[发明专利]沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统

说明书

技术领域

本发明涉及绿色清洁能源循环利用领域，具体涉及沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统。

背景技术

在我国青藏高原等高寒草原牧区，由于海拔高，气候十分严寒。因此，牧民大多采用焚烧牦牛等牲畜粪便、木材和煤炭等三种可燃物煮饭、烧奶和取暖。

焚烧的牦牛等牲畜粪便，是牧区妇女用手捡拾，并抹敷在草地或墙壁上晒干，然后收集堆存，用时又用手捡拾干粪，放入炉子焚烧。不但妇女劳动强度大，而且由于牧区条件有限，牧区妇女经常是用刚捡了牛羊粪的手又去拿碗、切菜和煮饭，这样既不卫生，又极易因与牛羊粪接触多而感染寄生虫和孢子等微生物和寄生虫病。更为重要的是，牛粪的热效率和热利用率都较低，煮饭、烧奶、取暖需要大量的牦牛等牲畜粪便，因此，草原牧区牧民在草原上大量捡拾牦牛粪便，并随着牧区人口和家庭的增长，牦牛粪便消耗量越来越大，现已造成草原土壤肥力严重下降，牧草产量逐年降低，牲畜因缺草大量掉膘和死亡，给牧民带来了严重的经济损失。同时，草原退化、沙化形势十分严重，草原涵养水源、防风固沙的生态功能逐年降低。

焚烧木材又增加了森林的砍伐量，破坏了牧区森林生态环境。而焚烧煤炭等化石燃料，既增大了牧民购煤、运煤的经济支出，又增加了CO₂、SO₂等温室气体的排放，污染了空气环境。同时，焚烧牛粪、木材、煤炭还会产生大量的烟尘和有害气体，不利于牧民身心健康。

同时，长期以来，因高寒草原牧区冬季温度低，沼气池没有保温和增温措施，沼气产量少，所以牧区很少利用牛粪生产沼气这一清洁的生物质能源。而且草原牧区缺少厕所和沼气池，人的粪尿到处排放，未经处理，严重影响了周围环境卫生。

另外，牧区气候寒冷，牲畜长期放养在露天草地，冬季温度低，牲畜掉膘和死亡十分严重。同时，不能直接种植蔬菜，加之牧区交通不便，特别是冬季大雪后，牧民想吃蔬菜但根本无法买，影响了牧民维生素的摄入和身体健康，牧民生活水平难以提高。

特别是我国的青藏高原等高寒草原牧区，既是我国长江、黄河等江河的重要源头，又是重要的水源涵养地，因此，焚烧牛粪、木材、煤炭直接影响到了高寒牧区草原、森林生态环境，危及到了牧民身心健康、生产生活环境条件改善、经济收入和区域经济的发展。

目前，国内外已有大量研究试图借助分布式能量系统所具有的高效、环保、经济、可靠性高等特点，解决可持续发展与能源紧缺以及环境污染之间的矛盾，并取得了卓有成效的进展。环保、经济、可靠性高是以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征的一种以资源的高效利用和循环利用为核心。但是，到目前为止，还没有一种针对青藏高原等高寒草原牧区的能源利用和资源保护难题，进行资源循环利用，并提高牧民生活水平、改善环境卫生和有效保护草原生态环境的专利和技术，极大地影响了高寒草原牧区的生态、经济和社会发展。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明要解决的是低温高寒草原牧区缺少清洁能源循环系统、焚烧牛粪、木材、煤炭影响高寒牧区草原和森林生态环境、牧区环境卫生差的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种沼气、风能、太阳能一体化生态循环系统，其特征在于：主要由风能和太阳光伏复合电力发生单元及蓄电单元、沼气发生单元、沼气和太阳光热复合利用单元、沼液加热装置、牲畜阳光暖棚、冷暖空气循环交换单元组成，所述沼气和太阳光热复合利用单元主要为应用能源的房间及各种耗能装置；所述风能和太阳能复合动力发生单元输出电能并输送至沼液加热装置和蓄电单元，沼液加热装置可以对沼气发生单元的沼液进行加热，提升沼液达到最佳的发酵温度，增加沼气产量。牲畜阳光暖棚中建有牲畜舍、厕所和蔬菜园。人畜粪便输入沼气发生单元中，提供沼气发生原料，沼气发生单元中的产生的沼气用于牧民煮饭、烧奶、取暖和照明，部分沼渣输送至蔬菜园中种植蔬菜，解决牧区道路边远，牧民想吃蔬菜但根本无法买，吃菜难、维生素缺乏、牧民生活水平难以提高等难题，其余沼渣和沼液返施草原，或将沼渣与牧草种子混合均匀搅拌到包裹状态，再撒播到草原，既提高草原肥力，又大幅度增加草原牧草产量，从而减少牧民捡拾草原牲畜粪便和减少木材砍伐，保护草原、森林生态环境。形成能源与资源一体化利用，热、电、肥料共生的循环系统。

根据本发明的生态循环系统的风能和太阳能复合动力发生单元为风能和太阳光伏复合电力装置，主要包括太阳能灶、风力发电装置和太阳光伏板。