一种太阳能沼气混合发电系统中测定太阳能贡献的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能沼气混合发电系统中测定太阳能贡献的方法，包括：测量太阳能沼气混合发电系统中真空管内工作流体的温度T

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能沼气混合发电系统中测定太阳能贡献的方法


[0001]本专利技术涉及新能源
，特别是涉及一种太阳能沼气混合发电系统中测定太阳能贡献的方法。

技术介绍

[0002]随着节能减排的大力推广，人们认识到不仅要“节流”，还需要“开源”，而垃圾的循环利用则符合“开源”这一条件。其中，生物质的氮、碳含量较高，尤其是动物粪便、动植物的腐殖质等，数量大成本低，通过厌氧发酵可生成沼气这一清洁能源，可用于发电及其他燃烧过程，因此吸引了众多学者的目光。而生物质厌氧发酵过程中需要合适的环境条件，如温度、湿度、酸碱度等，只有满足厌氧细菌的发酵条件，才能产生尽可能多的沼气。而温度作为厌氧细菌活动的一大条件，只有保持温度稳定才能保证沼气池连续生产沼气。夏天温度较高，几乎不需要给沼气池增加额外热量，但冬天温度较低，需要给沼气池补偿一定热量以维持厌氧细菌的发酵过程。在这样的需求下，太阳能沼气混合系统应运而生，通过使用太阳能作为沼气池的补偿能源，来维持冬天时期厌氧细菌的酶活性，来保证沼气池可源源不断的产生沼气，目前太阳能沼气混合系统已成为发展前景极佳的发电方法之一。
[0003]在沼气发酵过程中，环境温度会极大影响厌氧细菌的酶活性、菌落生长等微生物的动态，甚至沼气池内的厌氧发酵效果也会受到一定波及，对沼气的产量与质量至关重要，因此混合系统中太阳能的能量供给、沼气池产量等数据十分关键，尽管太阳能沼气混合系统已被证明在经济上是可行的，但整个发电系统的生产效率也未有确定数据，包括沼气池效率、集成系统产生的沼气量及各个热源对沼气生产过程的贡献等，这不利于进一步优化混合系统发电的经济效益。因此，数据化系统中各个环节的贡献十分必要，其中又以太阳能作为补偿热量的来源，其在整个混合系统中的贡献评估十分必要。

技术实现思路

[0004]针对上述现有太阳能沼气混合发电系统中各环节贡献不明确这一问题，本专利技术提供一种太阳能沼气混合发电系统中测定太阳能贡献的方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种太阳能沼气混合发电系统中测定太阳能贡献的方法，包括：
[0007]测量太阳能沼气混合发电系统中真空管内工作流体的温度T
k2
、储水器内的工作流体的温度T
k1
，工作流体总量M
w
，排气孔排出的沼气量V
bg
与沼气中甲烷的含量R
mx
；
[0008]根据所述工作流体总量M
w
、储水器内的工作流体的温度T
k1
与真空管内工作流体的温度T
k2
的差值计算出太阳能的能量Q
s
；根据所述排气孔排出的沼气量V
bg
与沼气中甲烷的含量R
mx
得到沼气能量Q
g
；
[0009]通过计算得到所述太阳能的能量Q
s
与所述沼气能量Q
g
的比值，即为太阳能在太阳能沼气混合发电系统中的贡献值。
[0010]优选的，所述工作流体首先在所述真空管中受太阳辐射进行加热，用于将太阳能
转化为热能，得到所述真空管内工作流体的温度T
k2
。
[0011]优选的，将所述工作流体送入所述储水器中，若所述工作流体达到目标温度T
w
，则所述储水器内的加热器不工作；若所述工作流体未达到目标温度T
w
，则加热器开始工作，将所述工作流体加热到目标温度，测量此时储水器内的工作流体的温度T
k1
，得到经过太阳能集热器加热过的工作流体。
[0012]优选的，将所述经过太阳能集热器加热过的工作流体送入发酵池与绝热外壳之间，用于加热发酵池内的混合物。
[0013]优选的，所述发酵池外设置有绝热外壳，所述绝热外壳与所述发酵池外壁之间流有所述经过太阳能集热器加热过的工作流体。
[0014]优选的，在所述发酵池内设置一个温度阈值T
f
，若所述发酵池内的温度没有达到所述温度阈值T
f
，此时将所述储水器内的工作流体通入所述发酵池与绝热外壳之间，进行换热操作，用于加热所述发酵池内的混合物；若所述发酵池内的温度达到T
f
后，停止向所述发酵池与绝热外壳之间通入所述工作流体，保证所述发酵池内的温度稳定在T
f
，并记录此时所述工作流体总量M
w
。
[0015]优选的，根据所述发酵池内的发酵菌种确定所述温度阈值T
f
。
[0016]优选的，所述发酵池上还设置有排气孔，用于排放发酵池内产生的沼气，得到所述排出的沼气量V
bg
与所述沼气中甲烷含量R
mx
。
[0017]优选的，基于所述工作流体总量M
w
、储水器内的工作流体的温度T
k1
、真空管内工作流体的温度T
k2
，得到所述太阳能的能量为Q
s
；基于所述沼气量V
bg
与沼气中所述甲烷含量R
mx
，以及沼气的热值HV和沼气的燃烧效率η
comb
，计算得到沼气的能量，其中，沼气的热值为28MJ/m3。
[0018]本专利技术的有益效果为：
[0019](1)本专利技术所阐述的太阳能贡献测定方法适用于绝大多数太阳能
‑
沼气混合系统，适应性强；通过数据化太阳能在整个混合系统中的贡献，对该类混合系统的生产效率进行评估，从而为进一步优化太阳能沼气混合发电方案提供理论支持；
[0020](2)本专利技术的测定方法仅需要测定储水器内的工作流体的温度T
k1
，真空管内工作流体的温度T
k2
，工作流体的量M
w
，排气孔排出的沼气量V
bg
与沼气中甲烷的含量R
mx
五个数据，工作量小，操作简单。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术方法示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例中太阳能沼气混合发电系统的流程示意图，其中，1
‑
真空管，2
‑
储水器，3
‑
发酵池，4
‑
搅拌器，5
‑
电机，6
‑
排气孔，7
‑
绝热外壳，8
‑
发电系统。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能沼气混合发电系统中测定太阳能贡献的方法，其特征在于，包括：测量太阳能沼气混合发电系统中真空管(1)内工作流体的温度T
k2
、储水器(2)内的工作流体的温度T
k1
，工作流体总量M
w
，排气孔(6)排出的沼气量V
bg
与沼气中甲烷的含量R
mx
；根据所述工作流体总量M
w
、储水器(2)内的工作流体的温度T
k1
与真空管(1)内工作流体的温度T
k2
的差值计算出太阳能的能量Q
s
；根据所述排气孔(6)排出的沼气量V
bg
与沼气中甲烷的含量R
mx
得到沼气能量Q
g
；通过计算得到所述太阳能的能量Q
s
与所述沼气能量Q
g
的比值，即为太阳能在太阳能沼气混合发电系统中的贡献值。2.根据权利要求1所述的太阳能沼气混合发电系统中测定太阳能贡献的方法，其特征在于，所述工作流体首先在所述真空管(1)中受太阳辐射进行加热，用于将太阳能转化为热能，得到所述真空管(1)内工作流体的温度T
k2
。3.根据权利要求2所述的太阳能沼气混合发电系统中测定太阳能贡献的方法，其特征在于，将所述工作流体送入所述储水器(2)中，若所述工作流体达到目标温度T
w
，则所述储水器(2)内的加热器不工作；若所述工作流体未达到目标温度T
w
，则加热器开始工作，将所述工作流体加热到目标温度，测量此时储水器(2)内的工作流体的温度T
k1
，得到经过太阳能集热器加热过的工作流体。4.根据权利要求3所述的太阳能沼气混合发电系统中测定太阳能贡献的方法，其特征在于，将所述经过太阳能集热器加热过的工作流体送入发酵池(3)与绝热外壳(7)之间，用于加热发酵池(3)内的混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖松，刘艳娜，
申请(专利权)人：恩拓必临沂能源发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：