[发明专利]一种光伏沼气罐一体化增温装置及方法

说明书

一种光伏沼气罐一体化增温装置及方法，包括沼气罐体，所述沼气罐体外侧设置有保温层，所述保温层与外界环境用防水层隔开；所述沼气罐体外壁面的南侧设置有光伏系统，所述罐体外壁面的北侧设置有电加热系统，电加热系统设置于罐体和保温层之间。本发明将太阳能转化为热能、电能从而对沼气罐进行增温增效，以解决现有技术装置集成化程度低，能源利用率低等问题。

技术领域

本发明涉及沼气装置技术领域，特别涉及一种光伏沼气罐一体化增温装置及方法。

背景技术

沼气是通过有机废料厌氧发酵产生的可燃性气体，其主要成分为甲烷，属于一种清洁可再生能源。我国从八十年代开始发展沼气工程，一方面为解决畜禽粪便污染，另一方面为缓解农村能源短缺的问题。我国作为农业大国，发展沼气产业具有改善农村能源结构，促进美丽乡村建设的现实意义。

厌氧消化过程是沼气发酵系统的重要环节。发酵温度是影响厌氧发酵效率的主要因素，温度适宜才能保证厌氧细菌良好的活性，从而保持较高的产气率。文献表明厌氧发酵适宜的中温范围为30～40℃。我国北方大部分地区冬季寒冷，为保障发酵系统稳定高效运行，沼气发酵罐体需设置增温及保温设施。与传统商品能源(电、燃煤、燃气)增温系统相比，利用太阳能进行增温具有运行费用低、节能环保等优势。本发明主要涉及利用太阳能光伏系统对沼气罐进行增温，通过对现有的太阳能光伏-沼气罐增温系统进行检索后发现：“太阳能光伏发电系统应用在沼气池上的增效装置”(专利号：201010207038.8)公开了一种利用太阳能光伏发电，从而驱动搅拌机和增温装置，提高了产气效率的方法。该发明太阳能光伏系统和沼气罐系统分别布置，属于分体式系统，对场地面积需求较大。“太阳能光热发电与光伏发电互补提高产气率的沼气池”(专利号：201110332043.6)公开了一种利用太阳能光热系统和光伏系统互补提供电能，给沼气罐中的增温装置供电的方法。该发明注重利用光热和光伏发电从而驱动设备，但未能利用光热或光电直接加热升温，有较大的能量损失。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明提出一种光伏沼气罐一体化增温装置及方法，将太阳能转化为热能、电能从而对沼气罐进行增温增效，以解决现有技术装置集成化程度低，能源利用率低等问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种光伏沼气罐一体化增温装置，包括沼气罐体1，所述沼气罐体1外侧设置有保温层3，所述保温层3与外界环境用防水层隔开；

所述沼气罐体1外壁面的南侧设置有光伏系统，所述罐体1外壁面的北侧设置有电加热系统，电加热系统设置于罐体1和保温层3之间，罐体1内部放置发酵料液5。

所述电加热系统为电热膜2，所述光伏系统为光伏薄膜4。

所述光伏薄膜4用于接受太阳辐射，将太阳能转化为电能和热能，其中产生的热能通过热传导和对流换热的方式直接传递至罐体1内部；产生的电能输送到电热膜转化为热能，从而传递至罐体1内部。

所述光伏薄膜4用于将转化的电能以直流电的形式通过导电线传输到设置于罐体1北面的电加热系统，所述电热膜2将电能转化为热能加热罐体1外壁面，通过壁面导热作用进入罐体1内部；

所述光伏薄膜4转化的热能加热罐体1的过程发生于设置光伏系统的罐体1南面，这部分热能直接通过罐体和保温层传至沼气罐内部。

所述光伏系统和电加热系统的共同作用于罐体1南侧和北侧产热加热沼气罐，产热的过程发生在罐体1外表面。

所述光伏薄膜4竖直且并排设置在沼气罐体1南侧外壁面，共铺设6块。

所述电加热系统选用PET类低温电热膜。

所述沼气罐体1是圆柱体结构，由多层材料组成，电热膜层2紧贴罐体1壁面。

一种光伏沼气罐一体化增温装置的使用方法，包括以下步骤；