[发明专利]一种基于太阳能的微藻产气能源转化系统

说明书

本申请公开了一种基于太阳能的微藻产气能源转化系统，包括光伏系统和微藻产气系统；所述微藻产气系统适于进行微藻培养、水热预处理和厌氧发酵工艺；在光照强度充足时，所述光伏系统适于对所述微藻产气系统进行供电以及供热，并将余电进行存储；在光照强度不足时，所述光伏系统适于通过余电对所述微藻产气系统进行供电。本申请的有益效果：本申请通过对太阳能光热光伏的高效利用，可实现低能耗输入甚至零能耗输入，高效节能。同时，可实现微藻产气各工艺段的设备高度集中，具有占地面积小、设备初投资低的优势。

技术领域

本申请涉及生物技术领域，尤其是涉及一种基于太阳能的微藻产气能源转化系统。

背景技术

藻类作为第三代生物燃料，相比前两代的生物燃料(粮食作物和非粮作物)，具有不与人争粮、生长周期短、产油效率高等诸多优势。整个微藻产气工艺包含微藻培养、水热预处理及厌氧发酵。现有技术中进行微藻产气的设备或系统存在以下技术缺陷：

(1)微藻培养、水热预处理及厌氧发酵三个工艺对应独立供能系统，使得整体设备初投资高，占地面积大、造成资源浪费；

(2)三个工艺对应独立供能系统能量没有实现梯级利用，存在大量余热浪费，运行经济性差；

(3)开放式光生物反应系统没有较好的温控措施，同时很难实现高效质能传递，微藻培养产能低。

发明内容

本申请的其中一个目的在于提供一种能够解决上述背景技术至少一个缺陷问题的微藻产气能源转化系统。

为达到上述的至少一个目的，本申请采用的技术方案为：一种基于太阳能的微藻产气能源转化系统，包括光伏系统和微藻产气系统；所述微藻产气系统适于进行微藻培养、水热预处理和厌氧发酵工艺；在光照强度充足时，所述光伏系统适于对所述微藻产气系统进行供电以及供热，并将余电进行存储；在光照强度不足时，所述光伏系统适于通过余电对所述微藻产气系统进行供电。

优选的，所述光伏系统包括光伏板组和第一蓄电池；当光照强度充足时，所述光伏板组适于接收太阳光并向所述微藻产气系统进行供电，以及将余电存储于所述第一蓄电池内；当光照强度不足时，所述第一蓄电池适于向所述微藻产气系统进行供电。

优选的，所述光伏板组为透光材质；所述光伏系统还包括透光管路，所述透光管路平铺于所述光伏板组的下方并与所述微藻产气系统进行连通，所述透光管路适于将太阳能转化为热能并向所述微藻产气系统进行供热。

优选的，所述基于太阳能的微藻产气能源转化系统还包括ORC系统和控温系统；所述ORC系统适于对所述控温系统进行供电，并将产生的余热向所述微藻产气系统进行供热；所述控温系统也适于向所述微藻产气系统进行供热，以使得所述微藻产气系统利用所述ORC系统的余热以及所述控温系统将温度控制的与工艺要求温度相一致。

优选的，所述ORC系统包括蒸汽循环系统、汽轮机以及第二蓄电池；当光照强度充足时，所述蒸汽循环系统适于产生高温蒸汽以驱使所述汽轮机进行发电，所述汽轮机产生的电能适于向所述控温系统进行供电，或存储于所述第二蓄电池；同时，所述蒸汽循环系统产生的高温蒸汽的余热适于向所述微藻产气系统进行供热；当光照强度不足时，所述蒸汽循环系统停止工作，此时所述第二蓄电池适于向所述控温系统进行供电。

优选的，所述控温系统包括循环串联的压缩机、蓄热模块和蓄冷模块；所述压缩机适于通过所述ORC系统的供电将循环工质压缩成高温高压气体，所述高温高压气压依次流经所述蓄热模块和所述蓄冷模块，以使得所述蓄热模块和所述蓄冷模块分别保持蓄热和蓄冷；所述蓄热模块适于对所述微藻产气系统进行升温调节，所述蓄冷模块适于对所述微藻产气系统进行降温调节。