[实用新型]一种污水厂可再生能源综合利用系统

说明书

本实用新型公开了一种污水厂可再生能源综合利用系统，包括光伏发电系统和污水热源采暖制冷系统，由光伏发电系统向污水处理、污水热源采暖制冷系统以及市政电网供电，由污水热源采暖制冷系统向污水厂提供冷热源。本实用新型充分利用了污水厂所在地的太阳能和市政污水的余热，根据污水厂的电能消耗和光伏发电特征，建立光伏发电装机容量最优模型，充分利用太阳能，降低污水厂电能消耗的同时，节省光伏设备的建设成本，减少燃煤发电造成的环境污染。同时本实用新型利用市政污水的季节性温度变化特点，由污水向污水厂供冷供暖，进一步降低污水厂的能源消耗，充分利用污水厂的可再生能源。

技术领域

本实用新型涉及污水厂可再生能源利用技术领域，特别是一种污水厂可再生能源综合利用系统。

背景技术

在能源需求持续增长，能源供应日益短缺的严峻形势下，可再生能源凭借无需人力参与即可循环再生的特点受到了越来越多的重视，可再生能源的开发和利用将成为能源领域重要的研究和发展方向。

城市中的污水厂主要用于处理市政污水等无法直接排放的废水，但市政污水同样也是一种优质的低温热源，其中包含生活生产过程中的废热，并且全年的流量变化较小，较为稳定，夏季时市政污水温度低于室外温度，冬季时市政污水温度高于室外温度，在年温差较大的地区尤为明显，同时市政污水在整个供暖季和供冷季的水温波动不大。市政污水的水温与处理水量、所处地域、污水来源及季节等有关，一般温常年为10℃～25℃之间。但传统的污水厂无法有效利用市政污水的余热，同样的污水厂对于太阳能等可再生能源的利用非常有限，造成了能源浪费，因此需要开发一套应用于污水厂的可再生能源利用系统，实现污水厂可再生能源利用的最大化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种污水厂可再生能源综合利用系统，充分利用太阳能和市政污水中的余热，依据污水厂的供需关系和市政污水的季节温度变化特征，建立污水厂的光伏发电系统和污水余热利用系统，降低污水厂的电能消耗，节省能源，减少环境污染，实现污水厂可再生能源利用的最大化。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种污水厂可再生能源综合利用系统，包括光伏发电系统和污水热源采暖制冷系统，由光伏发电系统向污水处理、污水热源采暖制冷系统以及市政电网供电，由污水热源采暖制冷系统向污水厂提供冷热源。

污水厂日常运行中，电能的消耗必不可少，本实用新型通过光伏发电系统合理利用污水厂区的剩余空间和污水厂所在地的太阳能，光伏发电系统所发电量用于供应污水处理、污水热源采暖制冷系统以及污水厂日常办公等，剩余电量上网出售。同时市政污水在夏季时温度低于气温，市政污水在冬季时温度高于气温，本实用新型利用市政污水余热向污水厂供冷供暖。

前述的污水厂可再生能源综合利用系统中，光伏发电系统为分布式光伏系统，光伏发电系统的装机容量根据下列计算式计算，

E_{光伏实际发电量}≥E_{实际用电量}

式中P为光伏电池的输出功率，t1为开始时间，t2为结束时间，E_{光伏发电量}为光伏发电系统在t1-t2时间段内的发电量。式中k1为系统效率，k1的取值为80.9％，k2为光电转换效率的衰减率，E_{光伏实际发电量}为光伏发电系统最终的发电量。式中E_{实际用电量}为污水厂在生产中的实际用电量。

对于分布式光伏来说，所发电量满足自用时最为经济。为保证污水厂用电量与光伏发电量的供需平衡，以最优发电量为目标函数，以光伏出力为变量，以满足污水厂白天用电量为约束条件，建立优化模型。