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基本信息

項目名稱：
風(fēng)力發(fā)電機組——恒溫恒壓沼氣罐聯(lián)合工作系統(tǒng)
小類：
能源化工
簡介：
設(shè)計一套“風(fēng)力發(fā)電機組——恒溫恒壓沼氣罐聯(lián)合工作系統(tǒng)”， 既可為用戶提供所需電能，又可通過風(fēng)力發(fā)電機組提供的電能給沼氣罐保溫，同時控制其恒壓環(huán)境，使其在最佳產(chǎn)氣溫度附近工作，解決了沼氣罐由于冬季氣溫低，產(chǎn)氣效率太低的問題，在為用戶提供所需電能的同時還可為用戶提供更多沼氣。
詳細(xì)介紹：
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展 ，對能源的需求日益擴大 ，能源短缺問題已成為影響中國經(jīng)濟快速發(fā)展的一個重要問題。在諸多新能源中 ，沼氣是一種清潔、綠色能源 ，而利用風(fēng)能技術(shù)對沼氣進(jìn)行開發(fā)，解決冬季沼氣產(chǎn)氣效率低的問題，將具有廣闊的市場和發(fā)展空間。設(shè)計一套“風(fēng)力發(fā)電機組——恒溫恒壓沼氣罐聯(lián)合工作系統(tǒng)”， 既可為用戶提供所需電能，又可通過風(fēng)力發(fā)電機組提供的電能給沼氣罐保溫，同時控制其恒壓環(huán)境，使其在最佳產(chǎn)氣溫度附近工作，解決了沼氣罐由于冬季氣溫低，產(chǎn)氣效率太低的問題，在為用戶提供所需電能的同時還可為用戶提供更多沼氣。

作品專業(yè)信息

設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

目的：設(shè)計一套“風(fēng)力發(fā)電機組——恒溫恒壓沼氣罐聯(lián)合工作系統(tǒng)”， 既可為用戶提供所需電能，又可通過風(fēng)力發(fā)電機組提供的電能給沼氣罐保溫，同時控制其恒壓環(huán)境，使其在最佳產(chǎn)氣溫度附近工作，解決了沼氣罐由于冬季氣溫低，產(chǎn)氣效率太低的問題，在為用戶提供所需電能的同時還可為用戶提供更多沼氣。 基本思路：1、根據(jù)用戶每日沼氣需求量，計算一年當(dāng)中不同時期恒溫恒壓沼氣罐保持最優(yōu)產(chǎn)氣溫度及恒壓時每日所需要的熱量。2、針對用戶電能需求E1選擇風(fēng)力機基本容量，根據(jù)用戶日沼氣需求量，并將其折算為沼氣罐保持最優(yōu)產(chǎn)氣溫度及恒壓時每日所消耗的電能E2，計算所需風(fēng)力機的容量P，根據(jù)計算所得容量P及當(dāng)?shù)仫L(fēng)資源氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機組子系統(tǒng)設(shè)計。3、根據(jù)系統(tǒng)容量開發(fā)恒溫恒壓控制系統(tǒng)。 創(chuàng)新點：風(fēng)能和生物質(zhì)能均屬于清潔可再生能源，“風(fēng)力發(fā)電機組——恒溫恒壓沼氣罐聯(lián)合工作系統(tǒng)”既可為用戶提供所需電能，又可為沼氣罐提供能量，使其內(nèi)部溫度保持在最佳產(chǎn)氣溫度附近（解決了沼氣罐氣溫低時產(chǎn)氣效率低的問題），并保持恒壓狀態(tài)，為用戶提供更多沼氣。未檢索到風(fēng)力發(fā)電機組——恒溫恒壓沼氣罐聯(lián)合工作系統(tǒng)的相關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn)。 技術(shù)關(guān)鍵及主要技術(shù)指標(biāo)：1、聯(lián)合工作系統(tǒng)的工作機理研究。2、聯(lián)合工作系統(tǒng)的總體優(yōu)化設(shè)計方法研究。3、針對風(fēng)資源的隨機性和不穩(wěn)定性，如何科學(xué)、合理地將風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)和恒溫恒壓沼氣罐系統(tǒng)匹配好，是完成本項目的一個關(guān)鍵點。4、沼氣罐保持恒溫的加熱方式設(shè)計和保溫措施的選擇以及保持罐內(nèi)的壓力恒定也是本次設(shè)計的要點。

科學(xué)性、先進(jìn)性

作品的科學(xué)性：該風(fēng)力發(fā)電機組——恒溫恒壓沼氣罐聯(lián)合工作系統(tǒng)充分合理的利用清潔能源風(fēng)能及沼氣能，通過采集沼氣反應(yīng)罐內(nèi)的溫度和壓力數(shù)據(jù)，經(jīng)電機控制電加熱器裝置以及壓力控制閥的通斷，從而保證反應(yīng)罐內(nèi)的溫度和壓力保持在最佳值附近，使沼氣發(fā)酵能總體維持在一個較高的水平，提高產(chǎn)氣速度，保證料液基本不結(jié)殼以提高整個系統(tǒng)的工作效率，此系統(tǒng)可保證常年穩(wěn)定運行。 作品的先進(jìn)性：目前的沼氣反應(yīng)系統(tǒng)與太陽能結(jié)合使用的比較多，與太陽能相比，風(fēng)能資源也是非常重要的清潔能源，亟待發(fā)展，有更廣闊的發(fā)展空間，發(fā)展前景良好。通過該聯(lián)合工作系統(tǒng)，不但能解決相關(guān)問題，而且也填補了國內(nèi)此方面研究的空白。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

無

作品所處階段

設(shè)計階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

校企合作

作品可展示的形式

圖紙

使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測

使用說明及該作品的技術(shù)特點和優(yōu)勢：風(fēng)能和生物質(zhì)能均屬于清潔可再生能源，“風(fēng)力發(fā)電機組——恒溫恒壓沼氣罐聯(lián)合工作系統(tǒng)”既可為用戶提供所需電能，又可為沼氣罐提供能量，使其內(nèi)部溫度保持在最佳產(chǎn)氣溫度附近（解決了沼氣罐氣溫低時產(chǎn)氣效率低的問題），同時保證其內(nèi)部恒壓，為用戶提供更多沼氣。一套系統(tǒng)基本可以解決用戶的用電、沼氣使用的日常生活必需的能源需求。 適應(yīng)范圍及推廣前景：該系統(tǒng)將主要用于我國西、北部地區(qū)風(fēng)能資源比較豐富的農(nóng)村、牧區(qū)、養(yǎng)殖場、邊防哨卡等場所，涉及用戶數(shù)量較大，同時，這些地區(qū)風(fēng)力資源比較豐富，產(chǎn)生沼氣的原料也比較充足，人口密度小，且人口分布比較分散，這些特點完全符合本項目所研究的風(fēng)力發(fā)電機組——恒溫恒壓沼氣罐聯(lián)合工作系統(tǒng)的離網(wǎng)型特點。近些年，隨著國家對“三農(nóng)”的關(guān)注和扶持力度進(jìn)一步加大，該系統(tǒng)的應(yīng)用前景非常廣闊。通過本項目，不但能解決相關(guān)問題，而且也填補了國內(nèi)此方面研究的空白。

同類課題研究水平概述

目前，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和沼氣生產(chǎn)技術(shù)都有了長足的發(fā)展，為了解決晝夜溫差大、冬天氣溫低等因素對沼氣產(chǎn)氣率的影響，當(dāng)前，主要采用太陽能恒溫沼氣系統(tǒng)來解決這一問題，即通過太陽能熱水裝置得到熱水，通過熱水循環(huán)加熱沼氣罐，并通過控制裝置保持罐內(nèi)恒溫的原理,對太陽能沼氣系統(tǒng)已經(jīng)申請了多項專利，并做了許多的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。這些關(guān)于沼氣罐的設(shè)計、產(chǎn)氣機理、實驗方法和系統(tǒng)控制方面的研究成果對本項目的實施和完成有很大借鑒作用。 但是，由于太陽能屬于一種低品位的能源，有較大的局限性,受到夜晚、連續(xù)陰雨天氣、冬季光照強度小的影響，沼氣罐溫度的穩(wěn)定性不能得到很好的保障。而風(fēng)力發(fā)電機組——恒溫恒壓沼氣罐聯(lián)合工作系統(tǒng)則有其獨特的優(yōu)勢，不受夜晚白晝、陰雨天氣的影響，最重要的一點，在我國西北地區(qū)，在沼氣罐最面臨考驗的冬春季節(jié)，反而是這些地區(qū)一年當(dāng)中的風(fēng)資源最為豐富的階段，因此，更容易實現(xiàn)沼氣罐的恒溫恒壓條件。 該風(fēng)力發(fā)電機組——恒溫恒壓沼氣罐聯(lián)合工作系統(tǒng)打破傳統(tǒng)，充分合理地利用風(fēng)能資源，在保證沼氣罐恒溫環(huán)境的同時，兼而將恒壓系統(tǒng)也考慮了進(jìn)去，將其產(chǎn)生的電能一部分直接供給用戶，另一部分則用于保證沼氣罐的恒溫恒壓環(huán)境，大大提高了沼氣罐的產(chǎn)氣效率。
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