CN208671400U - 一种利用可再生能源的多能互补供能系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种利用可再生能源的多能互补供能系统，包括太阳能发电系统、恒温沼气池、沼气发电机、电池储能系统、太阳能集热器、地热管、保温水箱和智能控制器，太阳能发电系统与电池储能系统电连接并为其充电，智能控制器与太阳能发电系统和沼气发电机电连接，并用于根据下游用电设备需求合理分配电能，太阳能集热器和地热管收集到的热水，进入保温水箱中备用，一部分直接输出供热水使用，一部分为恒温沼气池供热。本实用新型高效节能，清洁环保，充分利用太阳能、地热、生物质沼气等可再生能源，利用过程几乎零排放；安全稳定、节约资源、可操性强，采用太阳能与地热对恒温沼气池进行供热，保证生物质沼气稳定产气发电；适用范围广泛。

Description

一种利用可再生能源的多能互补供能系统
技术领域
本实用新型涉及多能互补供能技术领域，尤其涉及一种利用可再生能源的多能互补供能系统。
背景技术
建设多能互补集成优化分布式能源系统是我国社会发展总趋势要求，该系统能有效推动清洁能源生产和就近消纳，是提高整个区域能源利用率的重要方式。因此，面向终端用户冷、热、电等多种用能需求，因地制宜的开发清洁能源多能互补系统，提高可再生能源的利用率，是实现多能协同供应和能源综合梯级利用的重要手段，也是能源互联网理念的重要体现。
目前，太阳能、地热能、生物质能源的利用是颇具代表性的清洁能源利用方式，具有来源广泛、清洁环保等优势，应用日趋广泛。但可再生能源同样具有稳定性差等不足，不能完全脱离传统能源独立存在，有改进空间。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可以不间断的供能的利用可再生能源的多能互补供能系统，缓解对传统能源的依赖。
本实用新型是这样实现的：一种利用可再生能源的多能互补供能系统，包括太阳能发电系统、恒温沼气池、沼气发电机、电池储能系统、太阳能集热器、地热管、保温水箱和智能控制器，所述太阳能发电系统与电池储能系统电连接并为其充电，所述智能控制器与太阳能发电系统和沼气发电机电连接，并用于根据下游用电设备需求合理分配电能，所述太阳能集热器和地热管收集到的热水，进入保温水箱中备用，一部分直接输出供热水使用，一部分为恒温沼气池供热。
其中，所述太阳能发电系统和智能控制器之间还设有逆变器，太阳能发电系统的电能经逆变器转化为交流电后再进入智能控制器。
其中，所述系统还包括采暖制冷系统，所述采暖制冷系统又包括地源热泵空调主机系统、热水热泵空调主机系统和电压缩空调主机系统，其中，地源热泵空调主机系统为主设备，热水热泵空调主机系统和电压缩空调主机系统为备用设备。
其中，所述太阳能集热器进口与冷水进水管之间连接第一电磁阀与第一泵，太阳能集热器出口与保温水箱进口连接；地热管的进口与冷水进水管连接，地热管的出口与第二泵连接，之后分为两支，一支进入保温水箱，一支进入地热热泵空调主机系统进行采暖制冷。
其中，所述保温水箱的热水还进入热水热泵空调主机系统进行采暖制冷。
其中，所述采暖制冷系统还包括电压缩热水系统，用于提供热水。
本实用新型的工作原理为：所述利用可再生能源的多能互补供能系统，采用太阳能、地热能和生物质能进行冷、热、电供应，各种能源相互作为补充，太阳能发电系统直接产生电力，通过智能控制器供给用电设备，多余电力进入电池储能系统储存。若太阳能发电系统发出电力不能满足下游用电设备需求时，电池储能系统将电能通过智能控制器供给用电设备，当太阳能发电系统发出电力与电池储能系统储备电力均不能满足下游用电设备需求时，启用沼气发电机供电给智能控制器供电给下游用电设备。太阳能集热器可以收集太阳的热能，地热管可以收集地热能，汇集到保温水箱内，一部分提供热水，另一部分用于为恒温沼气池供热，恒温沼气池夏天温度较高，产气量较为稳定，可保证稳定的电力输出及存储，冬天温度较低，产气量会大幅降低，将保温水箱中的热水供应到恒温沼气池，以保证恒温沼气池在恒定温度下稳定产气。
相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点及有益效果：
(1)高效节能，清洁环保，充分利用太阳能、地热、生物质沼气等可再生能源进行供能，能源利用过程几乎零排放，没有产生任何排放物，对环境起到良好的保护作用；
(2)安全稳定、节约资源、可操性强，采用太阳能与地热对恒温沼气池进行供热，保证生物质沼气稳定产气发电，实现系统最基本供能需求，是本系统安全稳定的基础。在此基础上通过光伏与电池储能系统结合，充分利用可再生太阳能，同时利用地热进行采暖制冷，减少化石能源的利用，有效促进资源节约；
(3)可灵活调节，适用范围广泛，该系统实现了几种清洁能源的优化组合，适用范围广，尤其适用于没有电缆设施(离网型)的地区建设，而有电网的区域若将市电与本系统电池储能系统相结合，亦能进一步提高系统的灵活性与可靠性。
附图说明
图1是本实用新型所述利用可再生能源的多能互补供能系统实施例的原理图。
1、第一电磁阀；2、第一泵；3、太阳能集热器；4、保温水箱；5、第二电磁阀；6、第三电磁阀；7、第四电磁阀；8、第五电磁阀；9、热水热泵空调主机系统；10、地热热泵空调主机系统；11、电压缩空调主机系统；12、冷能热能分配模块；13、第六电磁阀；14、电压缩热水系统；15、第七电磁阀；16、太阳能发电系统；17、第八电磁阀；18、逆变器；19、第九电磁阀；20、第十电磁阀；21、电池储能系统；22、智能控制器；23、沼气发电机；24、第二泵；25、地热管；26、第十一电磁阀；27、恒温沼气池。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
作为本实用新型所述利用可再生能源的多能互补供能系统的实施例，系统包括电力储存与供应系统、热水供应系统、采暖系统及制冷系统，如图1所示，具体设备包括太阳能发电系统16、恒温沼气池27、沼气发电机23、电池储能系统21、太阳能集热器3、地热管25、保温水箱4和智能控制器22，所述太阳能发电系统16与电池储能系统21电连接并为其充电，所述智能控制器22与太阳能发电系统16和沼气发电机23电连接，并用于根据下游用电设备需求合理分配电能，所述太阳能集热器3和地热管25收集到的热水，进入保温水箱4中备用，一部分直接输出供热水使用，一部分为恒温沼气池27供热。
所述利用可再生能源的多能互补供能系统，采用太阳能、地热能和生物质能进行冷、热、电供应，各种能源相互作为补充，太阳能发电系统16直接产生电力，通过智能控制器22供给用电设备，多余电力进入电池储能系统21储存。若太阳能发电系统16发出电力不能满足下游用电设备需求时，电池储能系统21将电能通过智能控制器22供给用电设备，当太阳能发电系统16发出电力与电池储能系统21储备电力均不能满足下游用电设备需求时，启用沼气发电机23供电给智能控制器22供电给下游用电设备，此时需要设定恒温沼气池27产生的沼气进入沼气发电机23所发电力能保证下游所有用电设备的最大用电需求。太阳能集热器3可以收集太阳的热能，地热管25可以收集地热能，汇集到保温水箱4内，一部分用于提供热水，另一部分用于为恒温沼气池27供热，恒温沼气池27夏天温度较高，产气量较为稳定，可保证稳定的电力输出及存储，冬天温度较低，产气量会大幅降低，将保温水箱4中的热水供应到恒温沼气池27，以保证恒温沼气池27在恒定温度下稳定产气。
在本实施例中，所述太阳能发电系统16和智能控制器22之间还设有逆变器18，太阳能发电系统16的电能经逆变器18转化为交流电后与恒温沼气池27中沼气经沼气发电机23后的电力混合，再进入智能控制器22。
在本实施例中，所述系统还包括采暖制冷系统，所述采暖制冷系统又包括地源热泵空调主机系统10、热水热泵空调主机系统9和电压缩空调主机系统11，其中，地源热泵空调主机系统10为主设备，热水热泵空调主机系统9和电压缩空调主机系统11为备用设备。冬天直接采用地源热泵空调主机系统10进行采暖，热水热泵空调主机系统9及电压缩空调主机系统11采暖作为一种调峰补充或备用。夏天同样采用地源热泵空调系统10进行制冷，热水热泵空调主机系统9及电压缩空调主机系统11作为备用。电压缩空调主机系统11电力输出功率选型可保证最大热水需求量。地热热泵空调主机系统10选型可保证冬天采暖每天平均供热量和保证夏天制冷每天平均需冷量，高峰需求量通过热水热泵空调主机系统10调峰或备用。当地热热泵空调主机系统10与热水热泵空调主机系统9发生故障时，启用电压缩空调主机系统11采暖或制冷。
在本实施例中，所述采暖制冷系统还包括冷能热能分配模块12，对采暖制冷进行综合管理。
当太阳能集热器3的热量产生的热水能满足下游用户热水需求时，直接启用太阳能集热器3供热水。当太阳能集热器3的热量不能满足下游用户热水需求时，启用地热管25系统供热水，即冷水进入到地热管25升温后进入保温水箱4，随后进入下游热水用户。所述采暖制冷系统还包括电压缩热水系统14，用于提供热水，当太阳能集热系统3与地热管25供热系统热量不能满足下游用户热水需求或设备故障时，启用电压缩热水系统14供热水。
在本实施例中，所述太阳能集热器3进口与冷水进水管之间连接第一电磁阀1与第一泵2，太阳能集热器3出口与保温水箱4进口连接；地热管25的进口与冷水进水管连接，地热管25的出口与第二泵24连接，之后分为两支，一支进入保温水箱4，一支进入地热热泵空调主机系统10进行采暖制冷。
在本实施例中，所述保温水箱4的热水还进入热水热泵空调主机系统9进行采暖制冷。
在本实施例中，第二电磁阀5、第三电磁阀6、第四电磁阀7、第五电磁阀8、第六电磁阀13、第七电磁阀15、第八电磁阀17、第九电磁阀19、第十电磁阀20和第十一电磁阀26，主要用实现各管路的智能通断，提高系统的自动化程度。
相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点及有益效果：
(1)高效节能，清洁环保，充分利用太阳能、地热、生物质沼气等可再生能源进行供能，能源利用过程几乎零排放，没有产生任何排放物，对环境起到良好的保护作用；
(2)安全稳定、节约资源、可操性强，采用太阳能与地热对恒温沼气池进行供热，保证生物质沼气稳定产气发电，实现系统最基本供能需求，是本系统安全稳定的基础。在此基础上通过光伏与电池储能系统结合，充分利用可再生太阳能，同时利用地热进行采暖制冷，减少化石能源的利用，有效促进资源节约；
(3)可灵活调节，适用范围广泛，该系统实现了几种清洁能源的优化组合，适用范围广，尤其适用于没有电缆设施(离网型)的地区建设，而有电网的区域若将市电与本系统电池储能系统相结合，亦能进一步提高系统的灵活性与可靠性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用可再生能源的多能互补供能系统，其特征在于，包括太阳能发电系统、恒温沼气池、沼气发电机、电池储能系统、太阳能集热器、地热管、保温水箱和智能控制器，所述太阳能发电系统与电池储能系统电连接并为其充电，所述智能控制器与太阳能发电系统和沼气发电机电连接，所述太阳能集热器和地热管收集到的热水，进入保温水箱中备用，一部分直接输出供热水使用，一部分为恒温沼气池供热。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述太阳能发电系统和智能控制器之间还设有逆变器，太阳能发电系统的电能经逆变器转化为交流电后再进入智能控制器。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括采暖制冷系统，所述采暖制冷系统又包括地源热泵空调主机系统、热水热泵空调主机系统和电压缩空调主机系统，其中，地源热泵空调主机系统为主设备，热水热泵空调主机系统和电压缩空调主机系统为备用设备。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述太阳能集热器进口与冷水进水管之间连接第一电磁阀与第一泵，太阳能集热器出口与保温水箱进口连接；地热管的进口与冷水进水管连接，地热管的出口与第二泵连接，之后分为两支，一支进入保温水箱，一支进入地热热泵空调主机系统进行采暖制冷。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述保温水箱的热水还进入热水热泵空调主机系统进行采暖制冷。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述采暖制冷系统还包括电压缩热水系统，用于提供热水。
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