CN218627025U - 一种分布式清洁可再生能源微网系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式清洁可再生能源微网系统，其包括风光互补发电系统、太阳能集热系统、生物质清洁炉具、储能系统和末端用能系统；风光互补发电系统分别与储能系统的储电模块和末端用能系统的用电末端通过电线连接；太阳能集热系统分别与储能系统的储热模块和末端用能系统的用热末端通过热水管道连接。本实用新型的优点在于：1、系统安全、可靠，有效保证了系统安全、稳定、节能运行；2、可推广、可复制，投资低，安装、操作简单，运行平稳，使用寿命长，用户也可根据自身需求选择功能需求；3、可持续、可建设，可以有效缓解空气污染、水污染和全球变暖等问题，适合大范围推广建设本实用新型。

Description

一种分布式清洁可再生能源微网系统

技术领域：

本实用新型涉及能源技术领域，特别涉及一种分布式清洁可再生能源微网系统。

背景技术：

能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础。在过去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。但是人类在使用化石燃料的同时，也带来了严重的环境污染和生态系统破坏。近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏。各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。

近几年，我国许多地区尤其是北方地区频繁陷入雾霾困扰；除气候原因外，冬季燃煤取暖是雾霾形成的主要因素之一。许多北方城市周边、农村、牧区等地区冬季取暖大量采用分散燃煤小锅炉，污染物排放量很大。目前，采用“煤改电”、“煤改气”及其它清洁能源替代散煤燃烧是治理雾霾、实现高效清洁取暖的主要措施。然而，由于我国天然气供应不充裕，而农、牧地区相对偏远，燃气、电力接入不太现实。

因此在北方偏远农、牧地区，因地制宜积极开发利用清洁新能源将成为必然趋势。而我国北方农牧地区太阳能、风能、生物质资源丰富，并且居民建筑区域比较分散，这样可充分利用太阳能资源实现清洁高效发电、清洁供热、炊事。但是，太阳能、风能存在不稳定性，它的利用易受地区、气候等随机因素的影响，单一能源的应用效率和效果的稳定性不易保证。因此，有必要将一种分布式清洁可再生能源微网系统公开，实现偏远农、牧地区发电、供热、炊事的需求，满足用户高效、安全、稳定、节能的使用需求。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种安全、可靠、可推广的分布式清洁可再生能源微网系统。

本实用新型由如下技术方案实施：本专利的目的提供了一种分布式清洁可再生能源微网系统，其包括风光互补发电系统、太阳能集热系统、生物质清洁炉具、储能系统和末端用能系统；所述风光互补发电系统分别与所述储能系统的储电模块和所述末端用能系统的用电末端通过电线连接；所述太阳能集热系统分别与所述储能系统的储热模块和所述末端用能系统的用热末端通过热水管道连接；所述生物质清洁炉具分别与所述储能系统的储热模块和所述末端用能系统的用热末端通过热水管道连接；所述储电模块与所述用电末端通过电线连接；所述储热模块与所述用热末端通过热水管道连接。

进一步的，其还包括智慧能源控制系统、电流电压传感器和电源切换开关；在所述风光互补发电系统与所述用电末端之间的电线上设置有电流电压传感器；在所述风光互补发电系统与所述用电末端之间的电线上和所述储电模块与所述用电末端之间的电线上设置有所述电源切换开关；所述电流电压传感器的信号输出端与所述智慧能源控制系统的信号输入端通过电线连接；所述智慧能源控制系统的信号输出端与所述电源切换开关的信号输入端通过电线连接。

进一步的，其还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一输送泵、第二输送泵和显示屏；在所述太阳能集热系统与所述用热末端之间的热水管道上依次设置有所述第一温度传感器和所述第一输送泵；在所述储热模块与所述用热末端之间的热水管道上依次设置有所述第二温度传感器和所述第二输送泵；所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的信号输出端均与所述智慧能源控制系统的信号输入端通过电线连接；所述智慧能源控制系统的信号输出端分别与所述第一输送泵、所述第二输送泵和所述显示屏的信号输入端通过电线连接。

进一步的，所述智慧能源控制系统为PLC电气控制系统，同时设有可用手机控制远程智能监控系统的应用程序。

进一步的，在所述风光互补发电系统内连接有风力发电与光伏发电，所述风光互补发电系统为户用小型风光互补发电系统。

进一步的，所述太阳能集热系统包括多个集热器，所述集热器可以为真空管集热器、U性管集热器、平板集热器、热管集热器或者槽式集热器。

进一步的，所述生物质清洁炉具为节能环保型生物质炉具。

进一步的，所述储电模块为胶体蓄电池；所述储热模块为储热水箱或者相变蓄热箱。

进一步的，所述用电末端为照明灯具、家用电器等；所述用热末端为室内采暖、洗浴等。

本实用新型的优点：

1、系统安全、可靠：

一种分布式清洁可再生能源微网系统可解决农牧区能源单一的弊端，把清洁能源的综合利用发挥至最佳。把多种清洁的可再生能源科学合理的结合，有效保证了系统安全、稳定、节能运行，是一种具有很高性价比的新型清洁能源系统，具有很好的应用前景。

2、可推广、可复制：

一种分布式清洁可再生能源微网系统的推广不受外部能源和区域限制，我国北方地区太阳能资源丰富，存在具有普遍性，使用污染“0”排放。系统无需外部电网接入，投资低，安装、操作简单，运行平稳，使用寿命长，用户也可根据自身需求选择功能需求。

3、可持续、可建设

在偏远农、牧地区应用分布式清洁可再生能源微网系统，避免燃煤，可以有效缓解空气污染、水污染和全球变暖等问题，大规模推广分布式清洁可再生能源微网系统可以为节能减排做出积极贡献。在全球能源危机和环境危机日益严重的背景下，分布式清洁可再生能源微网系统不仅为农、牧地区解决发电、供热、炊事需求，同时给太阳能、风能、生物质能装备制造业提供了了广阔的市场空间和前景。

我国广大北方农牧地区，太阳能、风能、生物质(牛羊粪、秸秆)资源丰富，农村住宅和牧民蒙古包均以分散式独立的建筑为主，完全符合太阳能光热、光电、生物质炉具安装条件，适合大范围推广建设本实用新型。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图。

风光互补发电系统1，风力发电101，光伏发电102，太阳能集热系统2，生物质清洁炉具3，储能系统4，储电模块41，储热模块42，末端用能系统5，用电末端51，用热末端52，智慧能源控制系统6，电流电压传感器7，电源切换开关8，第一温度传感器9，第二温度传感器10，第一输送泵11，第二输送泵12，显示屏13。

具体实施方式：

如图1所示，一种分布式清洁可再生能源微网系统，其包括风光互补发电系统1、太阳能集热系统2、生物质清洁炉具3、储能系统4、末端用能系统5、智慧能源控制系统6、电流电压传感器7、电源切换开关8、第一温度传感器9、第二温度传感器10、第一输送泵11、第二输送泵12和显示屏13；风光互补发电系统1分别与储能系统4的储电模块41和末端用能系统5的用电末端51通过电线连接；太阳能集热系统2分别与储能系统4的储热模块42和末端用能系统5的用热末端52通过热水管道连接；生物质清洁炉具3分别与储能系统4的储热模块42和末端用能系统5的用热末端52通过热水管道连接；储电模块41与用电末端51通过电线连接；储热模块42与用热末端52通过热水管道连接。

在风光互补发电系统1与用电末端51之间的电线上设置有电流电压传感器7；在风光互补发电系统1与用电末端51之间的电线上和储电模块41与用电末端51之间的电线上设置有电源切换开关8；电流电压传感器7的信号输出端与智慧能源控制系统6的信号输入端通过电线连接；智慧能源控制系统6的信号输出端与电源切换开关8的信号输入端通过电线连接。

在太阳能集热系统2与用热末端52之间的热水管道上依次设置有第一温度传感器9和第一输送泵11；在储热模块42与用热末端52之间的热水管道上依次设置有第二温度传感器10和第二输送泵12；第一温度传感器9和第二温度传感器10的信号输出端均与智慧能源控制系统6的信号输入端通过电线连接；智慧能源控制系统6的信号输出端分别与第一输送泵11、第二输送泵12和显示屏13的信号输入端通过电线连接。

智慧能源控制系统6为PLC电气控制系统，同时设有可用手机控制远程智能监控系统的应用程序。在风光互补发电系统1内连接有风力发电101与光伏发电102，风光互补发电系统1为户用小型风光互补发电系统1。太阳能集热系统2包括多个集热器，集热器可以为真空管集热器、U性管集热器、平板集热器、热管集热器或者槽式集热器。生物质清洁炉具3为节能环保型生物质炉具，可燃烧生物质(牛羊粪、秸秆)。储电模块41为胶体蓄电池；储热模块42为储热水箱或者相变蓄热箱。用电末端51为照明灯具、家用电器等；用热末端52为室内采暖、洗浴等。

该系统根据农、牧区居民的用能需求，在用电方面优先使用风光互补发电系统1保障用电末端51稳定运行，电流电压传感器7时刻监测风光互补发电系统1与用电末端51之间电线上的电流电压，并将信号传输至智慧能源控制系统6，当电流电压低于限定值时，即风光互补发电系统1无法满足用电末端51时，智慧能源控制系统6控制电源切换开关8自动切换至储能系统4的储电模块41上，通过储电模块41继续给用电末端51供电，保证用电末端51安全稳定运行。

在用热方面优先使用太阳能集热系统2对用热末端52进行加热，保证室内采暖、热水温度，第一温度传感器9时刻检测太阳能集热系统2与用热末端52之间的热水管道内的热水温度，并将信号传输至智慧能源控制系统6，当温度低于设定值时，即太阳能集热系统2无法满足室内用热末端52时，智慧能源控制系统6控制第一输送泵11关闭，第二输送泵12打开，自动切换至储能系统4的储热模块42；通过储热模块42继续给用热末端52继续供热，保证用热末端52的安全稳定运行；第二温度传感器10时刻检测储热模块42与用热末端52之间的热水管道内热水的温度，并将信号传输至智慧能源控制系统6，当温度低于设定值时，即储热模块42也无法满足室内用热末端52时，智慧能源控制系统6控制显示屏13闪烁，提示工人启动生物质清洁炉具3为储能系统4的储热模块42和用热末端52提供安全稳定热源，保证室内采暖、热水温度。同时生物质清洁炉具3在启动过程中还可以为农牧区居民解决炊事问题。

需要说明的是，本实用新型为一种分布式清洁可再生能源微网系统由风光互补发电系统1、太阳能光热系统、生物质清洁炉具3、储能系统4、智慧能源控制系统6、末端用能系统5科学合理的耦合，解决农牧区居民生活用电、冬季采暖、炊事、洗澡等多种需求。

使用本实用新型的微网系统为农牧区居民提供生活用电、采暖、炊事、洗澡功能。系统的应用既可以降低一次性投资成本，让老百姓买得起、用得起，还可以达到安全、稳定、节能、环保。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分布式清洁可再生能源微网系统，其特征在于，其包括风光互补发电系统、太阳能集热系统、生物质清洁炉具、储能系统和末端用能系统；

所述风光互补发电系统分别与所述储能系统的储电模块和所述末端用能系统的用电末端通过电线连接；

所述太阳能集热系统分别与所述储能系统的储热模块和所述末端用能系统的用热末端通过热水管道连接；

所述生物质清洁炉具分别与所述储能系统的储热模块和所述末端用能系统的用热末端通过热水管道连接；

所述储电模块与所述用电末端通过电线连接；所述储热模块与所述用热末端通过热水管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种分布式清洁可再生能源微网系统，其特征在于：其还包括智慧能源控制系统、电流电压传感器和电源切换开关；在所述风光互补发电系统与所述用电末端之间的电线上设置有电流电压传感器；在所述风光互补发电系统与所述用电末端之间的电线上和所述储电模块与所述用电末端之间的电线上设置有所述电源切换开关；所述电流电压传感器的信号输出端与所述智慧能源控制系统的信号输入端通过电线连接；所述智慧能源控制系统的信号输出端与所述电源切换开关的信号输入端通过电线连接。

3.根据权利要求2所述的一种分布式清洁可再生能源微网系统，其特征在于：其还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一输送泵、第二输送泵和显示屏；在所述太阳能集热系统与所述用热末端之间的热水管道上依次设置有所述第一温度传感器和所述第一输送泵；在所述储热模块与所述用热末端之间的热水管道上依次设置有所述第二温度传感器和所述第二输送泵；所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的信号输出端均与所述智慧能源控制系统的信号输入端通过电线连接；所述智慧能源控制系统的信号输出端分别与所述第一输送泵、所述第二输送泵和所述显示屏的信号输入端通过电线连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种分布式清洁可再生能源微网系统，其特征在于：所述智慧能源控制系统为PLC电气控制系统，同时设有可用手机控制远程智能监控系统的应用程序。

5.根据权利要求1所述的一种分布式清洁可再生能源微网系统，其特征在于：在所述风光互补发电系统内连接有风力发电与光伏发电，所述风光互补发电系统为户用小型风光互补发电系统。

6.根据权利要求1所述的一种分布式清洁可再生能源微网系统，其特征在于：所述太阳能集热系统包括多个集热器，所述集热器可以为真空管集热器、U性管集热器、平板集热器、热管集热器或者槽式集热器。

7.根据权利要求1所述的一种分布式清洁可再生能源微网系统，其特征在于：所述生物质清洁炉具为节能环保型生物质炉具。

8.根据权利要求1所述的一种分布式清洁可再生能源微网系统，其特征在于：所述储电模块为胶体蓄电池；所述储热模块为储热水箱或者相变蓄热箱。

9.根据权利要求1所述的一种分布式清洁可再生能源微网系统，其特征在于：所述用电末端为照明灯具、家用电器；所述用热末端为室内采暖、洗浴。

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