申请日2018.05.29
公开(公告)日2019.06.04
IPC分类号F03B13/00; F03B11/00; H02J7/35; H02J3/38
摘要
本实用新型涉及一种用于污水处理厂的水光互补发电系统，包括太阳能发电模块、水力发电模块、输出模块以及控制器，太阳能发电模块及水力发电模块分别与输出模块相连;太阳能发电模块包括光伏板，光伏板通过支架设置于处理池上方，光伏板用于将太阳能转换成电能;水力发电模块包括水轮机，水轮机设置于处理池的进水口和/或出水口和/或相邻两处理池之间的位置处，水力发电模块用于将水能装换为电能;控制器用于控制水力发电模块的启/停，和/或控制输出模块以调节电能的输出;本实用新型可以充分利用污水处理厂闲置的空间，在处理污水的同时，还能进行太阳能发电和水力发电，且所发电能可以为污水处理厂内的设备提供电源。
权利要求书
1.一种用于污水处理厂的水光互补发电系统，其特征在于，包括太阳能发电模块、水力发电模块、输出模块以及控制器，所述太阳能发电模块及水力发电模块分别与输出模块相连;
所述太阳能发电模块包括光伏板和逆变器，所述光伏板通过支架设置于处理池上方，并与逆变器相连，光伏板用于将太阳能转换成电能;
所述水力发电模块包括水轮机，所述水轮机设置于处理池的进水口和/或出水口和/或相邻两处理池之间的位置处，水力发电模块用于将水能装换为电能;
所述控制器用于控制水力发电模块的启/停，和/或控制输出模块以调节电能的输出;所述控制器为PLC;
所述支架设置于处理池的边沿位置处;支架包括竖直架和U形架，所述U形架横跨所述处理池，且U形架的两端分别固定在处理池的边沿处，所述竖直架设置在U形架上，光伏板设置于竖直架的顶部，并高于处理池。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理厂的水光互补发电系统，其特征在于，所述输出模块包括输入端和若干输出端，所述输出端分别通过开关并联在输入端，所述开关均与控制器相连，控制器用于分别控制各开关的通/断。
3.根据权利要求1所述的用于污水处理厂的水光互补发电系统，其特征在于，所述光伏板为薄膜太阳能电池板。
4.根据权利要求1所述的用于污水处理厂的水光互补发电系统，其特征在于，所述水轮机为贯流式水轮机，所述贯流式水轮机的叶片上设置有防腐蚀涂料。
5.根据权利要求1所述的用于污水处理厂的水光互补发电系统，其特征在于，所述水力发电模块还包括传动装置和发电机，所述传动装置用于连接水轮机和发电机，发电机用于发电。
6.根据权利要求1所述的用于污水处理厂的水光互补发电系统，其特征在于，还包括上位机，所述上位机用于与控制器之间进行有线和/或无线通信。
7.根据权利要求2所述的用于污水处理厂的水光互补发电系统，其特征在于，还包括蓄电池，所述蓄电池与所述输出模块的输出端相连，蓄电池用于存储电能。
说明书
一种用于污水处理厂的水光互补发电系统
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种用于污水处理厂的水光互补发电系统。
背景技术
污水中因含污染物总量或浓度较高，达不到排放标准要求或不符合环境容量要求，通常需要进行污水处理，以净化污水，使其满足排放标准或达到再次使用的水质要求;污水处理通常在污水处理厂中进行，污水处理厂一般分为城市集中污水处理厂和各污染源分散污水处理厂，处理后的污水排入水体或城市管道中。
然而，现有技术中，在污水处理过程中存在一些不足，一方面，根据污水处理工艺的不同，污水处理厂中通常设置有众多用于净化污水的处理池，如在一种污水处理工艺中需要依次设置沉砂池、酸解池、生物滤池、二次沉淀池以及消毒池等，处理池占地面积广，但用途单一，资源利用率低;另一方面，污水处理厂处理污水的过程是一个层层净化、连续的处理过程，水流动的产生动能没有及时利用，都浪费掉了。
实用新型内容
为改善现有技术中的不足，本实用新型所采用的技术方案是：
一种用于污水处理的水光互补发电系统，包括太阳能发电模块、水力发电模块、输出模块以及控制器，所述太阳能发电模块及水力发电模块分别与输出模块相连;所述太阳能发电模块包括光伏板和逆变器，所述光伏板通过支架设置于处理池上方，并与逆变器相连，光伏板用于将太阳能转换成电能;所述水力发电模块包括水轮机，所述水轮机设置于处理池的进水口和/或出水口和/或相邻两处理池之间的位置处，水力发电模块用于将水能装换为电能;所述控制器用于控制水力发电模块的启/停，和/或控制输出模块以调节电能的输出。
优选地，所述支架设置于处理池内，和/或设置于处理池的边沿位置处。既节省占地面积，又可以对处理池壁起到适当的保护作用。
一种方案中，所述支架包括竖直架，所述竖直架竖直设置于处理池内，光伏板设置于竖直架的顶部，并高于处理池。
优选地，所述竖直架的表面可以设置有防腐层。
另一种方案中，所述支架还包括U形架，所述U形架横跨所述处理池，且U 形架的两端分别固定在处理池的边沿处，所述竖直架设置在U形架上，光伏板设置于竖直架的顶部。既节省占地面积，又可以对处理池壁起到适当的保护作用。
优选地，所述输出模块包括输入端和若干输出端，所述输出端分别通过开关并联在输入端，所述开关均与控制器相连，控制器可以分别控制各开关的通/ 断。输出端用于分别连接不同的用电设备或电网，控制器通过控制各输出端的通/断，可以实现对电能输出位置(输出去向)的有效控制。
优选地，所述开关为电磁继电器。
在优选地方案中，所述光伏板为薄膜太阳能电池板。相较于晶体硅太阳能电池板，薄膜太阳能电池板在弱光条件、风沙等恶劣条件下发出的电能多出2%～ 9%，可以增大电能输出的稳定性了，并且薄膜太阳能电池板的抗辐射性能与抗低温性能更优，薄膜太阳能电池板的封装工艺比晶体硅太阳能电池板更安全，更适用于在污水处理厂等环境中进行安装和使用，有利于延长光伏发电设备的使用寿命，降低资源浪费。
优选地，所述水轮机为贯流式水轮机，所述贯流式水轮机的叶片上设置有防腐蚀涂料。贯流式水轮机，过流量大，比转速高，相较其他形式的水轮机，贯流式水轮机更适用于污水处理厂中低水头的情况，能实现良好的发电效果;在水轮机工作的过程中，水轮机叶片浸在污水中，为了防止污水对水轮机的叶片造成腐蚀，因此需要在叶片上设置防腐蚀涂料。
进一步地，所述水力发电模块还包括传动装置和发电机，其中，所述传动装置用于连接水轮机和发电机，发电机用于产生交流电。
优选地，所述传动装置为增速器。
进一步地，还包括上位机，所述上位机用于与控制器之间进行有线和/或无线通信。
优选地，所述控制器为PLC，所述PLC与所述上位机之间通过采用PROFIBUS 通信协议进行通信。
优选地，所述PLC采用Versamax系列PLC。
优选地，所述上位机为PC机。
进一步地，还包括蓄电池，所述蓄电池与所述输出模块的输出端相连，蓄电池用于存储电能。
在优选地方案中，所述蓄电池为锂空气电池或锂电池。锂空气电池相较于传统的锂电池，技术成本约为当前技术的1/5，而且对运行地点要求极低，并能实现零排放。
与现有技术相比，使用本实用新型提供的一种用于污水处理厂的水光互补发电系统，可以充分利用污水处理厂闲置的空间，在处理污水的同时，还能进行太阳能发电和水力发电，且所发电能，不仅可以为污水处理厂内的设备提供电源，而且可以污水处理厂周边的用户提供电源或并入电网中，既节能，又环保。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
