-11、空气制水系统;1-12、电缆;1-13、高温工质管路;1-14、热力管路;1-15、水管路;1-16、宜生能源环境管路;
1、绿色宜生能源环境系统;2、宜生无土栽培牧草工厂;3、屠宰工厂;4、冷库;5、肉类食品厂;6、外供牧草厂;7、智慧自动投食区;8、牛或/和羊养殖区;9、光伏发电系统;10、风力发电系统;11、围栏;12、公路;13、牧业综合产业生产区。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明如下:
智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:采用智慧沙漠牧业综合产业基地治理沙漠的技术路线为:第一,将风机、光伏产生的绿电(1-1)进行本地化利用,一部分绿电(1-1)用于本地供应电力,另一部分绿电(1-1)用于转化为热能,热能加热高温工质后被储存起来,所述被储存的高温工质,在系统中没有绿电(1-1)时,一部分高温工质与水进行热交换将水变为高温高压水蒸气,高温高压水蒸气推动蒸汽轮机进行发电,另一部分高温工质与水进行热交换形成热源或冷源;第二,采用电力、热源或冷源建设宜生环境;第三,在宜生环境中通过光合作用进行无土或有土经济作物种植;第四,用所种植的经济作物进行经济动物的养殖,同时经济动物的粪便排入沙漠中以改善沙漠的适合种植性;第五,通过对外提供经济作物、经济动物、肉类及其深加工食品或者其他相关商品或服务,实现治沙的经济效益,形成良性可持续的治沙新模式。
如图1一种智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的组成示意图所示;
所述的智慧沙漠绿色宜生能源环境系统包括绿电(1-1)、1个电储热系统(1-2)、1个蒸汽发电系统(1-3)、1个输配变电系统(1-4)、1个冷热源系统(1-6)、1个宜生能源环境装备系统(1-7)和1个宜生环境区(1-8)、1个空气制水系统(1-11)、1套分布式光热收集装置(1-9)及热储热系统(1-10);
所述的绿电(1-1)通过电缆(1-12)进入电储热系统(1-2);电储热系统(1-2)通过高温工质管路(1-13)与蒸汽发电系统(1-3)连接;蒸汽发电系统(1-3)通过电缆(1-12)与输配变电系统(1-4)连接;
所述的电储热系统(1-2)通过高温工质管路(1-13)与冷热源系统(1-6)连接;蒸汽发电系统(1-3)通过热力管路(1-14)与冷热源系统(1-6)连接;
所述的冷热源系统(1-6)通过热力管路(1-14)与宜生能源环境装备系统(1-7)连接;输配变电系统(1-4)通过电缆(1-12)与宜生能源环境装备系统(1-7)连接;宜生能源环境装备系统(1-7)通过宜生能源环境管路(1-16)与宜生环境区(1-8)连接;
冷热源系统(1-6)通过热力管路(1-14)与空气制水系统(1-11)连接;空气制水系统(1-11)通过水管路(1-15)与宜生能源环境装备系统(1-7)连接;增设空气制水系统(1-11)可提高智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的环境友好性,避免对沙漠地下水的抽取;
分布式光热收集装置(1-9)通过高温工质管路(1-13)与热储热系统(1-10)连接;热储热系统(1-10)通过高温工质管路(1-13)与冷热源系统(1-6)连接;增设分布式光热收集装置(1-9)及热储热系统(1-10)可提高智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的能源效率,对系统的热电关联关系进行解耦。所述的高温工质采用熔盐。
所述的智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的运行机制如下:
绿电(1-1)是风机发电系统所发出的风电或/和光伏发电系统所发出的光伏电;绿电(1-1)通过电缆(1-12)经过输配变电系统(1-4)输往外部电网(1-5)或本地化系统自用;
电储热系统(1-2)储能过程:当外部电网(1-5)不能消纳绿电(1-1)时,绿电(1-1)通过电缆(1-12)进入电储热系统(1-2)中转化为热能储存在电储热系统(1-2)中,从而实现电储热系统(1-2)储能过程;
电储热系统(1-2)放电过程:在外部电网(1-5)处于电尖峰或电高峰时间期间,电储热系统(1-2)中的高温工质通过高温工质管路(1-13)进入蒸汽发电系统(1-3);在蒸汽发电系统(1-3)中,高温工质与水进行热交换将水变为高温高压水蒸气,高温高压水蒸气推动蒸汽轮机进行发电,所发出的电通过电缆经过经过输配变电系统(1-4)输往外部电网(1-5)或本地化系统自用,从而实现电储热系统(1-2)放电过程;所述的高温工质采用熔盐;
或/和太阳光热能被分布式光热收集装置(1-9)加热工质后形成高温工质,高温工质通过高温工质管路(1-13)进入热储热系统(1-10)进行储存;
热储热系统(1-10)和电储热系统(1-2)构成了储热系统;
冷源热源的产生过程:a.储存在电储热系统(1-2)中的高温工质通过高温工质管路(1-13)进入冷热源系统(1-6)中,在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成水蒸气,水蒸气进入在冷热源系统(1-6)中的热冷变换设备(如溴化锂设备)形成冷源,或在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成热源;
b.储存在热储热系统(1-10)中的高温工质通过高温工质管路(1-13)进入冷热源系统(1-6)中,在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成水蒸气,水蒸气进入在冷热源系统(1-6)中的热冷变换设备(如溴化锂设备)形成冷源,或在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成热源;
c.在蒸汽发电系统(1-3)中,发电后,高温高压水蒸气变为乏蒸气,乏蒸气通过热力管路(1-14)进入冷热源系统(1-6)中形成热源;
空气制水系统的工作原理:白天沙漠中的水被蒸发到空气中,到晚上随着气温的降低,空气中水蒸气的含量逐渐升高,富含水蒸气的空气在风机的作用下进入空气制水系统(1-11);冷热源系统(1-6)中的冷源通过热力管路(1-14)进入空气制水系统(1-11);富含水蒸气的空气在空气制水系统(1-11)中被来自冷热源系统(1-6)中的冷源大幅地降温,这样,水蒸气就从富含水蒸气的空气中被冷凝出来形成冷凝水;冷凝水通过水管路(1-15)进入宜生能源环境装备系统(1-7);
宜生能源环境装备系统(1-7)和宜生环境区(1-8)构成了宜生能源环境系统;
宜生能源环境装备系统(1-7)包括冷热源换热设备、空气源热泵、风机、气体分离系统设备、太阳光分解系统设备、光照系统设备、声音系统设备、人工降雨系统设备、环境气氛成分调节系统设备、消防系统设备、监测系统设备和智慧控制系统等;通过宜生能源环境装备系统(1-7)中的设备实现宜生环境区(1-8)中所需要的宜生环境;
在宜生环境区(1-8)中设置各种传感器、监测仪器仪表,反馈宜生环境区(1-8)中环境信息参数到宜生能源环境装备系统(1-7)中设备的智慧控制系统,可实现对宜生环境区(1-8)中环境的温度、湿度、气压、光照模式、声音模式、刮风模式和下雨模式的智慧控制,形成宜于植物生长、养殖动物或人类生活的环境。
如图2一种智慧沙漠牧业综合产业基地的组成示意图所示,
智慧沙漠牧业综合产业基地包括1个牧业综合产业生产区(13)和1个牛或/和羊养殖区(8);牧业综合产业生产区靠近公路(12)建设;牛或/和羊养殖区(8)紧邻牧业综合产业生产区(13)建设;
所述的牛或/和羊养殖区(8)中建有2个智慧自动投食区(7)、1个光伏发电系统(9)、1个风力发电系统(10)、2个围栏(11);
围栏(11)沿牛或/和羊养殖区(8)的边沿四周建设;风力发电系统(10)紧邻围栏(11)建设;光伏发电系统(9)散布于牛或/和羊养殖区(8)或/和牧业综合产业生产区(13)内;智慧自动投食区(7)设置在牛或/和羊养殖区(8)内便于牛或/和羊进食处;智慧自动投食区(7)通过智慧自动投食系统与宜生无土栽培牧草工厂(2)连接;智慧自动投食区(7)中的食物来自于所述的宜生无土栽培牧草工厂(2);
所述的宜生无土栽培牧草工厂(2)建有牧草无土栽培生产线,该牧草无土栽培生产线生产燕麦,所述的燕麦作为牛或/和羊饲料自用或/和外供实现经济收益;
牛或/和羊养殖区(8)种植适合生长的作物;牛或/和羊的粪便排在牛或/和羊养殖区(8)内用作改善养殖区内土壤的适种性;
牛或/和羊养殖区(8)内的牛或/和羊身上配有数字标签或/和传感器,智慧牧业管理系统对牛或/和羊各项信息参数进行收集统计分析存储,经过AI人工智能专家系统处理后对投食规则、养殖措施进行优化,对牛或/和羊进行纯绿色无污染的科学养殖。
所述的综合产业生产区(13)包括1个绿色宜生能源环境系统(1)、2个宜生无土栽培牧草工厂(2)、2个外供牧草厂(6)、1个屠宰工厂(3)、1个冷库(4)和1个肉类食品厂(5);
在所述的牧业综合产业生产区(13)中,靠近公路(12)布置绿色宜生能源环境系统(1)、外供牧草厂(6)、屠宰工厂(3)及冷库(4)、肉类食品厂(5);靠近牛或/和羊养殖区8建设宜生无土栽培牧草工厂(2);宜生无土栽培牧草工厂(2)通过智慧自动投食系统与智慧自动投食区(7)连接。
所述的无土栽培生产线生产燕麦作为牛或/和羊饲料自用或/和外供实现经济收益;所述的养殖的牛或/和羊外供实现经济收益;所述的牛或/和羊的肉类及其肉类深加工食品外供实现经济收益;从而实现治沙的经济效益,形成良性可持续的治沙新模式。
以上对本发明一个实施例进行了具体的说明,但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例,不能被认定为用于限定本发明的实施范围。凡是依本发明申请范围所做的任何简单修改、等同变化与改型,均应仍处于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:智慧沙漠牧业综合产业基地治理沙漠的技术路线为:第一,将风机、光伏产生的绿电(1-1)进行本地化利用,一部分绿电(1-1)用于本地供应电力,另一部分绿电(1-1)用于转化为热能,热能加热高温工质后被储存起来,所述被储存的高温工质,在系统中没有绿电(1-1)时,一部分高温工质与水进行热交换将水变为高温高压水蒸气,高温高压水蒸气推动蒸汽轮机进行发电,另一部分高温工质与水进行热交换形成热源或冷源;第二,采用电力、热源或冷源建设宜生环境;第三,在宜生环境中通过光合作用进行无土或有土经济作物种植;第四,用所种植的经济作物进行经济动物的养殖,同时经济动物的粪便排入沙漠中以改善沙漠的适合种植性;第五,通过对外提供经济作物、经济动物、肉类及其深加工食品或者其他相关商品或服务,实现治沙的经济效益,形成良性可持续的治沙新模式。
2.智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:包括至少1个智慧沙漠绿色宜生能源环境系统,所述的智慧沙漠绿色宜生能源环境系统包括绿电(1-1)、至少1个电储热系统(1-2)、至少1个蒸汽发电系统(1-3)、至少1个输配变电系统(1-4)、至少1个冷热源系统(1-6)、至少1个宜生能源环境装备系统(1-7)和至少1个宜生环境区(1-8)、
或/和至少1个空气制水系统(1-11)、
或/和至少1套分布式光热收集装置(1-9)及热储热系统(1-10);
所述的绿电(1-1)通过电缆(1-12)进入电储热系统(1-2);电储热系统(1-2)通过高温工质管路(1-13)与蒸汽发电系统(1-3)连接;蒸汽发电系统(1-3)通过电缆(1-12)与输配变电系统(1-4)连接;
所述的电储热系统(1-2)通过高温工质管路(1-13)与冷热源系统(1-6)连接;蒸汽发电系统(1-3)通过热力管路(1-14)与冷热源系统(1-6)连接;
所述的冷热源系统(1-6)通过热力管路(1-14)与宜生能源环境装备系统(1-7)连接;输配变电系统(1-4)通过电缆(1-12)与宜生能源环境装备系统(1-7)连接;宜生能源环境装备系统(1-7)通过宜生能源环境管路(1-16)与宜生环境区(1-8)连接;在没有设置空气制水系统(1-11)的情况下,所述宜生能源环境装备系统(1-7)可通过水泵抽取地下水供使用;
或/和冷热源系统(1-6)通过热力管路(1-14)与空气制水系统(1-11)连接;空气制水系统(1-11)通过水管路(1-15)与宜生能源环境装备系统(1-7)连接;增设空气制水系统(1-11)可提高智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的环境友好性,避免对沙漠地下水的抽取;
或/和分布式光热收集装置(1-9)通过高温工质管路(1-13)与热储热系统(1-10)连接;热储热系统(1-10)通过高温工质管路(1-13)与冷热源系统(1-6)连接;增设分布式光热收集装置(1-9)及热储热系统(1-10)可提高智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的能源效率,对系统的热电关联关系进行解耦。
3.智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:所述的智慧沙漠牧业综合产业基地包括至少1个牧业综合产业生产区(13)和至少1个牛或/和羊养殖区(8);
牧业综合产业生产区(13)靠近公路(12)建设;牛或/和羊养殖区(8)紧邻牧业综合产业生产区(13)建设;
所述的牛或/和羊养殖区(8)中建有至少1个智慧自动投食区(7)、至少1个光伏发电系统(9)、至少1个风力发电系统(10)和至少1个围栏(11);
围栏(11)为管理养殖的牛或/和羊而设置,沿牛或/和羊养殖区(8)的边沿四周建设;风力发电系统(10)紧邻围栏(11)建设;光伏发电系统(9)散布于牛或/和羊养殖区(8)或/和牧业综合产业生产区(13)内;智慧自动投食区(7)设置在牛或/和羊养殖区(8)内便于牛或/和羊进食处;智慧自动投食区(7)通过智慧自动投食系统与宜生无土栽培牧草工厂(2)连接;智慧自动投食区(7)中的食物来自于所述的宜生无土栽培牧草工厂(2);
牛或/和羊养殖区(8)种植适合生长的作物;牛或/和羊的粪便排在牛或/和羊养殖区(8)内用作改善养殖区内土壤的适种性;
牛或/和羊身上配有数字标签或/和传感器,智慧牧业管理系统对牛或/和羊各项信息参数进行收集统计分析存储,经过AI人工智能专家系统处理后对投食规则、养殖措施进行优化,对牛或/和羊进行纯绿色无污染的科学养殖;
所述的综合产业生产区(13)包括至少1个绿色宜生能源环境系统(1)、至少1个宜生无土或有土栽培牧草工厂(2)、
或/和至少1个外供牧草厂(6)、
或/和至少1个屠宰工厂(3)、冷库(4)、或/和肉类食品厂(5);
在所述的牧业综合产业生产区(13)中,靠近公路(12)布置绿色宜生能源环境系统(1)、或/和外供牧草厂(6)、或/和屠宰工厂(3)及冷库(4)、或/和肉类食品厂(5);靠近牛或/和羊养殖区(8)建设宜生无土栽培牧草工厂(2);宜生无土栽培牧草工厂(2)通过智慧自动投食系统与智慧自动投食区(7)连接。
4.根据权利要求1和2,智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:所述的智慧沙漠绿色宜生能源环境系统通过输配变电系统(1-4)与外部电网(1-5)连接;在外部电网(1-5)允许的情况下,可随时对外部电网(1-5)进行供电;特别是在外部电网(1-5)电尖峰或高峰时段向外部电网(1-5)供电;来自外部电网(1-5)的电力作为所述的智慧沙漠绿色宜生能源环境系统安全运行的保障。
5.根据权利要求1和2,智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:
所述的智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的运行机制如下:
绿电(1-1)是风机发电系统所发出的风电或/和光伏发电系统所发出的光伏电;绿电(1-1)通过电缆(1-12)经过输配变电系统(1-4)输往外部电网(1-5)或本地化系统自用;
电储热系统(1-2)储能过程:当外部电网(1-5)不能消纳绿电(1-1)时,绿电(1-1)通过电缆(1-12)进入电储热系统(1-2)中转化为热能储存在电储热系统(1-2)中,从而实现电储热系统(1-2)储能过程;
电储热系统(1-2)放电过程:在外部电网(1-5)处于电尖峰或电高峰时间期间,电储热系统(1-2)中的高温工质通过高温工质管路(1-13)进入蒸汽发电系统(1-3);在蒸汽发电系统(1-3)中,高温工质与水进行热交换将水变为高温高压水蒸气,高温高压水蒸气推动蒸汽轮机进行发电,所发出的电通过电缆(12)经过输配变电系统(1-4)输往外部电网(1-5)或本地化系统自用,从而实现电储热系统(1-2)放电过程;
或/和太阳光热能被分布式光热收集装置(1-9)加热工质后形成高温工质,高温工质通过高温工质管路(1-13)进入热储热系统(1-10)进行储存;
热储热系统(1-10)和电储热系统(1-2)构成了储热系统;
冷源热源的产生过程:a.储存在电储热系统(1-2)中的高温工质通过高温工质管路(1-13)进入冷热源系统(1-6)中,在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成水蒸气,水蒸气进入在冷热源系统(1-6)中的热冷变换设备(如溴化锂设备)形成冷源,或在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成热源;
b.储存在热储热系统(1-10)中的高温工质通过高温工质管路(1-13)进入冷热源系统(1-6)中,在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成水蒸气,水蒸气进入在冷热源系统(1-6)中的热冷变换设备(如溴化锂设备)形成冷源,或在冷热源系统(1-6)中高温工质与水进行热交换形成热源;
c.在蒸汽发电系统(1-3)中,发电后,高温高压水蒸气变为乏蒸气,乏蒸气通过热力管路(1-14)进入冷热源系统(1-6)中形成热源;
空气制水系统的工作原理:白天沙漠中的水被蒸发到空气中,到晚上随着气温的降低,空气中水蒸气的含量逐渐升高,富含水蒸气的空气在风机的作用下进入空气制水系统(1-11);冷热源系统(1-6)中的冷源通过热力管路(1-14)进入空气制水系统(1-11);富含水蒸气的空气在空气制水系统(1-11)中被来自冷热源系统(1-6)中的冷源大幅地降温,这样,水蒸气就从富含水蒸气的空气中被冷凝出来形成冷凝水;冷凝水通过水管路(1-15)进入宜生能源环境装备系统(1-7);
宜生能源环境装备系统(1-7)和宜生环境区(1-8)构成了宜生能源环境系统;
宜生能源环境装备系统(1-7)包括冷热源换热设备、空气源热泵、风机、气体分离系统设备、太阳光分解系统设备、光照系统设备、声音系统设备、人工降雨系统设备、环境气氛成分调节系统设备、消防系统设备、监测系统设备和智慧控制系统等;通过宜生能源环境装备系统(1-7)中的设备实现宜生环境区(1-8)中所需要的宜生环境;
在宜生环境区(1-8)中设置各种传感器、监测仪器仪表,反馈宜生环境区(1-8)中环境信息参数到宜生能源环境装备系统(1-7)中设备的控制系统,可实现对宜生环境区(1-8)中环境的温度、湿度、气压、光照模式、声音模式、刮风模式和下雨模式的智慧控制,形成宜于植物生长、养殖动物或人类生活的环境。
6.根据权利要求1、2和5,智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:所述的高温工质采用熔盐;所述的宜生环境区(1-8)建有牧草无土栽培工厂,该牧草无土栽培工厂生产燕麦,所述的燕麦作为牛或/和羊饲料自用或/和外供实现经济收益。
7.根据权利要求1、2和5,智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:所述的智慧沙漠绿色宜生能源环境系统特别用于沙漠治理领域,也能用于非沙漠治理领域。
8.根据权利要求1、2和5,智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:所述的宜生能源环境装备系统(1-7)包括冷热源换热设备、空气源热泵、风机、气体分离系统设备、太阳光分解系统设备、光照系统设备、声音系统设备、人工降雨系统设备、环境气氛成分调节系统设备、消防系统设备、监测系统设备和智慧控制系统等;通过宜生能源环境装备系统(1-7)中的设备实现宜生环境区(1-8)中所需要的宜生环境。
9.根据权利要求1、2和5,智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:在所述的宜生环境区(1-8)中设置各种传感器、监测仪器仪表,反馈宜生环境区(1-8)中环境信息参数到宜生能源环境装备系统(1-7)中设备的智慧控制系统,可实现对宜生环境区(1-8)中环境的温度、湿度、气压、光照模式、声音模式、刮风模式和下雨模式的智慧控制,形成宜于植物生长、养殖动物或人类生活的环境。
10.根据权利要求1、2和5,智慧沙漠牧业综合产业基地及其运行机制,其特征在于:在智慧沙漠绿色宜生能源环境系统中设置分布式光热收集装置(1-9)及热储热系统(1-10);分布式光热收集装置(1-9)通过高温工质管路(1-13)与热储热系统(1-10)连接;热储热系统(1-10)通过高温工质管路(1-13)与冷热源系统(1-6)连接;增设分布式光热收集装置(1-9)及热储热系统(1-10)可提高智慧沙漠绿色宜生能源环境系统的能源效率,对系统的热电关联关系进行解耦。
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