家用太阳能和沼气能利用系统技术方案

本实用新型专利技术涉及太阳能利用装置，特别指一种家用太阳能和沼气能利用系统。本实用新型专利技术包括太阳能光伏电池系统、冷却系统和逆变转换控制系统，其中：太阳能光伏电池系统和冷却系统紧密相连；逆变转换控制系统与太阳能光伏电池系统连接，并将太阳能光伏电池系统产生的电能连接输送至家用电器、即热式热水器、沼气池和蓄电池。本实用新型专利技术将太阳能转换为电能与沼气能结合利用，实现了太阳能和生物质能-沼气能二种最清洁能源的完美组合，较好的解决了农村家庭的能源问题，该系统装置以家庭为单位，投入少，效果好，节约能源，保护环境，特别适合农村家庭，具有良好的生态、环保、经济等社会综合效益。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能利用装置，特别指一种家用太阳能和沼气能利用系统。
技术介绍
能源问题是当今世界的重大问题之一。能源既是经济和社会发展的重要物质保障，同时能源消耗又会对环境产生巨大影响。中国是一个能源生产和消费大国。由于我国人口众多，能源利用率低，近年来，常规能源的过度消耗和环境污染问题的日益突出使得我国的能源形势越来越严峻。结合我国的能源结构特点及国家政策的鼓励等，加大对可再生 能源的研究和投入力度，解决当今的农村能源消费问题，对缓解我国能源问题具有深远意义，特别是在未来多样化的以可再生能源为基础的能源结构中，综合利用两类或几类能源，使各种能源相互补充，发挥其各自的优势以提高其能源利用效率，就显得非常重要了。我国陆地面积每年接收的太阳辐射总量在3. 3X 103 8. 4X 106kj/ (m2, a)之间，相当于2. 4X104亿t标准煤，属太阳能资源丰富的国家之一；而我国又是一个农业大国，农业废弃物资源分布广泛，其中农业秸杆年产量超过6亿吨，可作为能源用的秸杆约3.5亿吨，约折合I. 5亿吨标准煤。工业废水和禽畜养殖场废弃物理论上可以产生沼气近800亿立方米，相当于5700万吨标准煤。因此我国太阳能和生物质能-沼气能资源丰富，如将二种能源合理的结合起来相互补充，可以基本解决我国广大农村的能源消费问题。在太阳能和沼气能结合利用方面，我国也有研究，最为典型的就是太阳能沼气池，它是将储存在贮热水箱中的太阳能热水，通过下降管进入沼气池底部换热盘管，与发酵池内的发酵原料进行热量交换，从而提高沼气池发酵温度。热水经过换热盘管换热之后，温度下降，再通过循环管由热水循环泵送入太阳能集热器，吸取太阳热能，进入热水贮水箱，如此不断循环，利用太阳能量，提高沼气池冬、春季节发酵温度，从而提高产气率。其实际上就是一太阳能热水器。利用太阳能的热水循环对沼气池升温。其主要存在3个方面的缺陷I、不节能，对沼气池的升温效果也不理想，因为在中国大部分地区使用的是真空管式太阳能热水器，它是靠吸收太阳光的热量来加热水，在夏季，阳光十分充足水温高，沼气池的温度也不低，家庭所需要的热水量也不大，真正沼气池温度低，热水量需求较大的春、秋、冬三季热水器完全要依靠长时间的电辅助加热，而且，我们一般用热水都是晚上比较多，也就是说，晚上用完热水之后胆里面就是冷水了，而晚上是没有太阳的，那么电加热就会启动，太阳能水胆不是全封闭的，会断断续续地靠电加热、保温，太阳能利用很低，因此不节能。而且它安装复杂，如安装不当，会影响住房的外观、质量及城市的市容市貌，维护麻烦。2、功能单一，能源储存有限，太阳能利用率低，太阳能利用包括太阳能光热利用和太阳能光电利用两部分，而此仅利用少量光热产生的热水循环用于沼气池的升温，没有太阳能发电装置，不能解决家庭的用电问题(如家庭照明、电视、电脑等家用电器)，功能单一。当阳光充足，热能多时仅靠保持热水箱箱体内水的温度进行热能储存。而热水箱有通气孔，会造成能量损失，且不能对能量进行有效储存，如遇上阴雨天根本就不能发挥作用。3、没有散热装置，硅太阳能电池组件的温度会使光电转换效率下降，影响发电效果，温度每升高10度，其开路电压下降0.3%，升高50度开路电压下降15mV (即14%)，其在设计和使用中都未设置散热设施，纯粹靠自然散热，大大影响发电效益和电池板寿命。
技术实现思路
本技术的目的是针对
技术介绍
中存在的缺陷和问题加以改进和创新，提供一种将太阳能转化为电能并与沼气能二者有机结合起来，提高太阳能和沼气能利用效率，互相补充应用于家庭能源的家用太阳能和沼气能利用系统。本技术的技术方案是构造一种包括太阳能光伏电池系统、冷却系统和逆变转换控制系统的太阳能和沼气能利用系统，其中太阳能光伏电池系统和冷却系统紧密相连；逆变转换控制系统与太阳能光伏电池系统连接，并将太阳能光伏电池系统产生的电能连接输送至家用电器、即热式热水器、沼气池和蓄电池。 本技术的优点及有益效果I、本技术将太阳能转换为电能与沼气能结合利用，实现了太阳能和生物质能-沼气能二种最清洁能源的完美组合，较好的解决了农村家庭的能源问题，该系统装置以家庭为单位，投入少，效果好，节约能源，保护环境，特别适合农村家庭，具有良好的生态、环保、经济等社会综合效益。2、本技术在光伏电池板上安装了散热水箱，散热水箱通过循环水管与保温水箱相连接，定时水泵定时循环对其进行降温，能使电池板的温度始终处于合理的范围，不仅光电转换效率提高，同时延长了电池的使用寿命。而且循环产生的热水通过保温水箱淋浴设施相连，实现了太阳能光电和光热的同时利用。3、本技术中的太阳能即热式热水器不需预热，无需等待，十分快捷方便，满足时下现代人快节奏的生活需要，由于太阳能即热式热水器不用提前预热，所以没有预热时的热能量散失，用时打开不用时就关闭，用多少水就放多少水，也没有贮水式热水器多加热的未用的剩余热水的能量消耗，真正做到了节能省电省水；本即热式电热水器因为不需要提前预热，不需要体大笨重的内胆贮水箱和保温层，体积小，重量轻，易安装，可与自来水管直接连接，节省空间、节省材料，水温恒定，使用舒服；传统贮水式电热水器，由于是提前预热好的热水，在开始洗浴时需放水调温，水温不是凉就是热，温度即使调好后，在使用过程中用不多久水的温度就会变凉，还不得不时不时进行微调，比较麻烦。而本技术中的即热式热水器，无论多少人洗浴，只要在初始时调好水温后便会一直恒温恒流；冷水直接通过加热体后便被加热，属于“活水”，水垢不易逗留，而洗浴时的热水温度一般不会高于45°C，因而在热水器内部管路内水垢也不易形成，寿命较长；本技术采用太阳能清洁能源，与燃气热水器相比，无废气，无噪音。本技术克服了真空管式太阳能热水器的缺陷，实现了光热和光电的双重利用，并把多余的电能通过蓄电池储存起来储存，大大提高了太阳能的利用效率。本技术采用12V太阳能直流低压电源，与传统即热式电热水器相比功率小，对电路电流容量要求不高，适用范围广，兼具传统太阳能热水器和即热式电热水器的优点，安全环保节能。4、本技术将太阳能产生的电能用于沼气池的升温，大大提高了沼气池的产气率和农村生物质能源的利用率。而且配有蓄电池，能将多余的电能储存起来，可随时对沼气池加热，受天气温度、阳光的影响小，使沼气池的温度控制在料液的最佳反应温度，有效解决了农村冬春季节沼气池产气量不够用的问题。附图说明图I是本技术结构原理图。图2是本技术散热水箱与光伏电池板安装结构示意图之一。图3是本技术散热水箱与光伏电池板安装结构示意图之二。图4是本技术即热式热水器结构示意图。 具体实施方式由图I至4可知，本技术包括太阳能光伏电池系统I、冷却系统2和逆变转换控制系统3，其中太阳能光伏电池系统I和冷却系统2紧密相连；逆变转换控制系统3与太阳能光伏电池系统I连接，并将太阳能光伏电池系统I产生的电能连接输送至家用电器4、即热式热水器5、沼气池6，多余的电能通过蓄电池7储存起来。本技术所述的太阳能光伏电池系统I包括接收太阳能的光伏电池板11，且光伏电池板11为DC17V/300W。所述的冷却系统2包括散热水箱21、定时水泵22、循环水管23、保温水箱24和自来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种家用太阳能和沼气能利用系统，其特征在于包括太阳能光伏电池系统（1）、冷却系统（2）和逆变转换控制系统（3），其中：太阳能光伏电池系统（1）和冷却系统（2）紧密相连；逆变转换控制系统（3）与太阳能光伏电池系统（1）连接，并将太阳能光伏电池系统（1）产生的电能连接输送至家用电器（4）、即热式热水器（5）、沼气池（6）和蓄电池（7）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪兵，张小平，雷震，
申请(专利权)人：湖南奥本科技实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：