導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，第一電能儲(chǔ)存裝置的輸入端與再生能源發(fā)電裝置的電能輸出端連接，輸出端與直交流轉(zhuǎn)換裝置輸入端連接；所述暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置的電能輸出端與第一電能儲(chǔ)存裝置的輸入端連接，所述控制裝置包含有處理單元及控制單元，其中，處理單元電性連接第一電能儲(chǔ)存裝置及控制單元，控制單元設(shè)在暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置的電能輸出端；當(dāng)再生能源供電系統(tǒng)中，受風(fēng)力與光照等氣候影響的多個(gè)再生能源發(fā)電裝置的發(fā)電量不足時(shí)，透過(guò)控制裝置可以將暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置所轉(zhuǎn)換的電能導(dǎo)入到再生能源供電系統(tǒng)的電網(wǎng)中，使電網(wǎng)負(fù)載率及電力傾倒率降低，達(dá)到電網(wǎng)穩(wěn)定供電及提升再生能源利用率的功效。
【專利說(shuō)明】
導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及綠色電力技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種再生能源電網(wǎng)中導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力，用以降低電網(wǎng)負(fù)載率，達(dá)到電網(wǎng)穩(wěn)定供電功效的一種導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在能源價(jià)格高漲且能源需求大增的時(shí)代，預(yù)期全球能源需求將持續(xù)成長(zhǎng)，各國(guó)的能源政策開(kāi)始極力尋求可取自行再生的能源，例如水力、風(fēng)能、太陽(yáng)能及生質(zhì)能電力等再生能源。其中，太陽(yáng)能與風(fēng)能是最為方便的綠色能源，且較不受地區(qū)限制，因此較受到矚目，且發(fā)展也較為迅速與成熟。[〇〇〇3]目前運(yùn)用太陽(yáng)能與風(fēng)力的風(fēng)光互補(bǔ)再生能源供電系統(tǒng)有3種:1.離線型 (off-grid)，使用于無(wú)市電供應(yīng)地區(qū)，其不與市電電網(wǎng)并聯(lián)，而負(fù)載完全由再生電力提供。 2.并聯(lián)型(grid-connect)，使用于有市電供應(yīng)地區(qū)，其與市電電網(wǎng)并聯(lián)，負(fù)載以再生電力為主。3.混合型(hybrid)，使用于有市電供應(yīng)地區(qū)，其與市電電網(wǎng)并聯(lián)，而再生電力是并入市電，負(fù)載以市電為主。[〇〇〇4] 圖1所示為離線型(off-grid)的完全再生電力的電網(wǎng)，主要是將太陽(yáng)能發(fā)電裝置及風(fēng)能發(fā)電裝置所產(chǎn)生的電能充入到電能儲(chǔ)存裝置，再經(jīng)直交流轉(zhuǎn)換裝置，將直流電轉(zhuǎn)換成交流電后，提供負(fù)載使用的一種再生能源供電系統(tǒng)。此種供電系統(tǒng)通常使用在市電無(wú)法送達(dá)地區(qū)的高山、偏遠(yuǎn)地區(qū)或獨(dú)立島嶼。由于該供電系統(tǒng)受風(fēng)力與光照等氣候及晝夜的影響很大，因而存在著以下缺點(diǎn):(1)再生能源利用率低:供電系統(tǒng)當(dāng)電能儲(chǔ)存裝置的蓄電池充飽時(shí)，太陽(yáng)能與風(fēng)能等再生能源就無(wú)法再對(duì)電能儲(chǔ)存裝置充電，形成再生能源電網(wǎng)的電力傾倒率(dumping rate, DP)過(guò)高，造成過(guò)多電力浪費(fèi)。(2)電網(wǎng)供電品質(zhì)不穩(wěn)定:當(dāng)供電系統(tǒng)受氣候與晝夜影響時(shí)，使供應(yīng)端發(fā)電量來(lái)不及使用端負(fù)載使用時(shí)，會(huì)形成再生能源電網(wǎng)的負(fù)載率過(guò)高，造成電網(wǎng)供電不穩(wěn)。
[0005]圖2所示，其為并聯(lián)型(grid-connect)的再生電力與市電電網(wǎng)并聯(lián)的供電系統(tǒng)， 由于離線型的太陽(yáng)能發(fā)電裝置及風(fēng)能發(fā)電裝置太陽(yáng)能發(fā)電裝置及風(fēng)能發(fā)電裝置等再生能源電網(wǎng)易受天候、季節(jié)和設(shè)置地點(diǎn)等影響，導(dǎo)致發(fā)電量不穩(wěn)定，因此，在有市電電網(wǎng)地區(qū)， 透過(guò)市電并入離線型再生電力電網(wǎng)，以及市電的備源系統(tǒng)的設(shè)置，可以提供負(fù)載穩(wěn)定的供電。此種系統(tǒng)負(fù)載以再生電力為主，當(dāng)再生電力輸出電力不足時(shí)，則由市電電網(wǎng)對(duì)電能儲(chǔ)存裝置充電，或可直接切換為市電電網(wǎng)供電。在有市電供應(yīng)地區(qū)使用，可以改善離線型 (off-grid)再生能源電網(wǎng)供電系統(tǒng)的供電不穩(wěn)定的缺點(diǎn)；但是，再生能源電網(wǎng)的電力傾倒率過(guò)高，使再生能源利用率無(wú)法提升的缺點(diǎn)，卻未有獲得改善。
[0006]圖3所示為混合型(hybrid)的再生電力與市電電網(wǎng)并聯(lián)的供電系統(tǒng)，此種系統(tǒng)主要是將再生能源供電系統(tǒng)與市電電網(wǎng)并聯(lián)，而再生電力是通過(guò)混合器并入市電，其負(fù)載以市電為主。此種系統(tǒng)的缺點(diǎn)為:在白天無(wú)負(fù)載情況下，當(dāng)電能儲(chǔ)存裝置中蓄電池充飽時(shí)，太陽(yáng)能發(fā)電裝置及風(fēng)能發(fā)電裝置等再生能源就無(wú)法再對(duì)電能儲(chǔ)存裝置的蓄電池充電，形成能源浪費(fèi)仍未改善。
[0007]有鑒于此，本發(fā)明人針對(duì)使用在市電無(wú)法送達(dá)地區(qū)的完全再生能源供電系統(tǒng)上述缺陷與不足，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，并配合學(xué)理的運(yùn)用，終于設(shè)計(jì)出一種解決上述不足與缺陷的設(shè)計(jì)方案。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明決現(xiàn)有技術(shù)課題在于:針對(duì)現(xiàn)有風(fēng)光互補(bǔ)再生能源供電系統(tǒng)的電網(wǎng)負(fù)載率與電力傾倒率過(guò)高，所造成電網(wǎng)供電品質(zhì)不穩(wěn)定及再生能源利用率低的主要技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，其主要目的在于，通過(guò)本供電系統(tǒng)所導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力，可以降低電網(wǎng)負(fù)載率，達(dá)到電網(wǎng)穩(wěn)定供電功效。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于，通過(guò)本供電系統(tǒng)所導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力的規(guī)劃設(shè)計(jì)，可以降低再生能源的電力傾倒率，達(dá)到提升再生能源利用率功效。
[0010]一般再生能源供電系統(tǒng)建置時(shí)須考慮再生能源利用率與電網(wǎng)供電穩(wěn)定性，當(dāng)再生能源利用率愈高時(shí)，電網(wǎng)負(fù)載率越低，電網(wǎng)供電就越穩(wěn)定；因此，降低再生能源的電力傾倒率，是可以有效提升再生能源利用率；降低電網(wǎng)的負(fù)載率，也可以有效提升電網(wǎng)供電穩(wěn)定性。
[0011]本發(fā)明若能防止或降低習(xí)用再生能源供電系統(tǒng)中，當(dāng)電能儲(chǔ)存裝置中的蓄電池充飽時(shí)，無(wú)法再對(duì)蓄電池充電所形成的能源浪費(fèi)，即可有效降低電力傾倒率，達(dá)到提升再生能源利用率目的。
[0012]本發(fā)明為了降低習(xí)用再生能源供電系統(tǒng)的電力傾倒率，達(dá)到提升再生能源利用率的目的，可以通過(guò)下述二種方法實(shí)現(xiàn):(1)使用較大容量的蓄電池設(shè)備來(lái)增加儲(chǔ)存量。(2) 降低太陽(yáng)能與風(fēng)能發(fā)電裝置的發(fā)電量來(lái)減少電力傾倒率。
[0013]在上述方法(1)中，使用較大容量的蓄電池設(shè)備，雖然可以降低電力傾倒率及電網(wǎng)負(fù)載率；但是，卻增加蓄電池設(shè)備的建置成本。
[0014]在上述方法(2)中，雖然降低了減少發(fā)電量的發(fā)電設(shè)備建置成本，可以降低電網(wǎng)電力傾倒率，提升再生能源利用率；但是，當(dāng)再生能源供電系統(tǒng)受到氣候及晝夜影響時(shí)，再生能源的供應(yīng)端發(fā)電量來(lái)不及使用端負(fù)載使用時(shí)，會(huì)形成再生能源電網(wǎng)的負(fù)載率過(guò)高，造成電網(wǎng)供電不穩(wěn)。
[0015]由上述方法中得知，發(fā)明人采用方法(2)的方案設(shè)計(jì)，更改原有習(xí)用再生能源發(fā)電設(shè)備設(shè)計(jì)，讓發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量降低到可以供給離峰用電時(shí)段負(fù)載使用即可，使原有減少的發(fā)電設(shè)備建置成本，轉(zhuǎn)為配置一組暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置，其可以24小時(shí)不受氣候或晝夜影響，連續(xù)產(chǎn)生暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力；在尖峰時(shí)段，當(dāng)再生能源供電系統(tǒng)中，受風(fēng)力與光照等氣候影響的風(fēng)能發(fā)電裝置及太陽(yáng)能發(fā)電裝置等再生能源發(fā)電裝置的發(fā)電量不足時(shí)，透過(guò)暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置所轉(zhuǎn)換的電能導(dǎo)入到再生能源供電系統(tǒng)的電網(wǎng)中，即可降低電網(wǎng)負(fù)載率及電力傾倒率，達(dá)到電網(wǎng)穩(wěn)定供電及提升再生能源利用率的功效。
[0016]根據(jù)文獻(xiàn)可知，氫氣的熱值約142百萬(wàn)焦耳/公斤，是汽油的3倍，天然氣的3.5 倍，燃燒時(shí)可產(chǎn)生較高密度的能量及水，不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體，是一種潔凈的能源。
[0017]氫氣的生產(chǎn)方法有熱化學(xué)法、電化學(xué)法及生物法。熱化學(xué)法包括蒸氣重組法、煤炭氣化法及部分氧化法；電化學(xué)法包括電解法及光電解法。
[0018]熱化學(xué)法需要消耗大量的礦物資源及能源，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生破壞地球的污染物，因此不利于未來(lái)的發(fā)展。
[0019]電化學(xué)法產(chǎn)氫雖沒(méi)有污染的顧慮，但效率低、耗能高，且電極穩(wěn)定性欠佳，并不符合經(jīng)濟(jì)效益。
[0020]相對(duì)于上述二種方法，利用生物法產(chǎn)氫可在常溫常壓下進(jìn)行，也可應(yīng)用于廢水與廢棄物處理來(lái)獲得氫氣，同時(shí)有干凈、節(jié)能、不消耗資源等優(yōu)點(diǎn)，是一種符合永續(xù)發(fā)展的方法。[0021 ] 以微生物生產(chǎn)氫氣，可分為光發(fā)酵反應(yīng)和暗發(fā)酵反應(yīng)兩種。
[0022]光發(fā)酵反應(yīng)的微生物需要光能來(lái)累積生長(zhǎng)所需的能量，才能把有機(jī)物質(zhì)分解產(chǎn)生氫氣，此種產(chǎn)氫方法受到光照限制。
[0023]暗發(fā)酵反應(yīng)的微生物則藉由有機(jī)質(zhì)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)氫氣，因不需光源，所以產(chǎn)氫不受氣候與光照限制。
[0024]本發(fā)明要解決上述技術(shù)問(wèn)題及其所采用的技術(shù)手段在于:提供一種導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，包含有再生能源供電系統(tǒng)、暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置及控制裝置，其中，再生能源供電系統(tǒng)包含有再生能源發(fā)電裝置、第一電能儲(chǔ)存裝置及直交流轉(zhuǎn)換裝置，其中，第一電能儲(chǔ)存裝置的輸入端與再生能源發(fā)電裝置的電能輸出端連接，輸出端與直交流轉(zhuǎn)換裝置輸入端連接；其特征在于，所述暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置的電能輸出端與第一電能儲(chǔ)存裝置的輸入端連接，所述控制裝置包含有處理單元及控制單元， 其中，處理單元電性連接第一電能儲(chǔ)存裝置及控制單元，控制單元設(shè)在暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置的電能輸出端；當(dāng)處理單元感測(cè)到第一電能儲(chǔ)存裝置的電能低于處理單元低位設(shè)定位準(zhǔn)時(shí)，可以通過(guò)控制單元將所述暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置所轉(zhuǎn)換的電能導(dǎo)入到再生能源供電系統(tǒng)的第一電能儲(chǔ)存裝置中。
[0025]在上述所述的一種導(dǎo)入暗發(fā)酵生物氫能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)中，所述再生能源發(fā)電裝置為任何受風(fēng)力及光照等氣候影響的發(fā)電裝置，例如，但不限于:風(fēng)力發(fā)電裝置、太陽(yáng)能發(fā)電裝置、微水力發(fā)電裝置、光發(fā)酵生物氫能發(fā)電裝置或其組合中的一種。
[0026]在上述所述的一種導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)中，所述暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置采用不受光照與氣候限制的暗發(fā)酵反應(yīng)方法，利用微生物將大量有機(jī)廢棄物料源轉(zhuǎn)化為電能，再導(dǎo)入到再生能源供電系統(tǒng)電網(wǎng)中，可以降低電網(wǎng)負(fù)載率及電力傾倒率，達(dá)到電網(wǎng)穩(wěn)定供電及提升再生能源利用率。
[0027]在上述所述的一種導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)中，為了提供監(jiān)測(cè)供應(yīng)端發(fā)電量、使用端負(fù)載量、電能儲(chǔ)存及使用狀況等偵測(cè)，所述控制裝置更包含一第一感測(cè)元件、一第二感測(cè)元件、一第三感測(cè)元件以及一顯示界面，其中，所述第一感測(cè)元件設(shè)在再生能源發(fā)電裝置的電能輸出端上，所述第二感測(cè)元件設(shè)在暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置的電能輸出端上，所述第三感測(cè)元件設(shè)在負(fù)載輸入端上，所述顯示界面與處理單元連接。
[0028]在上述所述的一種導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)中，為了提供較佳精確的電壓與電流擷取資料，所述第一感測(cè)元件與第二感測(cè)元件使用比流器；所述第三感測(cè)元件使用電流感測(cè)器。
[0029]在上述所述的一種導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)中，所述暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置采用了兩種發(fā)電技術(shù)手段。
[0030]第一種技術(shù)手段特征在于:所述暗發(fā)酵發(fā)生物質(zhì)能發(fā)電裝置，包含一暗發(fā)酵生物反應(yīng)器、一儲(chǔ)氫罐及一燃料電池，其中，所述暗發(fā)酵生物反應(yīng)器利用微生物將有機(jī)質(zhì)料源進(jìn)行厭氧發(fā)酵生產(chǎn)生質(zhì)氣體，所述儲(chǔ)氫罐入口端與暗發(fā)酵生物反應(yīng)器的燃料出口端連接，出口端與燃料電池入口端連接，燃料電池的電能輸出端通過(guò)所述控制單元與第一電能儲(chǔ)存裝置輸入端連接。
[0031]第二種技術(shù)手段特征在于:所述暗發(fā)酵發(fā)生物質(zhì)能發(fā)電裝置，包含一暗發(fā)酵生物反應(yīng)器、一發(fā)電機(jī)及一第二電能儲(chǔ)存裝置，其中，所述暗發(fā)酵生物反應(yīng)器利用微生物將有機(jī)質(zhì)料源進(jìn)行厭氧發(fā)酵生產(chǎn)生質(zhì)氣體，所述發(fā)電機(jī)燃料入口端與暗發(fā)酵生物反應(yīng)器的燃料出口端連接；電能輸出端與第二電能儲(chǔ)存裝置連接，第二電能儲(chǔ)存裝置的電能輸出端通過(guò)控制單元與第一電能儲(chǔ)存裝置輸入端連接。
[0032]本發(fā)明一種導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，可以應(yīng)用于獨(dú)立島嶼或偏遠(yuǎn)地區(qū)，將大量有機(jī)廢棄物利用暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化為電能后，再導(dǎo)入到由傳統(tǒng)再生能源供電系統(tǒng)的電網(wǎng)中，可以降低再生能源電網(wǎng)負(fù)載率及電力傾倒率，達(dá)到增加電網(wǎng)穩(wěn)定供電及提升再生能源利用率的功效。同時(shí)，還可以透過(guò)電腦軟體來(lái)監(jiān)控顯示目前再生能源的發(fā)電狀態(tài)與光照、風(fēng)速等當(dāng)前資訊，還有使用端負(fù)載量、電能儲(chǔ)存及使用狀況等偵測(cè)數(shù)據(jù)與資料?！靖綀D說(shuō)明】
[0033]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1為習(xí)用離線型完全再生電力的供應(yīng)系統(tǒng)示意圖；
[0035]圖2為習(xí)用并聯(lián)型再生電力與市電電網(wǎng)并聯(lián)的供電系統(tǒng)示意圖；
[0036]圖3為習(xí)用混合型再生電力并入市電電網(wǎng)的供電系統(tǒng)示意圖；
[0037]圖4為用控制裝置導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一種系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0038]圖5為圖4用顯示界面及感測(cè)元件監(jiān)測(cè)供應(yīng)端發(fā)電量與使用端負(fù)載量的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0039]圖6為用控制裝置導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二種系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0040]圖7為圖6用顯示界面及感測(cè)元件監(jiān)測(cè)供應(yīng)端發(fā)電量與使用端負(fù)載量的系統(tǒng)架構(gòu)圖。[0041 ]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0042]100—再生能源供電系統(tǒng)
[0043]10---再生能源發(fā)電裝置
[0044]10a—風(fēng)力發(fā)電裝置
[0045]10b—太陽(yáng)能發(fā)電裝置
[0046]20、20a-暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置
[0047]21、21a-暗發(fā)酵生物反應(yīng)器
[0048]22儲(chǔ)氫罐
[0049]22a—發(fā)電機(jī)
[0050]23燃料電池
[0051]23a—第二電能儲(chǔ)存裝置
[0052]30第一電能儲(chǔ)存裝置
[0053]40直交流轉(zhuǎn)換裝置
[0054]50控制裝置
[0055]51-處理單元
[0056]52控制單元
[0057]53-顯不界面
[0058]54第一感測(cè)元件
[0059]55-第二感測(cè)元件
[0060]56第三感測(cè)元件【具體實(shí)施方式】
[0061]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0062]以下以舉二種較佳具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本創(chuàng)的內(nèi)容、特征及功效；其中圖4及圖5為第一實(shí)施例；圖6及圖7為第二實(shí)施例；惟此實(shí)施例為方便說(shuō)明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，并不對(duì)本發(fā)明加以任何的限制。
[0063]第一實(shí)施例:+
[0064]首先請(qǐng)參閱圖4所示，其揭露用控制裝置導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一種系統(tǒng)架構(gòu)圖，圖示中，本發(fā)明導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)， 包括有:再生能源供電系統(tǒng)100、暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20及控制裝置50 ;其中，所述再生能源供電系統(tǒng)1〇〇包含有再生能源發(fā)電裝置10、第一電能儲(chǔ)存裝置30及直交流轉(zhuǎn)換裝置 40;其中，所述第一電能儲(chǔ)存裝置30的輸入端與再生能源發(fā)電裝置10及暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20的電能輸出端連接，輸出端與直交流轉(zhuǎn)換裝置40輸入端連接，可以提供電能儲(chǔ)存及輸出；所述直交流轉(zhuǎn)換裝置40輸出端與使用端負(fù)載連接，可以將第一電能儲(chǔ)存裝置30的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娫刺峁┴?fù)載使用。
[0065]所述再生能源發(fā)電裝置10,主要用以將再生能源轉(zhuǎn)換成電能，在本實(shí)施例圖4中， 再生能源發(fā)電裝置10用風(fēng)能發(fā)電裝置l〇a及太陽(yáng)能發(fā)電裝置10b為例說(shuō)明，惟，本發(fā)明并未限定再生能源發(fā)電裝置10的數(shù)量及種類，任何受風(fēng)力及光照等氣候影響的再生能源發(fā)電裝置10,例如，但不限于:風(fēng)能發(fā)電裝置、太陽(yáng)能發(fā)電裝置、微水力發(fā)電裝置、光發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置及他們的組合都可以實(shí)施，本發(fā)明不以此為限。
[0066]所述控制裝置50,包含有處理單元51及控制單元52 ;其中，所述處理單元51有電性連接第一電能儲(chǔ)存裝置30及控制單元52,用以接收與處理電能儲(chǔ)存量訊號(hào)及啟動(dòng)控制單元52，所述控制單元52設(shè)在上述暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20中的燃料電池23與第一電能儲(chǔ)存裝置30之間，用以開(kāi)啟或關(guān)閉燃料電池23電能導(dǎo)入到第一電能儲(chǔ)存裝置30。
[0067]所述暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20,包含有暗發(fā)酵生物反應(yīng)器21、儲(chǔ)氫罐22及燃料電池23 ;其中，所述暗發(fā)酵生物反應(yīng)器21可以在不須光源下，利用微生物將大量有機(jī)質(zhì)廢棄物進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生生質(zhì)氣體；所述儲(chǔ)氫罐22入口端與暗發(fā)酵生物反應(yīng)器 21的燃料出口端連接，可以儲(chǔ)存來(lái)自暗發(fā)酵生物反應(yīng)器21的燃料，出口端與燃料電池23入口端連接；所述燃料電池23的電能輸出端通過(guò)上述控制單元52與第一電能儲(chǔ)存裝置30輸入端連接。
[0068]本發(fā)明運(yùn)作時(shí)，由風(fēng)能發(fā)電裝置10a及太陽(yáng)能發(fā)電裝置10b所轉(zhuǎn)換的電能可以儲(chǔ)存在第一電能儲(chǔ)存裝置30中，當(dāng)使用端有負(fù)載使用時(shí)，第一電能儲(chǔ)存裝置30中的直流電經(jīng)過(guò)直交流轉(zhuǎn)換裝置40,轉(zhuǎn)換為交流電源，就可以提供使用端負(fù)載使用。由于使用端負(fù)載量大于風(fēng)能發(fā)電裝置l〇a及太陽(yáng)能發(fā)電裝置10b等再生能源發(fā)電裝置10的總發(fā)電量時(shí)，第一電能儲(chǔ)存裝置30的電能會(huì)下降，而控制裝置50中的處理單元51偵測(cè)到第一電能儲(chǔ)存裝置 30電能低于處理單元51的低位設(shè)定位準(zhǔn)時(shí)，處理單元51會(huì)傳送訊號(hào)給控制單元52,讓控制單元52開(kāi)啟暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20中的燃料電池23，并令燃料電池23導(dǎo)入電能到第一電能儲(chǔ)存裝置30,可以降低電網(wǎng)負(fù)載率，達(dá)到電網(wǎng)穩(wěn)定供電的功效。反之，當(dāng)?shù)谝浑娔軆?chǔ)存裝置30電能高于處理單元51的高位設(shè)定位準(zhǔn)時(shí)，處理單元51會(huì)傳送訊號(hào)給控制單元 52,關(guān)閉暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20中的燃料電池停止輸出電能
[0069]再請(qǐng)參閱圖5所示，其揭露圖4用顯示界面及感測(cè)元件監(jiān)測(cè)供應(yīng)端發(fā)電量與使用端負(fù)載量的系統(tǒng)架構(gòu)圖，圖示中，所述控制裝置50還包含有:一第一感測(cè)元件54,耦接在再生能源發(fā)電裝置10的電能輸出端上，用以偵測(cè)電能輸出量；一第二感測(cè)元件55,耦接在暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20的電能輸出端上，用以偵測(cè)電能輸出量；一第三感測(cè)元件56,耦接在負(fù)載輸入端上，用以偵測(cè)使用端負(fù)載量；以及一顯示界面53,其與處理單元51連接， 用以提供操作及顯示供應(yīng)端發(fā)電量與使用端負(fù)載量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例圖5中，所述第一感測(cè)元件54與第二感測(cè)元件55為比流器。所述第三感測(cè)元件56為電流感測(cè)器。 所述處理單元51為可對(duì)擷取硬體進(jìn)行溝通，達(dá)成輸入與輸出數(shù)據(jù)的功能的處理模組(DAQ Assistant)〇
[0070]第二實(shí)施例
[0071]請(qǐng)參閱圖6及圖7所示，其中圖6揭露用控制裝置導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二種系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖7揭露圖6用顯示界面及感測(cè)元件監(jiān)測(cè)供應(yīng)端發(fā)電量與使用端負(fù)載量的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0072]在圖6中，本發(fā)明導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，包括有: 再生能源供電系統(tǒng)1〇〇、暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20及控制裝置50 ;其中，所述再生能源供電系統(tǒng)100包含有一由風(fēng)能發(fā)電裝置l〇a與太陽(yáng)能發(fā)電裝置10b構(gòu)成的再生能源發(fā)電裝置 10、第一電能儲(chǔ)存裝置30及直交流轉(zhuǎn)換裝置40 ;所述暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20a包含一暗發(fā)酵生物反應(yīng)器21a、一發(fā)電機(jī)22a以及一第二電能儲(chǔ)存裝置23a ;所述控制裝置50包含有處理單元51及控制單元52。
[0073]本實(shí)施例與第一實(shí)施例中的圖4不同之處為:所述暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20a 包含一暗發(fā)酵生物反應(yīng)器21a、一發(fā)電機(jī)22a以及一第二電能儲(chǔ)存裝置23a ;其中所述暗發(fā)酵生物反應(yīng)器21a可以在不須光源下，利用微生物將有機(jī)質(zhì)料源進(jìn)行厭氧發(fā)酵生產(chǎn)生質(zhì)氣體；所述發(fā)電機(jī)22a可以將來(lái)自暗發(fā)酵生物反應(yīng)器21a所生產(chǎn)生質(zhì)氣體，例如氫氣、甲烷氣或混合氣體等進(jìn)行燃燒發(fā)電，其燃料入口端連接暗發(fā)酵生物反應(yīng)器21a的燃料出口端；所述第二電能儲(chǔ)存裝置23a可以提供儲(chǔ)存來(lái)自發(fā)電機(jī)22a的電能，其電能輸入端連接發(fā)電機(jī) 22a的電能輸出端，電能輸出端通過(guò)控制單元52與第一電能儲(chǔ)存裝置30輸入端連接。
[0074]在圖7中，其揭露圖6用顯示界面及感測(cè)元件監(jiān)測(cè)供應(yīng)端發(fā)電量與使用端負(fù)載量的系統(tǒng)架構(gòu)圖，圖示中，本發(fā)明導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，其控制裝置50除有處理單元51及控制單元52外，為了提供操作與監(jiān)測(cè)供應(yīng)端發(fā)電量及使用端負(fù)載量，其中，所述控制裝置50還包含有:一第一感測(cè)元件54,耦接在再生能源發(fā)電裝置10 的電能輸出端上，用以偵測(cè)電能輸出量；一第二感測(cè)元件55,耦接在暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20的電能輸出端上，用以偵測(cè)電能輸出量；一第三感測(cè)元件56,耦接在負(fù)載輸入端上， 用以偵測(cè)使用端負(fù)載量；以及一顯示界面53,其與處理單元51連接，用以提供操作及顯示供應(yīng)端發(fā)電量與使用端負(fù)載量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例圖7中，所述第一感測(cè)元件54與第二感測(cè)元件55為比流器。所述第三感測(cè)元件56為電流感測(cè)器。所述處理單元51為可對(duì)擷取硬體進(jìn)行溝通，達(dá)成輸入與輸出數(shù)據(jù)的功能的處理模組(DAQ Assistant)。
[0075]請(qǐng)?jiān)賲㈤唽?shí)施例圖6所示，本發(fā)明在運(yùn)作時(shí)，由風(fēng)能發(fā)電裝置10a及太陽(yáng)能發(fā)電裝置l〇b所轉(zhuǎn)換的電能可以儲(chǔ)存在第一電能儲(chǔ)存裝置30中，當(dāng)使用端有負(fù)載使用時(shí)，第一電能儲(chǔ)存裝置30中的直流電經(jīng)過(guò)直交流轉(zhuǎn)換裝置40,轉(zhuǎn)換為交流電源，可以提供使用端負(fù)載使用。由于使用端負(fù)載量大于風(fēng)能發(fā)電裝置l〇a及太陽(yáng)能發(fā)電裝置10b等再生能源發(fā)電裝置10的總發(fā)電量時(shí)，第一電能儲(chǔ)存裝置30的電能會(huì)下降，而控制裝置50中的處理單元51 偵測(cè)到第一電能儲(chǔ)存裝置30電能低于處理單元51的低位設(shè)定位準(zhǔn)時(shí)，處理單元51會(huì)傳送訊號(hào)給控制單元52,讓控制單元52開(kāi)啟暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20a中的第二電能儲(chǔ)存裝置23a，并令第二電能儲(chǔ)存裝置23a導(dǎo)入電能到第一電能儲(chǔ)存裝置30,可以降低電網(wǎng)負(fù)載率，達(dá)到電網(wǎng)穩(wěn)定供電的功效。反之，當(dāng)?shù)谝浑娔軆?chǔ)存裝置30電能高于處理單元51的高位設(shè)定位準(zhǔn)時(shí)，處理單元51會(huì)傳送訊號(hào)給控制單元52,關(guān)閉暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置20a中的第二電能儲(chǔ)存裝置23a停止輸出電能。
[0076]綜上所述，本發(fā)明所舉的實(shí)施例及附圖，僅供作為對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明的一種較佳實(shí)施例，然而，熟悉該技術(shù)者在不脫離本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)及申請(qǐng)專利范圍的目的與功效下所為的等效結(jié)構(gòu)變化的實(shí)施，均應(yīng)視為本案申請(qǐng)專利范圍的等效實(shí)施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，包含一再生能源供電系 統(tǒng)、一暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置及一控制裝置，其中，所述再生能源供電系統(tǒng)包含多個(gè)再生 能源發(fā)電裝置、第一電能儲(chǔ)存裝置及一直交流轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述第一電能儲(chǔ)存裝置的輸 入端與再生能源發(fā)電裝置的電能輸出端連接，輸出端與直交流轉(zhuǎn)換裝置輸入端連接；其特 征在于，所述暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置的電能輸出端與第一電能儲(chǔ)存裝置的輸入端連接， 所述控制裝置包含一處理單元及一控制單元，其中，所述處理單元電性連接第一電能儲(chǔ)存 裝置及控制單元，所述控制單元設(shè)在暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置的電能輸出端；當(dāng)處理單元 感測(cè)到第一電能儲(chǔ)存裝置的電能低于處理單元低位設(shè)定位準(zhǔn)時(shí)，通過(guò)控制單元將所述暗發(fā) 酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置所轉(zhuǎn)換的電能導(dǎo)入到再生能源供電系統(tǒng)的第一電能儲(chǔ)存裝置中。2.依據(jù)權(quán)利要求1所述導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，其特征 在于，所述暗發(fā)酵發(fā)生物質(zhì)能發(fā)電裝置包含一暗發(fā)酵生物反應(yīng)器、一儲(chǔ)氫罐及一燃料電池， 其中，所述暗發(fā)酵生物反應(yīng)器利用微生物將有機(jī)質(zhì)料源進(jìn)行厭氧發(fā)酵生產(chǎn)生質(zhì)氣體，所述 儲(chǔ)氫罐入口端與暗發(fā)酵生物反應(yīng)器的燃料出口端連接，出口端與燃料電池入口端連接，燃 料電池的電能輸出端通過(guò)所述控制單元與第一電能儲(chǔ)存裝置輸入端連接。3.依據(jù)權(quán)利要求1所述導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，其特征 在于，所述暗發(fā)酵發(fā)生物質(zhì)能發(fā)電裝置包含一暗發(fā)酵生物反應(yīng)器、一發(fā)電機(jī)及一第二電能 儲(chǔ)存裝置，其中，所述暗發(fā)酵生物反應(yīng)器利用微生物將有機(jī)質(zhì)料源進(jìn)行厭氧發(fā)酵生產(chǎn)生質(zhì) 氣體，所述發(fā)電機(jī)燃料入口端與暗發(fā)酵生物反應(yīng)器的燃料出口端連接；電能輸出端與第二 電能儲(chǔ)存裝置輸入端連接，第二電能儲(chǔ)存裝置的電能輸出端通過(guò)控制單元與第一電能儲(chǔ)存 裝置輸入端連接。4.依據(jù)權(quán)利要求1所述導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，其特征 在于，所述控制裝置更包含一第一感測(cè)元件、一第二感測(cè)元件、一第三感測(cè)元件以及一顯示 界面，其中，所述第一感測(cè)元件設(shè)在再生能源發(fā)電裝置的電能輸出端上，所述第二感測(cè)元件 設(shè)在暗發(fā)酵生物質(zhì)能發(fā)電裝置的電能輸出端上，所述第三感測(cè)元件設(shè)在負(fù)載輸入端上，所 述顯示界面與處理單元連接。5.依據(jù)權(quán)利要求4所述導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，其特征 在于，所述第一感測(cè)元件與第二感測(cè)元件為比流器，所述第三感測(cè)元件為電流感測(cè)器。6.依據(jù)權(quán)利要求1所述導(dǎo)入暗發(fā)酵生物質(zhì)能電力于再生能源電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，其特征 在于，所述再生能源發(fā)電裝置為風(fēng)力發(fā)電裝置、太陽(yáng)能發(fā)電裝置、微水力發(fā)電裝置、光發(fā)酵 生物質(zhì)能發(fā)電裝置或其組合中的一種。
【文檔編號(hào)】H01M8/16GK105990856SQ201510087252
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月25日
【發(fā)明人】林秋裕, 朱正永, 賴銘偉
【申請(qǐng)人】逢甲大學(xué)