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污水處理用光伏消納系統及方法

發布時間:2019-10-8 11:28:43  中國污水處理工程網

  申請日2019.06.27

  公開(公告)日2019.08.20

  IPC分類號C02F9/14

  摘要

  本發明涉及光伏消納技術領域,公開了一種基于污水處理的光伏消納系統及方法,光伏基于污水處理的光伏消納系統,包括:太陽能電池組件,安裝于標的建筑物的光伏幕墻;負載單元,包括標的建筑物內的直流負載和交流負載;控制中心,與太陽能電池組件及負載單元連接,按照需求控制電能輸出;污水處理系統,與控制中心連接,在滿足負載單元用電需求時實現剩余電能的消納。基于污水處理的光伏消納方法,具體為:將標的建筑物內的生活污水引入并存儲于污水收集池中,在滿足負載單元用電需求時,通過控制中心將剩余電能輸出至污水處理系統。其能夠有效解決剩余能源消納問題,成本低,收益高,且不受環境、氣候等外在因素影響。

  權利要求書

  1.基于污水處理的光伏消納系統,其特征在于,包括:

  太陽能電池組件(11),安裝于標的建筑物的光伏幕墻;

  負載單元(3),包括標的建筑物內的直流負載(31)和交流負載(32);

  控制中心(2),與太陽能電池組件(11)及負載單元(3)連接,按照需求控制電能輸出;

  污水處理系統(4),與控制中心(2)連接,在滿足負載單元(3)用電需求時實現剩余電能的消納。

  2.根據權利要求1所述的基于污水處理的光伏消納系統,其特征在于,所述污水處理系統(4)包括污水收集池(41)、與所述污水收集池(41)連接的接觸氧化單元(42)、與接觸氧化單元(42)連接的沉淀單元(43),以及與所述沉淀單元(43)連通的消毒單元(44),所述污水處理系統(4)還包括鼓風機(45)連通至污水收集池(41)、接觸氧化單元(42),所述污水收集池(41)、接觸氧化單元(42)、沉淀單元(43)、消毒單元(44)及鼓風機(45)均連接于供電單元(40),所述供電單元(40)連接至所述控制中心(2)。

  3.根據權利要求2所述的基于污水處理的光伏消納系統,其特征在于,所述污水收集池(41)包括:

  黑水收集池(411),依次連接厭氧酸化反應單元(4111)及厭氧氣化反應單元(4112);

  褐水收集池(412),連接至所述接觸氧化單元(42);

  灰水收集池(413),連接有好氧濾塔(4131);

  所述厭氧氣化反應單元(4112)連接至所述接觸氧化單元(42),所述好氧濾塔(4131)連接于所述接觸氧化單元(42)與所述沉淀單元(43)之間。

  4.根據權利要求2所述的基于污水處理的光伏消納系統,其特征在于,所述污水收集池(41)入口處設有格柵井(410)。

  5.采用權利要求2所述的基于污水處理的光伏消納系統的光伏消納方法,其特征在于,將標的建筑物內的生活污水引入并存儲于所述污水收集池(41)中,在滿足負載單元(3)用電需求時,通過所述控制中心(2)將剩余電能輸出至所述污水處理系統(4)。

  6.根據權利要求5所述的基于污水處理的光伏消納方法,其特征在于,還包括:

  基于標的建筑物所在的位置以及標的建筑物上各太陽能電池組件(11)傾斜面的傾斜角度,確定每一時間點各太陽能電池組件(11)對應的太陽能輻照量的總和,并根據太陽能輻照量的總和計算出每一時間點各太陽能電池組件(11)的發電量總和;

  采集標的建筑物內用戶的實時用電總和數據;

  計算標的建筑物每一時間點發電量總和減去用電總和的差值。

  7.根據權利要求6所述的基于污水處理的光伏消納方法,其特征在于,將標的建筑物每一時間點發電量總和減去用電總和的差值形成曲線C1。

  8.根據權利要求7所述的基于污水處理的光伏消納方法,其特征在于,尋找曲線C1中相鄰波峰與波谷之間的最大時間差值T,并得到T時間內的污水處理量,從而得到所述污水收集池(41)的容量。

  說明書

  基于污水處理的光伏消納系統及方法

  技術領域

  本發明涉及光伏消納技術領域,尤其是涉及一種基于污水處理的光伏消納系統及方法。

  背景技術

  光伏系統是利用太陽能電池直接將太陽能轉換成電能的發電系統,隨著國家對新能源的大力支持,光伏行業得到快速發展,即采用將太陽能轉化成電能自發自用。與現有的主流發電方式相比,光伏系統工作點變化較快,這是由于光伏系統受光照、溫度、空氣質量等外界環境因素的影響很大,同樣,建筑內用電也存在高峰期及低谷期,而往往發電峰值期與用電峰值是不匹配的,因此,會出現發電盈余的現象。目前解決改問題的方法一般是采用“自發自用、余電上網”的模式或將多余電量存儲于蓄電池中備用,“自發自用、余電上網”即將余量的電就近向低壓公網供電,但是該方法需要與國家電網連接,操作繁瑣,而蓄電池成本又較高。

  為了解決上述問題,公開號為CN107453707A的中國專利公開了一種利用儲熱系統解決光伏消納問題的方法,在光伏過剩地區將傳統燃煤制熱改為電制熱,打破燃煤熱電聯供機組“以熱定電”的剛性約束,可有效提升光伏的消納空間。在電制熱基礎上采用儲熱系統,綜合考慮光伏出力特性、負荷特性以及電價因素,以最小化供熱企業在調度周期內的購電成本為目標,優化調度儲熱運行狀態,從時間維度改善供熱企業供熱特性,在進一步提升光伏消納水平的同時保證了供熱企業的經濟效益。

  但是集中供暖的需求僅集中在寒冷的冬季,一般僅包括4-5個月的時間,其余時間的余電消納問題仍然無法解決。

  發明內容

  為了解決上述問題,本發明的目的之一是提供基于污水處理的光伏消納系統,其能夠有效解決剩余能源消納問題,成本低,收益高,且不受環境、氣候等外在因素影響。

  基于污水處理的光伏消納系統,包括:

  太陽能電池組件,安裝于標的建筑物的光伏幕墻;

  負載單元,包括標的建筑物內的直流負載和交流負載;

  控制中心,與太陽能電池組件及負載單元連接,按照需求控制電能輸出;

  污水處理系統,與控制中心連接,在滿足負載單元用電需求時實現剩余電能的消納。

  通過采用上述技術方案,在標的建筑物或標的建筑群之間修建一污水處理系統,并將污水處理系統連接至標的建筑物的太陽能電池組件,通過太陽能電池組件為污水處理系統供電,太陽能電池組件為污水處理系統供電的前提是在滿足標的建筑所有負載用電需求時,將剩余電能輸出至污水處理系統,即以污水的收集儲蓄代替多余電量的儲備,不僅實現了多余能源消納的問題,同時相對采用蓄電池儲能來說大大降低了成本。

  在一些實施方式中,所述污水處理系統包括污水收集池、與所述污水收集池連接的接觸氧化單元、與接觸氧化單元連接的沉淀單元,以及與所述沉淀單元連通的消毒單元,所述污水處理系統還包括鼓風機連通至污水收集池、接觸氧化單元,所述污水收集池、接觸氧化單元、沉淀單元、消毒單元及鼓風機均連接于供電單元,所述供電單元連接至所述控制中心。

  通過采用上述技術方案,將污水收集池中的污水通過接觸氧化單元中進行曝氣處理,然后通過沉淀池進行沉淀,沉淀后的污泥進行消化濃縮并脫水排除,沉淀析出的水通入消毒池并加入藥劑進行消毒,最后再循環用于沖馬桶或澆灌植被。

  在一些實施方式中,所述污水收集池包括:

  黑水收集池,依次連接厭氧酸化反應單元及厭氧氣化反應單元;

  褐水收集池,連接至所述接觸氧化單元;

  灰水收集池,連接有好氧濾塔;

  所述厭氧氣化反應單元連接至所述接觸氧化單元,所述好氧濾塔連接于所述接觸氧化單元與所述沉淀單元之間。

  通過采用上述技術方案,采用分類處理的方式對不同產生源采用不同的處理方式,不僅降低了處理難度及處理成本,同時處理后的水質能夠滿足回收要求。

  在一些實施方式中,所述污水收集池入口處設有格柵井。

  通過采用上述技術方案,能夠分離出污水中的固態雜質。

  本發明的目的之二是提供基于污水處理的光伏消納方法,其能夠有效解決剩余能源消納問題,成本低,收益高,且不受環境、氣候等外在因素影響。

  本發明提供的基于污水處理的光伏消納方法,具體為:將標的建筑物內的生活污水引入并存儲于所述污水收集池中,在滿足負載單元用電需求時,通過所述控制中心將剩余電能輸出至所述污水處理系統。

  通過采用上述技術方案,太陽能電池組件為污水處理系統供電的前提是在滿足標的建筑所有負載用電需求時,將剩余電能輸出至污水處理系統,即以污水的收集儲蓄代替多余電量的儲備,不僅實現了多余能源消納的問題,同時相對采用蓄電池儲能來說大大降低了成本。

  在一些實施方式中,還包括:

  基于標的建筑物所在的位置以及標的建筑物上各太陽能電池組件傾斜面的傾斜角度,確定每一時間點各太陽能電池組件對應的太陽能輻照量的總和,并根據太陽能輻照量的總和計算出每一時間點各太陽能電池組件的發電量總和;

  采集標的建筑物內用戶的實時用電總和數據;

  計算標的建筑物每一時間點發電量總和減去用電總和的差值。

  通過采用上述技術方案,快速得到每一時間點的發電余量。

  在一些實施方式中,將標的建筑物每一時間點發電量總和減去用電總和的差值形成曲線C1。

  通過采用上述技術方案,能夠直觀的展示發電余量的的變化。

  在一些實施方式中,尋找曲線C1中相鄰波峰與波谷之間的最大時間差值T,并得到T時間內的污水處理量,從而得到所述污水收集池的容量。

  通過采用上述技術方案能夠最大限度地合理利用空間及能源,實現能源利用率的最大化。

  綜上所述,與現有技術相比,本發明提供的基于污水處理的光伏消納系統及方法的有益技術效果為:

  通過在標的建筑物或標的建筑群之間修建一污水處理系統,并將污水處理系統連接至標的建筑物的太陽能電池組件,通過太陽能電池組件為污水處理系統供電,太陽能電池組件為污水處理系統供電的前提是在滿足標的建筑所有負載用電需求時,將剩余電能輸出至污水處理系統,即以污水的收集儲蓄代替多余電量的儲備,不僅實現了多余能源消納的問題,同時相對采用蓄電池儲能來說大大降低了成本。

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