[发明专利]一种植物发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物发电系统，属于生物质发电系统领域。

背景技术

能源是一个国家国民经济的命脉，随着我国近年来经济的迅猛发展，能源与环境问题的矛盾也日益突出。生物质能源以其绿色无污染的特性在新能源的开发与利用中愈占优势。但如今的生物质能利源用方式一般为将生物质本身转化为乙醇、氢气等物质，利用其燃烧发电，无法摆脱多次转化的复杂过程，不仅开发成本高，多次能源形式的转化也会造成能量损失和一定污染，不利于大规模开发利用。

如果能将蕴含在植物体内叶绿体结构直接加以利用，相当于直接利用无数的微型太阳能电池板，将绿色环保与发电储能融为一体，在污染严重的今天，无疑是最完美的结合。

发明内容

本发明是一种基于植物直接发电技术的发电系统，利用植物光合作用光反应阶段，可在保持植物生命力的状态下，直接获取电能，基于此技术的发电系统能够提高发电效率，绿色无污染。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种植物发电系统，包括依次电连接的电源模块、控制器模块、逆变器模块。所述电源模块为由多个植物发电板块并联而成的发电阵列；所述植物发电板块包括活体植物叶片与叶片电能接收导片，叶片电能接收导片为一种插设在植物丛中的微型导线集合板，可将植物叶片光反应时的电压升高反应于导线上，经过导线回路形成电流输出。

所述逆变器模块与电网连接，逆变器模块将电源模块的输出电压转化为满足电网要求的交流电压，并输送到电网中。

所述控制器模块由稳压电路和功率监控电路构成。将输出电压稳定于一定范围，在天气状况不佳和晚间不能发电时，功率监控电路可切断供电系统，停止输出电能。

所述控制器模块控制电源模块功率输出。

本发明的有益效果：

本发明实现了活体植物发电技术的发电系统，能够调节输出功率，绿色环保，成本低廉。

附图说明

图1为本发明的电源模型电路结构示意图；

图2为本发明的发电系统结构示意图；

图3为本发明的电源模块结构示意图；

图4为本发明的叶片电能接收导片结构示意图。

具体实施方式

植物发电技术主要利用的是植物光合作用中的光反应，当光子打到色素分子上时，叶绿素会吸收特定波长光线，激发高能电子，与外界形成1.13v电势差。利用此电位差可以输出一定大小的电流。电源等效模型，如图1，相当于一个恒流源与一只正向二极管并联，其中，Is是流过正向二极管的电流，Rs是由于发电单元内部结构材质不同、装置接触缝隙等出现的漏电流，使本该流过负载的电流被短路所引起的等效电阻，C为结电容。Rn为串联电路电压降等效电阻。

It是植物光反应形成的电流源，其大小主要取决于温度、光照强度等条件。近似认为：

其中，Ka（T）为光照强度一定时，光合作用强度系数随温度变化的函数，n为单位面积叶片吸收的光子数，e为电子电量。其输出电流电压关系为：

其中，I₀——二极管反向饱和电流

e——电子电荷

I——电池输出电流

K——玻尔兹曼常数

A——二极管品质因子

输出电压：

n₁为串联发电单元个数，n₂为并联发电单元个数。

输出功率：

如图2-4所示，一种植物发电系统，包括依次电连接的电源模块1、控制器模块2、逆变器模块3；所述电源模块1为由多个植物发电板块4并联而成的发电阵列；所述植物发电板块4包括活体植物叶片5与叶片电能接收导片6，叶片电能接收导片6为一种插设在植物丛中的微型导线集合板。可将植物叶片光反应时的电压升高反应于导线上，经过导线回路形成电流输出。

所述逆变器模块3与电网连接，逆变器模块将电源模块1的输出电压转化为满足电网要求的交流电压，并输送到电网中。

所述控制器模块2由稳压电路和功率监控电路构成。将输出电压稳定于一定范围，在天气状况不佳和晚间不能发电时，功率监控电路可切断供电系统，停止输出电能。所述控制器模块2控制电源模块1的功率输出。

优选地，选取藻类、蕨类或阔叶类绿色植物为载体，将所述叶片电能接收导片6置于活体植物叶片5中，将一定数量的植物发电板块4并联，根据活体植物叶片5密度分布植物发电板块4阵列。