[实用新型]一种水氢能源自供电系统

说明书

技术领域

本实用新型属于甲醇制氢供电技术领域，涉及一种供电系统，尤其涉及一种水氢能源自供电系统。

背景技术

能源危机和生态危机一直困扰着世界各国政府，同样也困扰着中国政府，特别是中国是农业大国，几亿农民的增产增收也一直纠结着各级政府。多年来的探索虽有所成效，但一直没有重大突破。

应用能态科学与工程的思维和视角，通过对现存农业食品生产经济模式的分析，结合自然能源的特征，发现自然能源和食品生产具有非常相似的特征。可以得出结论：自然能源的生产基地在农村，完全可以在农村建立食品和自然能源联产的新农村经济模式，称之为能态农业经济或农村能态经济。

从技术层面看，几项主流自然能源发电技术已经成熟：10kw太阳能聚热斯特林发电机已实现商业化；风力发电机也已实现商业化；生物质制沼气已普及多年。所存在的问题是，这些可大量获取的自然能源的储存一直困扰着人类。

为了有效利用农村中大量存在的秸秆和畜禽排泄物，一些地区的农村开始利用秸秆和畜禽排泄物制造沼气。沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧(没有氧气)条件下发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体，可以燃烧。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。

沼气是多种气体的混合物，一般含甲烷50～70％，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。其特性与天然气相似。空气中如含有8.6～20.8％(按体积计)的沼气时,就会形成爆炸性的混合气体。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。

沼气是一些有机物质，在一定的温度、湿度、酸度条件下，隔绝空气(如用沼气池)，经微生物作用(发酵)而产生的可燃性气体。它含有少量硫化氢，所以略带臭味。发酵是复杂的生物化学变化，有许多微生物参与。

反应大致分两个阶段：(1)微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质，如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。(2)由甲烷菌种的作用，使一些简单的物质变成甲烷。要正常地产生沼气，必须为微生物创造良好的条件，使它能生存、繁殖。

沼气池必须符合多种条件。首先，沼气池要密闭。有机物质发酵成沼气，是多种厌氧菌活动的结果，因此要造成一个厌氧菌活动的缺氧环境。在建造沼气池时要注意隔绝空气，不透气、不渗水。其次，沼气池里要维持20～40℃，因为通常在这种温度下产气率最高。第三，沼气池要有充足的养分。微生物要生存、繁殖，必须从发酵物质中吸取养分。在沼气池的发酵原料中，人畜粪便能提供氮元素，农作物的秸秆等纤维素能提供碳元素。第四，发酵原料要含适量水，一般要求沼气池的发酵原料中含水80％左右，过多或过少都对产气不利。第五，沼气池的pH值一般控制在7～8.5。

人们对沼气的利用主要是通过使其燃烧的方式获得能量，能源的利用率较低。同时，利用沼气发电的技术也确有存在，但现有的发电系统是通过沼气燃烧的方式进行热能发电，能量转化效率较低，因此未能广泛应用。

此外，如今人们对风能、太阳能等自然能源的利用还有局限，通常是直接供电或者存储在电池中，若还有剩余电能则无法存储，这在无形中也是对资源的一种浪费。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的供电方式，以便克服现有供电方式的上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种水氢能源自供电系统，可根据发电量、用电量控制能源的存储及输出，更有利于充分地利用能源，节能环保。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种水氢能源自供电系统，所述系统包括：风能发电单元、太阳能发电单元、甲醇发电单元、充电电池、充电单元、甲醇存储单元、沼气制醇单元、氢制醇单元、电制氢单元、主控单元；

所述主控单元分别连接风能发电单元、太阳能发电单元、甲醇发电单元、充电电池、充电单元、沼气制醇单元、氢制醇单元、电制氢单元，获取各个单元的数据，控制各个单元工作；

所述风能发电单元、太阳能发电单元、甲醇发电单元分别连接用电设备，直接为用电设备供电；

所述风能发电单元、太阳能发电单元、甲醇发电单元分别连接充电单元，通过充电单元为充电电池充电；