本發(fā)明涉及新能源應用
技術(shù)領域：
，具體地，涉及一種生物能風能發(fā)電增效大棚系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：隨著我國設施農(nóng)業(yè)的普及，溫室大棚在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中越來越遍。常規(guī)的溫室大棚主要是發(fā)揮遮陽擋風保溫等基本功能，我們知道大棚的建造成本也是較高的，如果只是使用大棚的常規(guī)功能，顯然不能降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本，也不符合綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展理念。目前我國已成為世界上太陽能光伏電池的最大生產(chǎn)國和使用國，發(fā)電量占全球太陽能的發(fā)電量60％左右，我國的風能發(fā)電發(fā)展也較迅速，特別是西部地區(qū)，風力發(fā)電風車隨處可見。由此可見，我國的清潔能源已經(jīng)得到了較好的發(fā)展與應用，生物質(zhì)能也是一種可持續(xù)的再生能源，但是由于應用不普及，其研究與開發(fā)進展也較慢，如果我們把生物質(zhì)能和風能發(fā)電結(jié)合起來，這也將是一種新的清潔能源，這也是我國節(jié)能減排的本意。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種生物能風能發(fā)電增效大棚系統(tǒng)，以解決上述技術(shù)問題。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種生物能風能發(fā)電增效大棚系統(tǒng)，包括大棚本體、供電系統(tǒng)、氣體補給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，大棚本體包括鋼框架結(jié)構(gòu)、可調(diào)節(jié)墻體及頂棚，所述供電系統(tǒng)用于大棚內(nèi)設備供電，所述供電系統(tǒng)包括生物質(zhì)能發(fā)電裝置、風力發(fā)電裝置及市電組成，所述生物質(zhì)能發(fā)電裝置與蓄電池連接，所述風力發(fā)電裝置與蓄電池連接，所述蓄電池與逆變器連接，逆變器通過連接電路經(jīng)整流充電器與市電轉(zhuǎn)換器連接，所述控制系統(tǒng)通過控制電路與逆變器連接，所述控制系統(tǒng)由操作顯示器及程序控制器組成；所述供電系統(tǒng)和氣體補給系統(tǒng)均與控制系統(tǒng)連接。優(yōu)選地，所述大棚本體的頂棚包括采光層和遮光層，所述采光層包括透光頂棚和生物質(zhì)能發(fā)電裝置的采光玻璃，所述透光頂棚采用透光塑料布、透光塑料板或者鋼化玻璃。優(yōu)選地，所述采光層與水平面平行，所述采光層與墻體采用可分離式連接，所述墻體設置有固定的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)的高度可以調(diào)節(jié)，可以根據(jù)陽光的強度及方向調(diào)節(jié)采光層的角度，所述采光層的可調(diào)節(jié)角度為0-30℃，所述支撐結(jié)構(gòu)包括支撐架、支撐器、三通架、聯(lián)合三通架、直角三通。優(yōu)選地，所述氣體補給系統(tǒng)包括氣體收集裝置、氣體除雜裝置、溫濕度調(diào)節(jié)裝置、空氣泵、流量計和電磁閥開關(guān)；所述氣體補給系統(tǒng)中氣體的流向依次為氣體收集裝置、空氣泵、氣體除雜裝置、溫濕度調(diào)節(jié)裝置、流量計及電磁閥開關(guān)，所述收集裝置的進氣口與生物質(zhì)能的排氣口相連，所述進氣口設置有流量計和電池閥開關(guān)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明結(jié)合生物質(zhì)能發(fā)電、風能發(fā)電和市電對大棚進行供給，當大棚不使用電的時候，生物質(zhì)能發(fā)電、風能發(fā)電可以并入市電電網(wǎng)或者使用電池進行儲能，能夠節(jié)約能源，并且綠色環(huán)保。本發(fā)明中巧妙的利用生物質(zhì)能發(fā)電過程微生物產(chǎn)生的二氧化碳，通過收集大量的二氧化碳，進行除雜和溫濕度調(diào)節(jié)，將二氧化碳供給大棚中植物生長，省卻人工生產(chǎn)二氧化碳的成本，同時提供綠色植物的光合作用，提高溫室大棚的農(nóng)作物產(chǎn)量，有利于設施農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展。附圖說明圖1是本發(fā)明大棚本體的結(jié)構(gòu)示意圖。其中：5-大棚本體，51-可調(diào)節(jié)墻體，52-支撐結(jié)構(gòu)，53-遮光層，54-透光頂棚，55-生物質(zhì)能發(fā)電裝置的采光玻璃。圖2是本發(fā)明生物質(zhì)能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中：31-陽極室，32-陰極室，33-藻類產(chǎn)氣室，34-氣體收集裝置，35-采光窗口，37-進水口，38-排水口，39-排氣口，40-排水收集管，41-光催化陽極，42-微生物陰極，43-離子交換模塊，44-外電阻，45-時間控制開關(guān)，46-空氣泵，47-過濾裝置，48-水泵，49-流量計及電池閥開關(guān)，不同部分中相同的部件不做標注。具體實施方式結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。一種生物能風能發(fā)電增效大棚系統(tǒng)，包括大棚本體、供電系統(tǒng)、氣體補給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，大棚本體包括鋼框架結(jié)構(gòu)、可調(diào)節(jié)墻體及頂棚，所述供電系統(tǒng)用于大棚內(nèi)設備供電，所述供電系統(tǒng)包括生物質(zhì)能發(fā)電裝置、風力發(fā)電裝置及市電組成，所述生物質(zhì)能發(fā)電裝置與蓄電池連接，所述風力發(fā)電裝置與蓄電池連接，所述蓄電池與逆變器連接，逆變器通過連接電路經(jīng)整流充電器與市電轉(zhuǎn)換器連接，所述控制系統(tǒng)通過控制電路與逆變器連接，所述控制系統(tǒng)由操作顯示器及程序控制器組成；所述供電系統(tǒng)和氣體補給系統(tǒng)均與控制系統(tǒng)連接。優(yōu)選地，所述大棚如圖1所示，包括5-大棚本體，51-可調(diào)節(jié)墻體，52-支撐結(jié)構(gòu)，53-遮光層，54-透光頂棚，55-生物質(zhì)能發(fā)電裝置的采光玻璃；所述大棚本體的頂棚包括采光層和遮光層，所述采光層包括透光頂棚和生物質(zhì)能發(fā)電裝置的采光玻璃，所述透光頂棚采用透光塑料布、透光塑料板或者鋼化玻璃。優(yōu)選地，所述采光層與水平面平行，所述采光層與墻體采用可分離式連接，所述墻體設置有固定的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)的高度可以調(diào)節(jié)，可以根據(jù)陽光的強度及方向調(diào)節(jié)采光層的角度，所述采光層的可調(diào)節(jié)角度為0-30℃，所述支撐結(jié)構(gòu)包括支撐架、支撐器、三通架、聯(lián)合三通架、直角三通。優(yōu)選地，所述氣體補給系統(tǒng)包括氣體收集裝置、氣體除雜裝置、溫濕度調(diào)節(jié)裝置、空氣泵、流量計和電磁閥開關(guān)；所述氣體補給系統(tǒng)中氣體的流向依次為氣體收集裝置、空氣泵、氣體除雜裝置、溫濕度調(diào)節(jié)裝置、流量計及電磁閥開關(guān)，所述收集裝置的進氣口與生物質(zhì)能的排氣口相連，所述進氣口設置有流量計和電池閥開關(guān)。本發(fā)明的大棚本體的采光層與墻體采用可分離式連接，這樣的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)采光層的傾斜角度，提高采光層的采光效率，讓溫室中的綠色植物可以接觸到更多的太陽光，提高其光合作用；生物質(zhì)能發(fā)電裝置的采光玻璃也位于采光層，該設置方式可以明顯提高生物質(zhì)能發(fā)電裝置的發(fā)電效率。作為優(yōu)選的實施例，以下將詳細介紹本發(fā)明使用的生物質(zhì)能發(fā)電裝置的組成及工作過程。一種生物質(zhì)能發(fā)電裝置，包括陽極室、陰極室、藻類產(chǎn)氧氣室、離子交換膜模塊、光催化陽極、微生物陰極、外電阻、光源、藻類產(chǎn)氧氣室進水口、藻類產(chǎn)氧氣室出水口、陽極室進水口、陽極室出水口、陰極室進水口、陰極室出水口、導氣管、排水收集管、陰極室氣孔；所述離子交換模塊設置在陽極室和陰極室之間，所述光催化陽極和微生物陰極之間串聯(lián)有外電阻，所述藻類產(chǎn)氧氣室出水口、陽極室出水口和陰極室出水口均與排水收集管連通。優(yōu)選地，所述藻類產(chǎn)氧氣室的外側(cè)壁上設有采光窗口，所述陽極室的外側(cè)壁上設有采光窗口，所述采光窗口采用石英玻璃。所述離子交換膜模塊為分體設計，包括陽性離子交換膜模塊和陰性離子交換膜模塊。優(yōu)選地，所述藻類產(chǎn)氧氣室還包括氣體收集裝置，氣體收集裝置通過導氣管與陽極室連通，導氣管上還設置有空氣泵、流量計和電磁閥開關(guān)，空氣泵、流量計和電磁閥開關(guān)均與控制器電聯(lián)接，位于陽極室的導氣管一端還設置有曝氣頭。所述陽極為光催化陽極，所述光催化陽極為光敏性的半導體材料附著在導電基質(zhì)上，所述光敏性半導體材料包括二氧化鈦、ZnO、WO3或者MOS2，或者鈦碳合金，或者鈦鎳合金。優(yōu)選地，所述藻類產(chǎn)氣室注入的污水包括重金屬含量較高的污水、富營養(yǎng)化的污水或者氮磷鉀含量較高的污水。更優(yōu)選的，所述污水包括皮革廠的工業(yè)廢水，印染企業(yè)的工業(yè)廢水，造紙廠的工業(yè)廢水，或者一般的生活污水。優(yōu)選的，所述藻類產(chǎn)氣室接種的藻類包括小球藻、馬尾藻、無隔藻、墨角藻、泡葉藻、石莼，海百合、厚膜藻、死馬尾藻中的一種或幾種。所述藻類的種子液接種濃度為103-104cfu/ul。優(yōu)選地，所述陽極室接種有產(chǎn)電微生物，接種濃度為105-107cfu/ul。優(yōu)選地，所述陽極室注入的污水包括皮革廠的工業(yè)廢水，印染企業(yè)的工業(yè)廢水，造紙廠的工業(yè)廢水，或者一般的城市生活污水。所述陰極為微生物陰極，所述微生物陰極使用銅基制備的CuO或者Cr。作為另一個優(yōu)選的實施例，如圖2所示，所述生物質(zhì)能發(fā)電裝置包括31-陽極室，32-陰極室，33-藻類產(chǎn)氣室，34-氣體收集裝置，35-采光窗口，37-進水口，38-排水口，39-排氣口，40-排水收集管，41-光催化陽極，42-微生物陰極，43-離子交換模塊，44-外電阻，45-時間控制開關(guān)，46-空氣泵，47-過濾裝置，48-水泵，49-流量計及電池閥開關(guān)，不同部分中相同的部件不做標注；在藻類產(chǎn)氧氣室出水口處設置過濾裝置，藻類產(chǎn)氣室中的水經(jīng)過藻類降解重金屬后，通過過濾裝置，經(jīng)水中的藻類植物過濾清除，清除后的水繼續(xù)注入陽極室，進行微生物二次降解其中的碳氮有機物，實現(xiàn)污水的徹底處理。本實施例中的陽極與陰極之間還設置有時間控制開關(guān)，時間控制開關(guān)與控制器電聯(lián)接，控制面板可以預設時間控制開關(guān)的開關(guān)時間段，根據(jù)藻類產(chǎn)氣室的產(chǎn)氧氣情況及陽極室中的微生物生長情況控制燃料電池的工作時段。優(yōu)選地，所述過濾裝置還與相應的流量計和電磁閥開關(guān)連接，所述排水口，排水口，排氣口均設置有開關(guān)。本發(fā)明的生物質(zhì)能發(fā)電裝置巧妙的將藻類產(chǎn)氣室的氧氣收集，供給陽極室的光催化微生物的生長，有利于光催化微生物提高其氧化還原反應，進一步提高微生物燃料電池的發(fā)電效率，節(jié)約發(fā)電成本，更加綠色環(huán)保。生物質(zhì)能發(fā)電裝置產(chǎn)電性能測試首先將污水注入藻類產(chǎn)期室，培養(yǎng)48h收集適量的氧氣，取相同的污水分別注入陽極室、陰極室，培養(yǎng)3h以后，接上外電阻，外電阻的值分別取1、100、500和1000Ω。測定該燃料電池的功率密度和電流密度，結(jié)果如表1所示。表1不同外電阻值下的功率密度和電流密度生物質(zhì)能發(fā)電裝置污水處理性能測試測定產(chǎn)電性能后，分別取藻類產(chǎn)氣室、陽極室、陰極室出水口的水樣，分別測定各個出水口中水樣的COD值，本測試是基于實施例的裝置結(jié)構(gòu)，測試結(jié)果如表2所示。表2各反應時段的COD含量值出水口0h(mg/L)8h(mg/L)24h(mg/L)藻類產(chǎn)氣室30012171陽極室30011554陰極室300240214綜合表1和表2數(shù)據(jù)顯示，本申請的生物質(zhì)能發(fā)電裝置的產(chǎn)電性能較好，其污水處理能力也較好，且本申請的各部件綜合程度較高，各部件的控制都集中到控制器中，控制器還包括設置面板，實現(xiàn)電池的發(fā)電和污水處理的協(xié)同進行，其自動化程度也較高。最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。當前第1頁1 2 3