[发明专利]在积土层打孔建造陶瓷太阳能热水储能装置的方法

说明书

打拔桩机在积土层打孔建造陶瓷太阳能热水储能装置，涉及太阳能热水储能装置，打拔桩机以钢管桩在积土层打孔，向钢管桩中注入高压水或高压泥浆减小打抜桩摩擦力和保护孔壁，打孔深度30米，中途遇到岩石层时，打孔工作停止，在孔深5米至30米的积土层孔中插入聚乙烯管罐组合器，通过水平联通管形成积土层中的加热储能系统，陶瓷太阳能屋面和陶瓷太阳能热水系统保温水箱容水量是陶瓷太阳板平方米数×30升，使用当地水春夏秋季生产60℃‑100℃热水在保温水箱与积土层中的加热储能系统中进行循环，使春夏秋季获得的太阳能转化为积土层中的储能，冬天使用积土层中的储能加热的热水加热建筑、温室大棚、沼气池。

(一)技术领域

本申请涉及储能装置，特别涉及用打拔桩机在积土层打孔以陶瓷太阳能屋面或陶瓷太阳能热水系统加热当地水注入积土层进行跨季低温储能的装置。

(二)背景技术

常规能源与货币有一定的等量关系，随时可用货币购买，一般不需要进行跨季低温储能。

冬季太阳角低，阳光辐射强度弱，有的地区有雾霾，阳光辐射强度进一步下降，同一地区的春夏秋季的太阳能总量是冬季太阳能总量的十几倍至几十倍，春夏秋季很少需要低温能源，冬季需要大量的低温能源，对太阳能进行跨季低温储能具有实际意义。

但是，太阳能跨季低温储能的核心问题是冬天从储能系统得到单位能量的货币成本是多少，如果得到单位能量的成本高于冬天使用常规能源价格，意味着取得的太阳能少于消耗的常规能源，既不经济又产生了更多的污染，是得不偿失的，不可能长期运行。“使用太阳能虽然多花了钱，但是节能、减少污染”无论理论还是实践都已经证明是错误的。

太阳能跨季低温储能的成本主要决定因素是：1、取得太阳能的成本2、存储太阳能的成本3、提取和应用存储的太阳能的成本。

1、取得太阳能：传统太阳能热水系统是各种真空玻璃管太阳能热水系统和金属平板太阳能热水系统，其中太阳能吸收膜是常温涂覆在玻璃、金属表面的化学物质，这些化学物质没有形成稳定的矿物组成，性能不稳定，在阳光照射下，阳光吸收比会逐步衰减，水温越高衰减越快，水温达到80℃-100℃，太阳能吸收膜衰减速度明显加快，传统太阳能热水系统平均实际使用寿命不足10年；传统太阳能热水系统主要材料是硼硅玻璃和铜、铝、铁等金属，硼硅玻璃熔制温度1600℃左右，铜、铝、铁等金属的熔炼与电解能耗也相当或高于1600℃熔炼能耗，制造能耗高，一般生产成本也高；由于传统太阳能吸收膜衰减速度快，玻璃管易破裂、金属焊缝易腐蚀，传统太阳能热水系统使用、维护成本比较高。

2、存储太阳能：冬天需要建筑取暖、温室大棚供热、沼气池加热均属于低温加热，根据居民的经济收入和承受能力不同，要求冬天建筑取暖室温10-25℃，根据温室大棚种植北方蔬菜、热带植物、水果种类的不同，要求冬天温室大棚内温度10-25℃，沼气池发酵反应的下限温度是8℃，温度高池料的发酵、熟化、灭菌效果好，可以认为冬天沼气池要求温度也是10-25℃。

3、应用存储的太阳能：提取和应用存储太阳能的系统如果是原存储和使用太阳能的同一套系统，可以使折旧和使用成本最小化。

我国建筑面积约600亿平方米，其中农居约占50％；我国温室大棚数百万亩，约占全球 50％；我国畜禽业占农牧业总产值34％，农民收入40％，肉类产量占世界30％，鸡蛋占40％。畜禽粪便含大肠杆菌、害虫等，是农村主要污染源之一，而绿色有机肥料短缺，目前已知有效无害化处理方法之一是沼气池发酵灭菌生产沼气、有机渣肥、液肥用于种植业，促进畜禽业、种植业有机结合共同发展，但是气温低于8℃沼气池停止发酵灭菌产气，我国北方3-6 个月、南方2-3个月气温低于8℃，使沼气池失去经济性，现有沼气池大量废弃，更难以进一步发展。

冬天建筑取暖、温室大棚供热、沼气池加热需要大量的低温热能，采用常规能源成本高，污染环境。太阳能是不稳定的可再生能源，一般采用热水储能，当天或数天储能一般采用不锈钢保温水箱，成本比较高。为实现跨季储能，国内外试验采用大型地下保温水池、地下保温卵石池等，占地面积很大、建造和使用成本很高。