[发明专利]可持续能源生产

说明书

为了减少住宅或商业设施的整体环境影响，提供了一种用于集成能量使用的系统。在这种系统中，存在用于捕获太阳能的系统；用于发酵生物质并浓缩发酵物从而生成二氧化碳和乙醇的系统；用于储存多余能量以供随后释放的系统；以及用于生长生物质的系统。在集成所述系统时，所捕获的太阳能被用作热能和电能。超过瞬时能量需求的多余能量被储存在用于储存多余能量的系统中。所产生的乙醇被用作燃料。所产生的二氧化碳被提供给所述用于生长生物质的系统。通过释放所储存的多余能量来减少瞬时能量不足。

技术领域

本文公开的实施例涉及对之前存在的家庭以及新建筑进行的修改和改造，目的是减少居民和住宅以及现有或未来发电设施的能源足迹。此外，本文公开了一种可扩展能量储存和发电系统，针对可再生能源以及传统能源两者，用于从家庭规模一直到公用事业规模的广泛可能应用。最后，本文公开了一种新的建造方法，该方法为在房屋阁楼或其它类型的建筑物中安装光伏电池和太阳能热设备提供了最佳的、有吸引力的屋顶，从而向以前未使用的空间提供了为家庭或其它类型建筑物的能效做贡献的机会。

背景技术

最近，对于全球变暖或气候变化的问题已经进行了很多讨论。此外，关于这是否是人为原因的问题，仍有大量的讨论和辩论。无论其来源如何，难以否认大气中的二氧化碳增加且进入海洋的二氧化碳的水平增加。此外，自工业革命开始以来，冰川消退及其对全球海平面的影响已有大量文献记载。

冰川消退和海洋中二氧化碳含量增加是众所周知的危险预兆。尽管许多项目都关注二氧化碳的影响，但许多原因都导致了气候变化。其中包括几种自然现象，诸如火山爆发、洋流、地球轨道变化和太阳周期。这些几乎没有或根本没有为人为干预提供机会。有些原因部分是自然原因，部分是人为原因，诸如荒漠化和滥伐森林，每一个原因都为人类干预提供了一些机会。最后，温室气体排放和化石燃料热排放主要是人为原因，并且为人类干预提供了最佳机会。

当提到温室气体时，二氧化碳受到了极大的关注，然而其它温室气体也构成了类似的威胁并且可能构成了更大的威胁。这些温室气体包括二氧化碳、甲烷、卤化碳和氮氧化物。其中，卤化碳基本上都是人造的，构成了非常持久的威胁。所有这些原因的综合影响都导致了气候变化。因此，需要努力消除或减轻对环境有负面影响和对气候变化有负面影响的任何人为因素。

很明显，需要努力减少二氧化碳、甲烷、卤化碳和氮氧化物的人为排放。还必须将废热排放作为目标。减少滥伐森林将包括减少野火，野火对二氧化碳有明显影响。

一些“粗略”计算为人类活动对气候变化的影响程度提供了一些见解。首先，解决二氧化碳排放问题，温室气体排放的组成按干重计算大约是72％的二氧化碳、18％的甲烷(未燃烧)和9％的氮氧化物。自19世纪初工业革命开始以来，全球二氧化碳水平已从约100ppm上升至约400ppm。

一些粗略数字仅仅从废热的作用方面表明了问题的严重性，由于废热的作用非常小，因此通常不包括在气候变化模型中。根据每年270亿公吨(吨)二氧化碳排放量(2005年估计)，可以进行计算。假设所有二氧化碳都来自甲烷氧化(每摩尔产生212千卡的反应)，可以估算出废热。

使用已知的转换系数，可以看出270亿吨二氧化碳相当于6.14×10¹⁴摩尔二氧化碳。使用上述每摩尔212千卡，每年释放的用于供应所述二氧化碳的热量达到1.30×10¹⁷千卡。