一种基于相变储能的太阳能耦合生物质村镇建筑供能系统
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2025-05-07 15:00:42
本发明公开了一种基于相变储能的太阳能耦合生物质村镇建筑供能系统,包括太阳能集热器、生物质燃烧炉、相变蓄热装置、用水换热器、采暖换热器、水泵、温度传感器和通断阀。本发明将太阳能、相变蓄热和生物质能耦合,充分合理利用太阳能,以生物质燃烧炉作为能源补充,供热稳定,原则上优先利用太阳能,其次利用蓄热能,最后考虑生物质能,实现能源的合理调控,实现多种运行策略供热,以保证在全时段向用户端提供热水及采暖。相变蓄热装置中采用不同相变温度的相变材料,实现分区蓄热,使蓄热更合理,不浪费能源。
针对现有技术的不足,本发明拟解决的技术问题是,提供一种基于相变储能的太阳能耦合生物质村镇建筑供能系统。本发明解决所述技术问题的技术方案是,提供一种基于相变储能的太阳能耦合生物质村镇建筑供能系统,其特征在于,该供能系统包括太阳能集热器、生物质燃烧炉、相变蓄热装置、用水换热器、采暖换热器、水泵、温度传感器和通断阀;
(1)本发明将太阳能、相变蓄热和生物质能耦合,充分合理利用太阳能,以生物质燃烧炉作为能源补充,供热稳定,原则上优先利用太阳能,其次利用蓄热能,最后考虑生物质能,实现能源的合理调控,实现多种运行策略供热,以保证在全时段向用户端提供热水及采暖。 (2)相变蓄热装置中采用不同相变温度的相变材料,实现分区蓄热,使蓄热更合理,不浪费能源。
(3)利用低谷电辅助供热,有利于电网稳定及一定程度节省电费,实现热量的高效利用。
(4)能源绿色清洁环保,将生物质能变废为宝,同时可以在村镇配套设置生物质颗粒厂,实现经济内循环。
(5)相变蓄热装置可置于在地下,不占用地面空间,并且地下具有一定的保温功能。
河北工业大学是河北省人民政府、天津市人民政府和教育部共建的国家"双一流"建设高校,坐落于天津市。学校前身为1903年创办的北洋工艺学堂,是我国最早培养工业人才的高等学府之一。现设有21个教学机构,拥有10个博士学位授权一级学科、26个硕士学位授权一级学科和15个专业学位类别。重点建设"先进装备工程与技术"学科群,工程学、材料科学、化学、计算机科学等学科进入ESI全球排名前1%。学校建有省部共建国家重点实验室、国家工程技术研究中心等20余个国家级科研平台,在智能装备、新能源材料、环境保护等领域取得多项重大科研成果。现有在校生3万余人,秉承"勤慎公忠"校训,为国家培养了大批高素质工程技术人才。
1. 经济效益
• 降低能源成本40%以上,太阳能与生物质能互补实现全年稳定供能,减少传统燃煤/电加热依赖;
• 相变材料(如石蜡/熔盐)储能密度达200MJ/m³以上,提升系统能量利用率30%,投资回收期缩短至5-8年;
• 生物质原料(秸秆/林业废弃物)本地化利用,每年为农户创造额外收入3000-5000元/户。
2. 环境效益
• 替代燃煤后,单套系统年减排CO₂约15吨、SO₂ 120kg,PM2.5排放降低90%以上;
• 生物质能源碳中性特性,配合太阳能实现村镇建筑近零碳供能;
• 相变储能模块可循环使用10年以上,无重金属污染。
3. 社会效益
• 解决偏远村镇电网覆盖不足问题,室内温度稳定维持在18-26℃(北方冬季);
• 模块化设计适配不同建筑规模,推广后可创造安装运维等就业岗位;
• 推动可再生能源技术在乡村的普及应用,助力"双碳"目标落地。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。