专利：一种渔光互补温室大棚水产养殖方法.pdf

19 国家知识产权局 12 发明 专利申请 10 申请公布号 43 申请公布日 21 申请 号 202111540271 2 22 申请日 2021 12 16 71 申请人 河北 水利电力学院 地址 061000 河北省沧州市重庆路1号 72 发明人 王希 平 贾新 立 彭程 路文梅 李文 才 74 专利代理 机构 沧州市博圣恒专利代理事务 所 普通 合 伙 1313 5 专利代理师 王华森 51 Int Cl A01K 61 00 2017 01 A01K 63 06 2006 01 A01K 63 04 2006 01 H02J 7 35 2006 01 C25B 1 04 2021 01 C25B 9 65 2021 01 54 发明名称 一种渔光互补温室大棚水产养殖 方法 57 摘要 本发明公开了一种渔光互补温室大棚水产 养殖方法 涉及到渔光互补温室大棚水产养殖方 法领域 工艺路线方法步骤包括以下步骤水产养 殖温室大棚 直流电能储能电池 电解制氢电 解池 氢能储 罐 氢燃料电池 水产养殖温室大 棚由保温材料 围墙 养殖照明灯 排风机 透光 膜 柔性光伏电池 弧形支撑架和支撑立柱组成 本发明在水产养殖池顶部采用柔性光伏电池建 设成温室大棚 温室大棚集约化进行渔光互补生 产 在温室大棚内实现水产养殖 光伏发电 电解 制氢和燃料电池发电 多于自用的光伏电力 进 行电解制氢储能 当储能电力不足且柔性光伏电 池无法发电时 启动氢燃料电池发电 为储能电 池 充电 保障水产养殖温室大棚对电力的需求 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114568352 A 2022 06 03 CN 114568352 A 1 一种渔光互补温室大棚 水产养殖方法 其特征在于 包括工艺路线方法步骤 所述工 艺路线方法步骤包括以下步骤水产养殖温室大棚 40 直流电能储能电池 19 电解制 氢电解池 27 柔 性 光伏电池 8 氢燃料电池 16 所述水产养殖温室大棚 40 由保温材料 1 围墙 2 养殖照明灯 3 排风机 4 透 光膜 5 柔 性 光伏电池 8 弧形支撑架 9 和支撑立柱 3 5 组成 2 根据权利要求1所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法 其特征在于 所述水产 养殖温室大棚 40 到直流电能储能电池 19 过程 是通过在白天水产养殖温室大棚 40 的 棚顶太阳能光伏发电储存到直流电能储能电池 19 内 所述直流电供给电解制氢电解池 27 氢气储存到柔性光伏电池 8 内 所述电解制氢电解池 27 在电解制氢过程中产生的 余热和氧气 接入到水产养殖温室大棚 40 内 提高水产养殖温室大棚 40 内水温和水体的 氧气含量 所述柔性光伏电池 8 内的氢气通入到氢气 燃料电池内 采用空气和氢气为原料 在氢燃料电池 16 内进行发电并且产生的电能储 存到直 流电能储能电池 19 内 3 根据权利要求1所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法 其特征在于 所述氢燃 料电池 16 发电的余热通过到水产养殖温室大棚 40 内 所述立柱 35 的作用是支撑柔性 光伏电池 8 所述弧形支撑架 9 和透光膜 5 组成的温室大棚棚 顶 所述柔性光伏电池 单 位面积的重量仅为晶硅光伏电池的重量的1 3 1 6 所述柔性光伏电池 8 单位面积的发 电功率比晶硅硬性光伏板的发电功率要高10 25 所述柔性光伏电池 8 可以卷起成 为一个光伏卷 7 所述透光膜 5 可以让部分阳光 10 透过进入水产养殖温室大棚 40 内 所述阳光 10 照射到柔性光伏电池 8 所述透光膜 5 的作用是吸收散射光 所述弧形 支撑架 9 的作用是支撑透光膜 5 和柔性光伏电池 8 所述保温材料 1 的作用是保持养 殖 水池 12 恒定的温度 4 根据权利要求1所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法 其特征在于 所述柔性 光伏电池 8 在 有阳光 10 照射的条件 下 所述柔性光伏电池 8 发出的直流光伏电 13 储 存到储能电池 19 内向储能电池 19 充电 所述储能电池 19 同时向温室大棚的通风 照 明和增氧设备提供电力 所述储 能电池 19 的电量充满后向氢电解池 27 提供电能 所述 氢电解池 27 内电解水产生氢气和氧气 5 根据权利要求4所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法 其特征在于 所述氢燃 料电池 16 在夜间无阳光 10 照射或阴雨电气柔性光伏电池 8 无法发电时 所述储 能电 池 19 向温室大棚的通风 照明和增氧设备提供电力 所述柔性光伏电池 8 内的氢气通过 第一氢气管道 17 输入到氢燃料电池 16 内 所述氢燃料电池 16 的一侧设置有空气管道 15 所述空气管道 15 将空气输入到氢燃料电池 16 6 根据权利要求5所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法 其特征在于 所述氢燃 料电池 16 在催化剂的作用下氢气和空气中的氧气在氢燃料电池 16 产生第一直流电能 18 和第二直流电能 20 所述第一直流电能 18 输入到储能电池 19 对储能电池 19 进 行充电 所述储能电池 19 通过第二直流电能 20 对 氢燃料电池 16 发电的同时有副产热 量产生 所述养殖水池 12 内的冷水通过第一冷水管道 11 水循环泵 30 第二冷水管道 29 进入到氢燃料电池 16 内部的第二换 热器 3 6 内 7 根据权利要求6所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法 其特征在于 所述第 二 换热器 36 交换得到热水后通过第一管道 14 第二管道 31 所述第一管道 14 第二管 权 利 要 求 书 1 2 页 2 CN 114568352 A 道 31 把热水排入到养殖水池 12 内 利用光伏发电或储能电池 19 的储能电可以在夜间 增加养殖水池 12 内的照明 所述水产养殖温室大棚 40 内还设计用排风机 4 所述水产 养殖温室大棚 40 通过排风机 4 调节水产养殖温室大棚 40 内的空气流动的速度和空气 的温度 8 根据权利要求4所述的一种渔光互补温室大棚水产养殖方法 其特征在于 所述氢气 通过第二氢气管道 21 储存到柔性光伏电池 8 内 所述氧气通过氧气管道 24 储存到氧 气储罐 23 内 所述氧气储 罐 23 内氧气通过氧气 压缩机 26 和氧气鼓泡管道 28 通入到 养殖水池 12 内进行氧气鼓泡 所述氢电解池 27 电解制氢的余热需要导出 所述养殖水 池 12 内的冷水通过第一冷水管道 11 水循环泵 30 第二冷水管道 29 进入到氢电解 池 27 内部的第一换 热器 25 内交换 得到热 水后通过第二管道 31 权 利 要 求 书 2 2 页 3 CN 114568352 A 一种渔光互补温室大棚水产养殖方 法 技术领域 0001 本发明涉及渔光互补温室大棚水产养殖方法领域 特别涉及一种渔光互补温室大 棚水产养殖 方法 背景技术 0002 我国东部沿海地区 江河湖泊分布密集地区以及部分西部地区滩涂遍布 非常适 合水产养殖 有些地区夏天阳光过于强烈 不利于水产养殖生产 春秋季节水温较低不利于 水产养殖生产 冬季水温过凉水产养殖基本上停止 即使有 些区域 冬季能开展 水产养殖 低 水温水产生长率也下降很多 根据相关政策 光伏电站目前适合建设到荒山 荒坡或戈壁 不能大量占用农田和林地 在我国东部地区渔光互补或农光互补工程是同时解决农业生产 和 光伏电站建设非常好的解决方案 然而目前 的渔光互补和农光互补工程实施过程中 光 伏电站独立性很强 在互补环节严重脱节 光伏电站和农业 林业 渔业等的互补作用没有 体现出来 光伏电站建设反而对农业 林业 渔业正常生产造成了一定的障碍 影响了农业 林业 渔业的生产 进 而降低了农业 林业 渔业 年产值 0003 在渔光互补环节中 如何充分利用有限的滩涂资源和太阳能 如何将光伏发电的 副产为水产养殖提供便利条件 延长水产养殖的生长时间和提高单位面积上水产的产量 在单位 面积上产出最大的养殖效益 是 未来渔光互补和渔业养殖发展的一个重要方向 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种渔光互补温室大棚水产 养殖方法 以解决上述背景技 术中提出 的在渔光互补环节中 如何充分利用有限的滩涂资源和太阳能 如何将光伏发电 的副产为水产养殖提供便利条件 延长水产养殖的生长时间和提高单位面积上水产 的产 量 在单位面积上产出最大 的养殖效益 是未来渔光互补和渔业养殖发展的一个重要方向 的问题 0005 为实现上述目的 本发明提供如下技术方案 一种渔光互补温室大棚水产养殖方 法 包括工艺路线方法步骤 所述工艺路线方法步骤包括以下步骤水产养殖温室大棚 直 流电能储能电池 电解制氢电解池 氢能储罐 氢燃料电池 0006 所述水产养殖温室大棚由保温材料 围墙 养殖照明灯 排风机 透光膜 柔性光伏 电池 弧形支撑架和支撑立柱组成 0007 优选 的 所述水产养殖温室大棚到直流电能储能电池过程 是通过在白天水产养 殖温室大棚的棚 顶太阳能光伏发电储存到直流电能储能电池内 所述直流电供给电解制氢 电解池 氢气储存到氢能储罐内 所述电解制氢电解池在电解制氢过程中产生的余热和氧 气接入到水产养殖温室大棚内 提高水产养殖温室大棚内水温和水体的氧气含量 所述氢 能储罐内的氢气通入到氢气燃料电池内 采用空气和氢气为原料在氢燃料电池内进行发电 并且产生的电能储 存到直 流电能储能电池内 0008 优选 的 所述氢燃料电池发电的余热通过到水产养殖温室大棚 内 所述立柱的作 说 明 书 1 5 页 4 CN 114568352 A 用是支撑柔性光伏电池 所述弧形支撑架和透光膜组成的温室大棚棚顶 所述柔性光伏电 池 单位面积的重量仅为晶硅光伏电池的重量的1 3 1 6 所述柔性光伏电池单位面积的发 电功 率比晶硅硬性光伏板的发电功 率要高10 25 所述柔性光伏电池可以卷起 成为一 个光伏卷 所述透光膜可以让部分阳光透过进入水产养殖温室大棚内 所述阳光照射到柔 性光伏电池 所述透光膜的作用是吸收散射光 所述弧形支撑架的作用是支撑透光膜和柔 性 光伏电池 所述保温材 料的作用是保持养殖 水池恒定的温度 0009 优选 的 所述氢能储罐在有阳光照射的条件下 所述柔性光伏电池发出的直流光 伏电储存到储能电池内向储能电池充电 所述储能电池同时向温室大棚的通风 照明和增 氧设备提供电力 所述储能电池的电量充满后向氢电解池提供电能 所述氢电解池内电解 水产生氢气和氧气 所述氢气通过第二氢气管道储存到氢能储罐内 所述氧气通过氧气管 道储存到氧气储罐内 所述氧气储罐内氧气通过氧气 压缩机和氧气鼓泡管道通入到养殖水 池内进行氧气鼓泡 所述氢电解池电解制氢 的余热需要导出 所述养殖水池内的冷水通过 第一冷水管道 水循环泵 第二冷水管道进入到氢电解池内部的第一换热器内交换得到热 水后通过第二管道 0010 优选的 所述氢燃料电池在夜间无阳光照射或阴雨电气柔性光伏电池无法发电 时 所述储能电池向温室大棚的通风 照明和增氧设备提供电力 所述氢能储罐内的氢气通 过第一氢气管道输入到氢燃料电池内 所述氢燃料电池的一侧设置有空气管道 所述空气 管道将空气输入到氢燃料电池 所述氢燃料电池在催化剂的作用下氢气和空气中的氧气在 氢燃料电池产生第一直流电能和 第二直流电能 所述第一直流电能输入到储能电池对储能 电池进行充电 所述储能电池通过第二直流电能对氢燃料电池发电的同时有副产热量产 生 所述养殖水池内的冷水通过第一冷水管道 水循环泵 第二冷水管道进入到氢燃料电池 内部的第二换热器内 所述第二换热器交换得到热水后通过第一管道 第二管道 所述第一 管道 第二管道把热水排入到养殖水池内 利用光伏发电或储能电池的储能电可以在夜间 增加养殖水池内的照明 所述水产养殖温室大棚内还设计用排风机 所述水产养殖温室大 棚通过排 风机调节水产养殖温室大棚内的空气流动的速度和空气的温度 0011 本发明的技 术效果和优点 0012 1 本发明在水产养殖池顶部采用柔性光伏电池建设成温室大棚 温室大棚集约化 进行渔光互补生产 在温室大棚内实现水产养殖 光伏发电 电解制氢和燃料电池发电 多 于自用的光伏电力 进 行电解制氢储能 当储能电力不 足且柔性光伏电池无法发电时 启动 氢燃料电池发电 为储能电池充电 保障水产养殖温室大棚对电力的需求 0013 2 本发明在电解制 氢储能过程中 有副产的氧气和热量产生 可以把副产的氧气 和热量通入到水产养殖温室大棚 促进水产养殖密度的提升 养殖批次的增加和养殖产量 的提升 0014 3 本发明在氢燃料电池发电过程中 有副产热量产生 可以把副产热量通入到水 产养殖温室大棚 促进养殖批次的增 加 和养殖产量的提升 0015 4 本发明在夏天避免了过多的阳光直射水面 影响水产养殖 增加了养殖水产的 采 食时间 增 加水产养殖温室大棚单位 面积的水产的产量 0016 5 本发明采用柔性光伏电池组件 安装和卷起灵活 可以很方便调整水产养殖温 室大棚的光照度 说 明 书 2 5 页 5 CN 114568352 A 0017 6 本 发明在秋 冬 春三季可以提高水温 在环境温度较低时也能开展养殖水产的 活动性 提高养殖水产采食效率和水产的产量 尤其在北方地区 可以延 长水产养殖的时间 和 增 加水产养殖次数 在寒冷的冬 天也可以开展水产养殖 0018 7 本发明可以在夏季温带地区养殖热带高经济价值的水产 提高水产的养殖经济 效益 0019 8 利用光伏发电或储能电池可以自备自用 可以在远离市政电源的偏远位置开展 渔业生产 自备电可以为水产养殖温室大棚提供照明 通风和增氧 增加水产养殖池的照明 时间 增 加水产的采 食时间 提高水产的产量 附图说明 0020 图1为本发明的渔光互补温室大棚水产养殖 方法工作原理的简述 意图 0021 图2为本发明的渔光互补温室大棚水产养殖 方法工作原理的详述 示 意图 0022 图3为本发明的渔光互补温室大棚水产养殖设备流 程的详述 示 意图 0023 图中 1 保温材料 2 围墙 3 养殖照明灯 4 排风机 5 透光膜 7 光伏 卷 8 柔性 光伏电池 9 弧形支撑架 10 阳光 1 第一冷水管道 2 养殖水池 3 直流光伏电 4 第 一管道 15 空气管道 6 氢燃料电池 7 第一氢气管道 8 第一直流电能 19 储能电池 20 第二直流电能 1 第二氢气管道 2 氢能储 罐 23 氧气储罐 4 氧气管道 5 第一换 热器 26 氧气压缩机 27 氢电解池 28 氧气鼓泡管道 29 第二冷水管道 30 水循环泵 31 第二管道 5 立柱 3 6 第二换 热器 40 水产养殖温室大棚 具体实施方式 0024 下面将结合本发明实施例中的附图 对本发明实施例中的技术方案进行清楚 完 整地描述 显然 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例 而不是全部的实施例 基于 本发明中的实施例 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例 都属于 本发明保护的范围 0025 具体实施例一 0026 如图1 图3所示 可以作为一个偏远地区水产养殖渔光互补方法使用 适用广大 沿海滩涂地区的水产养殖区 尤其适合北方水产养殖区 水产养殖温室大棚40 直流电能 储能电池19 电解制氢电解池27 氢能储 罐22 氢燃料电池16 水产养殖温室大棚40由保 温材料1 围墙2 养殖照明灯3 排风机4 透光膜5 柔性光伏电池8 弧形支撑架9和支撑立柱 35组成 水产养殖温室大棚40到直流电能储 能电池19过程 通过在白天水产养殖温室大棚 40的棚 顶太阳能光伏发电储存到直流电能储能电池19内 之后储能电池19产生第一直流电 18和第二直流电能20 然后第二直流电能20供给电解制氢电解池27 产生的氢气储存到氢 能储 罐22内 电解制氢电解池 7在电解制氢过程中产生的余热和氧气 接入到水产养殖温室 大棚40内 提高水产养殖温室大棚40内水温和水体的氧气含量 可以在北方的夏季养殖热 带水产 在冬季和春季季节养殖温带水产 在夜间或阴雨 天 氢能储罐22内的氢气通入到氢 燃料电池16内 采用空气和氢气为原料在氢燃料电池16内进行发电 发出的电能储存到第 一 直 流电能储能电池19内 为水产养殖温室大棚40提供照明 通 风 增氧用电 0027 具体实施例二 说 明 书 3 5 页 6 CN 114568352 A 0028 如图1 图3所示 氢燃料电池16发电的余热通过到水产养殖温室大棚40内 提高 水产养殖温室大棚40内的水温 立柱35的作用是支撑柔性光伏电池8 弧形支撑架9和 透光 膜5组成的温室大棚棚顶 柔性光伏电池8单位面积的重量仅为晶硅光伏电池的重量的1 3 1 6 可以铺设到普通弧形的温室大棚的顶部 减低 温室大棚光伏安装改造费用 柔性光 伏电池8单位面积的发电功率比晶硅硬性光伏板的发电功率要高10 25 可以提高温 室大棚单位面积的发电量 柔性光伏电池8可以卷起成为一个光伏卷7 可以按照需要调整 铺设状态 调节养殖水池12的光照度 围墙 形成了养殖水池12 也隔离了养殖水池12和 外 界的环境 阳光10照射到柔性光伏电池8 实现了光伏发电和遮挡部分阳光10的作用 透光 膜5的作用是吸收散射光 在白天为水产养殖提供光线 透光膜 可以让部分阳光10透过进 入水产养殖温室大棚40内 实现水产对 阳光 10的需要和 照明 弧形支撑架9的作用是支撑透 光膜5和柔性光伏电池8 保温材料1的作用是保持养殖水池12恒定的温度 防止养殖水池12 内的热量散失 0029 具体实施例三 0030 如图1 图3所示 氢能储罐22在有阳光10照射的条件下 柔性光伏电池8发出的直 流光伏电13储存到储能电池19内 向储能电池19充电 储能电池19同时向温室大棚的通风 照明和增氧设备提供电力 储能电池19的电量充满后向氢电解池27提供电能 在氢电解池 27内电解水产生氢气和氧气 氢气通过第二氢气管道21储存到氢能储罐22 内 氧气通过氧 气管道24储存到氧气储罐23内 氧气储罐23内氧气通过氧气压缩机26和氧气鼓泡管道28 通入到养殖水池12内进行氧气鼓泡 增加养殖水池12内的溶氧量 可以提高养殖水产的活 性 增加水产养殖密度 提升养殖生产率 氢电解池27电解制氢的余热需要导出 保证恒定 的温度保持氢电解池27的催化剂的活性 养殖水池12 内的冷水通过第一冷水管道11 水循 环泵30 第二冷水管道29进入到氢电解池27内部的第一换热器25内 交换得到热水后通过 第二管道31 把热水排入到养殖水池 2内 提高养殖水池12的水温 提高水产养殖的产量非 常有意义 在夏天提高养殖水池12的温度 可以在温带地区养殖热带名贵水产 在冬季和春 秋季节可以增加养殖批次 提高单位面积上的水产的产量 尤其在北方冬季更加有意义 可 以利用原来冬季空置的鱼塘进行养殖生产 0031 具体实施例四 0032 如图1 图3所示 氢燃料电池16在夜间无阳光10照射或阴雨电气柔性光伏电池8 无法发电时 储能电池19向温室大棚的通风 照明和增氧设备提供电力 当电量不足时 启 动氢燃料电池16发电 氢能储罐22内的氢气通过第一氢气管道17输入到氢燃料电池16内 同时空气通过 空气管道15输入到氢燃料电池16 在催 化剂的作用下氢气和空气中的氧气在 氢燃料电池16产生第一直流电能18和第二直流电能20 第一直流电能18输入到储能电池 19 对储能电池19进 行充电 满足温室大棚对电能的需求 储能电池19通过第二直流电能20 对氢燃料电池16发电的同时有副产热量产生 养殖水池12 内的冷水通过第一冷水管道11 水循环泵30 第二冷水管道29进入到氢燃料电池16内部的第二换热器36内 交换得到热水 后通过第一管道14 第二管道31 把热水排入到养殖水池12内 提高养殖水池12的水温 增 加水产养殖批次 提高水产养殖生产率 利用光伏发电或储能电池19的储能电可以在夜间 增加养殖水池12内的照明 增加水产采食时间 提高水产的产量 另外水产养殖温室大棚40 内还设计用排风机4 可以利用排风机 调节水产养殖温室大棚40内的空气流动的速度和空 说 明 书 4 5 页 7 CN 114568352 A 气的温度 保持水产养殖温室大棚40在最佳的温度范围内 0033 具体实施例五 0034 如图2所示 利用光伏发电或储能电池19的储能电可以在夜间增加养殖水池12内 的养殖照明灯3 增加水产采食时间 提高水产的产量 另外水产养殖温室大棚40内还设计 用排风机4 可以利用排风机4调节水产养殖温室大棚40内的空气流动的速度和空气的温 度 保持水产养殖温室大棚40在最佳的温度范围内 0035 最后应说明的是 以上所述仅为本发明的优选实施例而已 并不用于限制本 发明 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明 对于本领域的技术人员来说 其依然可 以对前述各实施例所记载 的技术方案进行修改 或者对其中部分技术特征进行等同替换 凡在本发明的精神和原则 之内 所作的任何修改 等同替换 改进等 均应包含在本发明的 保护范围之内 说 明 书 5 5 页 8 CN 114568352 A 图1 说 明 书 附 图 1 3 页 9 CN 114568352 A 图2 说 明 书 附 图 2 3 页 10 CN 114568352 A 图3 说 明 书 附 图 3 3 页 11 CN 114568352 A