一种农业用的储能装置系统及其方法制造方法及图纸

一种农业用的储能装置系统及其方法，针对生物工厂所需的主要四个生物因子，将多种技术集成，在配电网负荷非高峰期(特别是夜间)用于“温、电、水、气”为内容的能源储备；依据需要进行系统优化，以“温度梯次利用法”合理分配，着重转移到“电网负荷高峰期”使用，实施“时空转移、移峰填谷”，高效利用多种清洁能源。由于这四个生物因子可控性提高，新型农业将广泛采用自动化、智能化的新技术和精准化、集约化的新方式，实现传统的“平面被动型农业”转型升级为现代的“立体智慧型农业”。本发明专利技术集“绿色、生态、环保、低碳、节能、高效”等优点于一体，应用推广潜力极大，将产生巨大的经济效益、社会效益和生态效益。

【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术涉及一种适用于农业一二三产业融合发展中合理利用能源的
，尤其是针对生物工厂所需的“温、光、水、气”等生物因子，将“电蓄冷蓄热技术、热泵技术、水处理技术、水传热技术、压缩空气储能技术、空气隔热技术及电池蓄能技术”等组合，在配电网负荷非高峰期(特别是夜间)，协同用于“温、光(电)、水、气”等储备；并依据生产、生活、生态等多种影响因素，系统组合并优化方案，采用了“温度梯次利用法”，进行合理分配，着重转移到“电网负荷高峰期”使用，实施移峰填谷；并且采用自动化、智能化技术，将“温、光(电)、水、气”等储能精准应用到现代农业中，实现多种清洁能源的高效利用。
技术介绍
目前，农业生产中主要有露天农业、设施农业、生物工厂等三种模式。露天农业是典型的“靠天吃饭”农业，风险高，收入不确定；设施农业主要有普通温室和智能温室两种，二者采用了部分措施进行调整，但是都存在“增温增湿容易、降温降湿困难”的问题，特别是高温季节降温难、多雨季节降湿难、高温梅雨期是难上加难。部分配有制冷机组，因运行时间长，工作时天气热、能耗大、效率低、成本高，而常常处于“用不起”的状态。生物工厂投资多、硬件好，生产技术体系较完善，自动化、机械化、集约化等水平高，生物生长环境好，各种风险预防控制到位，产量和品质更稳定，收益更可靠。由于外部环境变化大，为了减少能量损失，普遍采用热交换器进行空气更新；需氧大的生物工厂为了减少换气造成的能量损失，会选择“较耐低氧”的品种进行生产。生物工厂在控制温度时，普遍是“随着天气变化而变化”，用电“高峰、低谷”与电网负荷的“高峰、低谷”正相关，存在着用电供电矛盾，工厂要扩大规模受用电增容限制，产业集聚效应难以形成。“用电多、能耗高、能效比低、电费贵”的能源问题，已成为生物工厂产业化发展的共性问题，更是温室设施农业转型升级的瓶颈。电蓄冷蓄热技术目前以热泵技术最成熟，广泛用于生产生活中。主要应用在公共场所的大型建筑中，工业较多用于节能方面，农业领域应用则较少。当前，国内外储能技术以物理储能(如抽水储能发电、压缩空气储能等)应用规模大，技术简单且成熟；化学储能技术较复杂，应用规模小。储能技术能否快速发展，其中“储能应用技术的成熟度”和“应用储能的成本”高低(含固定资产和运行成本)，是二个共性关健问题。都市现代农业的规模化发展，需要能源，其中主要是电能。目前，都市配电网的负荷高峰，与农业的“被动式控制”生态环境的用电高峰同步，传统的“被动型”用电方式，将使电网负荷尖峰更明显，供电用电矛盾更大。因此，生物工厂传统的用电方式增容受限制，难以形成产业规模效应。同时，在电网负荷谷时，则有大量电闲余、配送不出去而存在浪费现象。
技术实现思路
为了解决农业生产中，普遍存在的生物工厂与设施农业“用电多、能耗高、能效比低、电费贵、电网负荷高峰期随时可能跳闸断电等”的问题，本专利技术提供一种农业用的储能装置系统及其方法，利用电网负荷非高峰期，分别进行以“温、光(电)、水、气”等四个生物因子为内容的能源储备；然后依据生产生活生态的实际情况，从时间、空间及一二三产业等多个方面，进行分配使用；特别是采用了“温度梯次利用法”，各种清洁能源得到合理利用，节能又低碳，效果显著。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：该储能装置系统至少包括储热子系统(1)、制氧储气子系统(2)、蓄电子系统(3)、水净化处理子系统(4)组合而成；所述的储热子系统(1)，至少包括热泵机组(5)、蓄热蓄冷装置(6)、高温应用装置(7)、低温应用装置(8)、生物生态房(9)并且以水为主要传热介质连接而成；所述的制氧储气子系统(2)，是指以物理方法将空气中氧气分离并储存，氧气用于促进好氧性生物生长，氮气等其它气体也储存起来，用于气调保鲜、或给隔热膜(18)充气；所述的蓄电子系统(3)，是以化学方法的蓄电池储存电能，重点在电网负荷高峰期用于照明或其它小电器供电；所述的水净化处理子系统(4)，是指为生物工厂提供洁净的生产、生活用水的净化过滤设备及蓄水池等装置。所述的热泵机组(5)与蓄热蓄冷装置(6)连接，依据需求蓄热或蓄冷或同时蓄热蓄冷，可以模块三联供(供冷、供暖、供热水)技术利用空气能、地热能、水热能等；所述的热泵机组(5)是指冷水机组、高温热水热泵以及水源空气源机组等，至少一端以水进行热交换；所述的蓄热蓄冷装置(6)，由蓄热水装置(10)及蓄冷水装置(11)两部分组成，蓄热水装置(10)用于储存至少35℃以上的热水，蓄冷水装置(11)用于储存至少12℃以下的冷水；所述的高温应用装置(7)，是指农副产品烘干机(12)、地暖管(13)、巴氏灭菌装置(14)等需要35℃以上热水为热源的装置；所述的低温应用装置(8)，是指冷水风机(15)、地暖管(13)、冷藏柜或冷库(16)等需要12℃以下冷水为冷源的装置；所述的生物生态房(9)，至少包括生物生长空间(17)、充气隔热膜(18)、外围大棚(19)、蓄水池(20)组合而成；所述的蓄热水装置(10)与高温应用装置(7)相连接，以水为传热介质；所述的蓄冷水装置(11)与低温应用装置(8)相连接，以水为传热介质；所述的蓄热水装置(10)及蓄冷水装置(11)，周围都用隔热材料进行保温处理，减少所储存的能量损耗；所述的烘干机(12)，可以是水源换热器供热，还可以是水源空气源高温热泵供热；所述的地暖管(13)，是指生产工作间、或生活区房间、或生物生态房等场地下所埋藏的，中间通热水用于加温(或者通冷水降温)的专用水暖换热管；所述的巴氏灭菌装置(14)，是指能控制温度60～65℃之间、用于生物栽培基质杀虫灭卵消毒的装置；所述的冷水风机(15)是指安装在生态房(9)、或工作间(22)、或生活房间(21)内部，用于降温除湿；所述的冷藏柜或冷库(16)是指用于冷藏干品或保存鲜活农产品的空间装置，其冷源可以来自蓄冷水装置(11)，也可以另外增加制冷机进行控温。本专利技术的有益效果是：所述农业用的储能装置系统及其方法，所采用的各项技术成熟且可以产业化、规模化应用，储能应用的技术方案设计合理，简单明了，使用方便。有益效果主要体现在以下三点：第一是创新点，本专利技术选择以“温、光、水、气”等四个农业生物因子作为储能内容，进行时空转移，特别是采用了“温度梯次利用法”，将生物生长调控在“最适宜生长的温度范围”，并满足另外几个生物因子的适宜条件，使其生长最快、生物产量最大化，各种清洁能源得到高效利用和转化。第二是立足点，现代农业需要能源支撑，特别是电能。本专利技术利用电网负荷非高峰期，进行多种形式的储能，既解决了现代农业用电扩容的难题，又找到了电网谷电的市场销路，一举两得。该储能装置系统以“移峰填谷”方式，既平衡了电网负荷，有利于安全平稳供电，也由于“少用峰时高价电、多用谷时低价电”，达到了供电方与用电方双赢的效果。第三是亮点，本专利技术以举世公认的能源效率极高的热泵技术为储能的主要方式，特别是将“闲时电力+可再生能源”用于现代农业的产业化，这是一种“电网负荷非高峰期电力+现代农业”组合而成的新模式，可以减少传统烧煤烧柴用于烘干、巴氏消毒而造成的环境污染；同时，由于“温、光、水、气”四个生物因子可控性提高，“作物立体种植、高密度水产养殖和养菌出菇等”现代农业，将可以广泛采用自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农业用的储能装置系统及其方法，主要由储热子系统、制氧储气子系统、蓄电子系统、水净化处理子系统组合而成，其特征是热能子系统以水为蓄热(热水温度范围为35～85℃)蓄冷(冷水温度范围为0～12℃)介质，制氧储气子系统是以物理方法从空气中分离出氧气并储存应用，蓄电子系统采用蓄电池储存电能并用于小电器和各种照明，水净化处理子系统采用物理方法过滤及杀菌消毒处理生产生活用水。

【技术特征摘要】
1.一种农业用的储能装置系统及其方法，主要由储热子系统、制氧储气子系统、蓄电子系统、水净化处理子系统组合而成，其特征是热能子系统以水为蓄热(热水温度范围为35～85℃)蓄冷(冷水温度范围为0～12℃)介质，制氧储气子系统是以物理方法从空气中分离出氧气并储存应用，蓄电子系统采用蓄电池储存电能并用于小电器和各种照明，水净化处理子系统采用物理方法过滤及杀菌消毒处理生产生活用水。2.根据权利要求1所述的农业用的储能装置系统及其方法，其特征是：利用电网负荷非高峰期，进行以“温、光(电)、水、气”等四个生物因子为内容的能源储备方法。3.根据权利要求1所述的农业用的储能装置系统及其方法，其特征是：储热子系统，至少包括热泵机组、蓄热蓄冷装置、高温应用装置、低温应用装置、生物生态房并且以水为主要传热介质连接而成。4.根据权利要求1所述的农业用的储能装置系统及其方法，其特征是：制氧储气子系统，是指以物理方法将空气中氧气分离并储存，氧气用于促进好氧性生物生长，氮气等其它气体也储存起来，用于气调保鲜、或给隔热膜充气。5.根据权利要求1所述的农业用的储能装置系统及其方法，其特征是：水净化处理子系统是采用物理方法过滤和杀菌消毒，为生物工厂提供循环利用的、洁净的生产生活用水。6.根据权利要求1所述的农业用的储能装置系统及其方法，其特征是：蓄电子系统(3)是以化学方法的蓄电池储存电能，重点在电网负荷高峰期用于照明或其它小电器供电。7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旺友，
申请(专利权)人：陈旺友，
类型：发明
国别省市：福建;35