[发明专利]一种室内微藻养殖系统及其光能供给方法

说明书

本发明公开了一种室内微藻养殖系统及其光能供给方法。它包括采光器、跟踪采光器、收集器、LED补光灯、分光器、光强控制器、透镜散光器、散光器和微藻养殖釜。室外设采光器、跟踪采光器、收集器，室内设分光器、光强控制器、透镜散光器、散光器和微藻养殖釜；采光器与透镜散光器相连通，透镜散光器设在微藻养殖釜正上方；跟踪采光器与收集器相连通，收集器与分光器相连通，分光器与光强控制器相连通，光强控制器与散光器相连通，导光管前端设散光柱，散光柱插入微藻养殖釜内，微藻养殖釜内设有微藻液。该系统通过太阳光和人造光互补方式来实现低成本的微藻室内批量化养殖，既能有效降低微藻养殖的综合成本，又可以避免消耗大量的电能。

技术领域

本发明涉及一种室内微藻养殖系统及其光能供给方法。

背景技术

微藻是一种单细胞自我分裂繁殖的水生生物，其光合作用的强度和生物质累积速度是陆生植物的几十至几百倍。目前，人类已发现的微藻品种有四十几万种，已经实现批量化生产和商业化运营的主要有螺旋藻、雨生红球藻、微拟球藻、小球藻等。不同的微藻可以提供生物质燃料、油脂、DHA、虾青素、叶黄素、岩藻黄质等重要的能源物质和特种营养素。微藻在自身快速生长的同时，可以大量固化二氧化碳同时释放两倍于固化二氧化碳的氧气，是解决碳排放问题的可行技术方向。微藻产业已经成为包括我国在内的多个发达国家的国家级战略新兴产业。现有的微藻养殖方式主要有日照跑道池、日照管道式、人造光室内密闭式三种，微藻光合作用的光能来源为太阳光能或人造LED光能。以雨生红球藻为代表的特种营养素微藻对光能需求强烈。不同微藻种类的生长适宜温度不同，集中在15-30度之间，其中高养殖技术含量和经济价值的雨生红球藻的生长适宜温度为25度正负3度。重金属、农药残留、微生物超标、受自然环境影响的品质及产能不稳定是制约微藻产业发展的关键性因素。日照管道式和日照跑道池是目前微藻养殖行业的主流生产模式，其主要的技术特征是微藻生长的光合作用的光能来源是太阳光。其主要的缺点是：自然界的太阳光受天气、季节、地域的影响不稳定，对以雨生红球藻为代表的对光能需求强烈的藻种的营养素累积量和单位产量产生严重的影响。露天微藻养殖系统受温度影响巨大，季节性的温度变化导致全球适合微藻全年持续性养殖的地区极少，微藻养殖设备使用效率低下。露天微藻养殖系统极易受到通过空气、土壤、降雨导致的重金属、微生物、农药残留的污染和危害，导致微藻品质下降和批量死亡。人造光室内密闭养殖是目前微藻养殖行业比较先进的生产模式，其主要的技术特征是微藻生长的光合作用的光能来源是以LED光为主的人造光。其主要的缺点是：电能消耗量巨大，人造光源的电能消耗是微藻养殖总成本的60％以上。LED发光自身产生热量，微藻生长产生热量，在密闭条件下系统降温成本占总成本的10％以上。微藻产值和能源消耗比例偏低，会消耗大量电能，从而不利于社会总体节能减排目标的实现。微藻养殖的综合成本比较日照养殖模式过高。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于提供一种室内微藻养殖系统及其光能供给方法。该系统具有结构简单、组装方便和工作安全可靠等特点。该系统不仅可以通过太阳光和人造光互补方式来实现低成本的微藻室内批量化养殖，既能有效降低微藻养殖的综合成本，又可以避免消耗大量的电能，而导致的社会整体能源支出增长及由此带来的碳排放污染的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种室内微藻养殖系统及其光能供给方法。它包括采光器、跟踪采光器、收集器、LED补光灯、导光光纤、光导管、分光器、光强控制器、透镜散光器、散光器和微藻养殖釜。室外设采光器、跟踪采光器、收集器，室内设分光器、光强控制器、透镜散光器、散光器和微藻养殖釜；采光器与透镜散光器相连通，透镜散光器设在微藻养殖釜正上方；跟踪采光器与收集器相连通，收集器与分光器相连通，分光器上设LED补光灯，分光器与光强控制器相连通，光强控制器与散光器相连通，散光器包括导光管和散光柱，导光管前端设散光柱，散光柱插入微藻养殖釜内，微藻养殖釜内设有微藻营养液。