能量供給系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)的城市糞便處理系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種能量供給系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)的城市糞便處理系統(tǒng)，包括：控制器，光電傳感器，輸入電源、微生物電解池系統(tǒng)、燃料電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中：光電傳感器與控制器相連接，用于在光照強(qiáng)度不小于100lux時(shí)發(fā)送高電平至控制器，在光照強(qiáng)度小于100lux時(shí)發(fā)送低電平至控制器；控制器與輸入電源、燃料電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)分別相連，用于在接收到高電平時(shí)，選擇輸入電源為主電源，在接收到低電平時(shí)，選擇燃料電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)為主電源。公開(kāi)的能量供給系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能化控制，根據(jù)外界傳感器的信號(hào)合理的協(xié)調(diào)不同電池系統(tǒng)之間的工作，優(yōu)先利用外界的太陽(yáng)光發(fā)電。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
能量供給系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)的城市糞便處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本公開(kāi)一般涉及能量供給系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)的城市糞便處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化的進(jìn)程，城市人口越來(lái)越密集，隨著人口增長(zhǎng)而出現(xiàn)的糞便增長(zhǎng)的問(wèn)題沒(méi)有得到較好的解決。目前我國(guó)糞便處理設(shè)施的數(shù)量嚴(yán)重不足，總體技術(shù)水平較低，而直接將高C0D(Chemical Oxygen Demand:化學(xué)需氧量)、BOD(B1chemical Oxygen Demand:生化需氧量)的糞便直接排入市政污水管網(wǎng)，將對(duì)現(xiàn)有的污水處理廠(chǎng)造成不小的沖擊，并且污水處理廠(chǎng)直接處理這些污水時(shí)，隨之而來(lái)的高能耗將增大處理成本。
[0003]目前一般采用微生物電解池(MEC)來(lái)為糞便處理系統(tǒng)提供能量。微生物電解池(MEC)是一種生物與電化學(xué)和的技術(shù)，通過(guò)在陽(yáng)極表面附著的具有電化學(xué)活性的微生物(產(chǎn)電菌)的代謝，氧化降解水中的有機(jī)物，所產(chǎn)生的電子通過(guò)外電路傳遞到陰極，能夠?qū)崿F(xiàn)在較低的施加電壓下產(chǎn)氫。但是只通過(guò)微生物電解池進(jìn)行污水和廢水的處理，產(chǎn)生的氫氣等還需要進(jìn)行收集用在別的地方，相對(duì)較麻煩。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種能量供給系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)的城市糞便處理系統(tǒng)。
[0005]第一方面提供一種能量供給系統(tǒng)，包括:控制器，光電傳感器，輸入電源、微生物電解池系統(tǒng)、燃料電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中:
[0006]所述光電傳感器與所述控制器相連接，用于在光照強(qiáng)度不小于lOOlux時(shí)發(fā)送高電平至所述控制器，在光照強(qiáng)度小于lOOlux時(shí)發(fā)送低電平至所述控制器；
[0007]所述控制器與所述輸入電源、燃料電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)分別相連，用于在接收到高電平時(shí)，選擇輸入電源為主電源，在接收到低電平時(shí)，選擇燃料電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)為主電源
[0008]本實(shí)用新型提供一種能量供給系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)的城市糞便處理系統(tǒng)，一方面實(shí)現(xiàn)了智能化控制，根據(jù)外界傳感器的信號(hào)合理的協(xié)調(diào)不同電池系統(tǒng)之間的工作，優(yōu)先利用外界的太陽(yáng)光發(fā)電；另一方面將微生物電解池、燃料電池和太陽(yáng)能發(fā)電聯(lián)系起來(lái)，在不同的天氣下采用不同的模式，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的同時(shí)，形成電-氫-電的循環(huán)，綜合利用資源，更加環(huán)保和高效。
【附圖說(shuō)明】
[0009]通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0010]圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例中能量供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)實(shí)用新型，而非對(duì)該實(shí)用新型的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與實(shí)用新型相關(guān)的部分。
[0012]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)。
[0013]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種能量供給系統(tǒng)，包括:控制器，光電傳感器，輸入電源15、微生物電解池系統(tǒng)17、燃料電池19和儲(chǔ)能系統(tǒng)16，其中:
[0014]光電傳感器與控制器相連接，用于在光能充足時(shí)發(fā)送高電平至控制器，在光能不充足或者沒(méi)有光能時(shí)發(fā)送低電平至控制器；
[0015]控制器與輸入電源15、燃料電池19和儲(chǔ)能系統(tǒng)16分別相連，用于在接收到高電平時(shí)，選擇輸入電源為主電源，在接收到低電平時(shí)，選擇燃料電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)為主電源。
[0016]本實(shí)用新型實(shí)施例中的能量供給系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化控制，根據(jù)外界傳感器的信號(hào)合理的協(xié)調(diào)不同電池系統(tǒng)之間的工作，優(yōu)先利用外界的太陽(yáng)光發(fā)電；當(dāng)光能充足的時(shí)候即光照強(qiáng)度不小于lOOlux，光電傳感器發(fā)送信號(hào)至控制器，控制器將輸入電源作為主電源進(jìn)行光伏發(fā)電，供給微生物電解池和負(fù)載的同時(shí)還進(jìn)行剩余電能的儲(chǔ)存，微生物電解池工作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生氫氣，將氫氣儲(chǔ)存起來(lái)供給燃料電池使用；當(dāng)光能不充足或者沒(méi)有光能的時(shí)候即光照強(qiáng)度小于lOOlux，光電傳感器再發(fā)送信號(hào)至控制器，控制器將燃料電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電池設(shè)置成主電源，一方面供給微生物電解池持續(xù)工作，進(jìn)行污水處理的同時(shí)產(chǎn)生氫能持續(xù)供給燃料電池，形成電-氫-電的循環(huán)，另一方面繼續(xù)供給負(fù)載使用。
[0017]進(jìn)一步的，輸入電源15與微生物電解池系統(tǒng)17和儲(chǔ)能系統(tǒng)16相連，輸入電源15部分電能提供所述微生物電解池系統(tǒng)17，部分電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能系統(tǒng)16中。
[0018]請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型的實(shí)施例中的能量供給系統(tǒng)在光能源充足的時(shí)候是通過(guò)輸入電源提供主要電能的，該輸入電源為光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電，將產(chǎn)生的部分電能供給微生物電解池系統(tǒng)，微生物電解池系統(tǒng)進(jìn)行工作需要0.9V的直流電即可，微生物電解池系統(tǒng)進(jìn)行污水處理的同時(shí)產(chǎn)生氫氣，將產(chǎn)生的氫氣儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫罐中，以便于在接下來(lái)的過(guò)程中供給燃料電池使用;光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生電能還供給負(fù)載使用，并且將剩余的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，以便于在沒(méi)有光能的時(shí)候供微生物電解池和負(fù)載使用。
[0019]其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生電能，控制器控制其產(chǎn)生220V/50HZ的交流電供應(yīng)給處理站內(nèi)的光源和水栗等負(fù)載設(shè)備，同時(shí)也供應(yīng)出0.9V的直流電給微生物電解池制備氫氣，并且將多余的電量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)能系統(tǒng)即鋁電池中。
[0020]進(jìn)一步的，儲(chǔ)能系統(tǒng)16、燃料電池19分別與微生物電解池系統(tǒng)17相連，用于將儲(chǔ)存的電能提供給微生物電解池系統(tǒng)17。
[0021]進(jìn)一步的，輸入電源15為光伏發(fā)電系統(tǒng)。本實(shí)用新型實(shí)施例中的系統(tǒng)需要給微生物電解池供電使其工作產(chǎn)氫，在光源不足的時(shí)候，光伏發(fā)電系統(tǒng)不能持續(xù)的產(chǎn)生光能，需要通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)或者燃料電池產(chǎn)生電能供給微生物電解池。
[0022]進(jìn)一步的，微生物電解池系統(tǒng)17包括:微生物電解池171和儲(chǔ)氫罐172，微生物電解池171產(chǎn)生氫氣儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫罐172中。
[0023]進(jìn)一步的，儲(chǔ)氫罐172與燃料電池19相連，向燃料電池19提供氫能。本實(shí)用新型實(shí)施例中的微生物電解池系統(tǒng)安裝有儲(chǔ)氫罐，當(dāng)光能充足的時(shí)候，微生物電解池工作產(chǎn)氫儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫罐中，光能不足時(shí)，需要通過(guò)燃料電池工作進(jìn)行供電，儲(chǔ)氫罐中的氫氣進(jìn)入燃料電池的負(fù)極，空氣進(jìn)入燃料電池的正極，燃料電池正常工作產(chǎn)生的電能供微生物電解池使用持續(xù)進(jìn)行污水處理和產(chǎn)氫的工作，還能供給外部負(fù)載進(jìn)行使用;這樣不僅外部負(fù)載能夠正常工作，還實(shí)現(xiàn)了電-氫-電的循環(huán)，而且燃料電池發(fā)電的副產(chǎn)物水可以再次回收利用。
[0024]進(jìn)一步的，輸入電源15、燃料電池19和儲(chǔ)能系統(tǒng)16還連接負(fù)載18，用于向負(fù)載18提供電能。
[0025]進(jìn)一步的，控制器為ATmegaie中央處理器。為了實(shí)現(xiàn)智能化控制，能量供給系統(tǒng)以中央處理器ATmegaie為核心，根據(jù)外界傳感器信號(hào)合理地協(xié)調(diào)光伏系統(tǒng)和燃料電池系統(tǒng)等之間工作，并優(yōu)先利用光伏系統(tǒng)為負(fù)載和微生物電解池供電。
[0026]進(jìn)一步的，儲(chǔ)能系統(tǒng)16為鋁電池。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的能量供給系統(tǒng)中采用光伏發(fā)電供負(fù)載使用的同時(shí)，進(jìn)行一部分電能的儲(chǔ)存和氫氣的制備，電能的儲(chǔ)存通過(guò)鋁電池實(shí)現(xiàn);光能不足時(shí)，使用產(chǎn)生的氫氣供給燃料電池發(fā)電，產(chǎn)生電能依舊能夠供給微生物電解池產(chǎn)氫和部分負(fù)載的使用，若產(chǎn)生的電能不夠負(fù)載使用，儲(chǔ)存在鋁電池中的電能也可以供負(fù)載等設(shè)備使用；當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)陰雨天用電不足時(shí)，整個(gè)裝置無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，需要通過(guò)市政電作為補(bǔ)充電源。
[0027]本實(shí)施例提供一種能量供給系統(tǒng)，一方面實(shí)現(xiàn)了智能化控制，根據(jù)外界傳感器的信號(hào)合理的協(xié)調(diào)不同電池系統(tǒng)之間的工作，優(yōu)先利用外界的太陽(yáng)光發(fā)電；另一方面將微生物電解池、燃料電池和太陽(yáng)能發(fā)電聯(lián)系起來(lái)，在不同的天氣下采用不同的模式，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的同時(shí)，形成電-氫-電的循環(huán)，綜合利用資源，更加環(huán)保和高效。
[0028]本實(shí)用新型的實(shí)施例還提供了一種城市糞便處理系統(tǒng)，采用了上述的能量供給系統(tǒng)，該城市糞便處理系統(tǒng)能夠在不同的天氣環(huán)境下持續(xù)對(duì)城市糞便產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理，并且綜合使用太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)微生物電解池供電，污水處理產(chǎn)生的氫能供給燃料電池使用發(fā)電，綜合利用資源，高效且環(huán)保。
[0029]以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理的說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)中所涉及的實(shí)用新型范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開(kāi)的(但不限于)具有類(lèi)似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種能量供給系統(tǒng)，其特征在于，包括:控制器，光電傳感器，輸入電源、微生物電解池系統(tǒng)、燃料電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中: 所述光電傳感器與所述控制器相連接，用于在光照強(qiáng)度不小于10lux時(shí)發(fā)送高電平至所述控制器，在光照強(qiáng)度小于lOOlux時(shí)發(fā)送低電平至所述控制器； 所述控制器與所述輸入電源、燃料電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)分別相連，用于在接收到高電平時(shí)，選擇輸入電源為主電源，在接收到低電平時(shí)，選擇燃料電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)為主電源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量供給系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入電源與所述微生物電解池系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)相連，所述輸入電源部分電能提供所述微生物電解池系統(tǒng)，部分電能儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)能系統(tǒng)中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量供給系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)、所述燃料電池分別與所述微生物電解池系統(tǒng)相連，用于將儲(chǔ)存的電能提供給所述微生物電解池系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量供給系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入電源為光伏發(fā)電系統(tǒng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量供給系統(tǒng)，其特征在于，所述微生物電解池系統(tǒng)包括:微生物電解池和儲(chǔ)氫罐，所述微生物電解池產(chǎn)生氫氣儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)氫罐中。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能量供給系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)氫罐與所述燃料電池相連，向所述燃料電池提供氫能。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量供給系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入電源、所述燃料電池和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)還連接負(fù)載，向所述負(fù)載提供電能。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量供給系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為ATmegaie中央處理器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量供給系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)為鋁電池。10.—種城市糞便處理系統(tǒng)，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-9任一所述的能量供給系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H02J7/35GK205565870SQ201620242124
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】倪紅軍, 馮汛, 石健, 陳青青, 姚池, 汪興興, 呂帥帥, 顧濤, 何蕊, 胡雨婷
【申請(qǐng)人】南通大學(xué)