一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统的制作方法

本发明属于新能源低碳水利，具体涉及一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统。

背景技术：

1、随着城市化进程加快和气候变化影响加剧，城市内涝灾害频发、水资源短缺问题日益突出，传统城市雨水管理模式已难以适应新型城镇化建设的可持续发展需求。在此背景下，海绵城市建设理念应运而生，强调通过"渗、滞、蓄、净、用、排"等多种措施，实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化和循环利用。

2、目前，城市雨水管理主要依赖两类技术设施：一是雨水调蓄设施，如地下蓄水池、调蓄池等，主要用于暴雨期间的雨水临时存储和错峰排放，缓解市政排水管网压力，防止城市内涝；二是光伏发电设施，主要利用太阳能进行清洁能源生产，为城市基础设施提供绿色电力支持。

3、然而，现有技术存在以下突出问题：

4、第一，空间利用率低，工程集成度不足。传统的雨水调蓄设施与光伏发电设施通常独立规划、分开建设，各自占用独立的土地或空间资源。对于用地紧张的城市核心区或建成改造项目而言，这种分散式布局导致土地利用效率低下，难以在有限空间内同时实现雨水管理和可再生能源供给的双重目标。

5、第二，能源供给形式单一，供电稳定性受限。现有的雨水调蓄设施大多仅具备被动式的蓄排水功能，不产生任何能源输出，其配套的动力设备（如水泵、电动阀门、监控仪表等）完全依赖外部电网供电。一旦遭遇极端天气导致市电中断，调蓄设施的应急响应能力将受到严重影响。

6、第三，雨水回用率低，资源化效益不明显。现有调蓄设施收集的雨水大多经简单沉淀后直接排放或仅用于低标准的绿化浇洒，缺乏有效的深度净化手段和水质保障措施，导致雨水的资源化利用率偏低，未能充分发挥雨水作为非传统水源的替代价值。

7、第四，运维管理不便，全寿命周期成本高。地下式调蓄设施普遍存在检修空间狭小、设备可达性差的问题，日常巡检和维护作业需要开挖地面或设置独立的检修通道，增加了运维难度和成本；此外，各类传感器、执行机构等电气元件长期处于潮湿环境中，故障率较高但难以被及时发现和处理。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统，该系统将光伏发电技术与雨水调蓄净化技术有机结合，具有空间利用率高、能源供给稳定、雨水资源化效率高、运维便捷等优点。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统，包括集水槽、水槽盖板、光伏机组、检修井、管道a和管道b。

4、所述水槽盖板盖设于所述集水槽的顶部，所述水槽盖板上开设有用于收集雨水的集水孔；所述光伏机组设置于所述水槽盖板的上表面。

5、所述集水槽的内部设置有隔板，所述隔板将所述集水槽的内部分隔为水过滤室和净水室，所述隔板上开设有进水孔，所述净水室通过所述进水孔与所述水过滤室连通。

6、所述水过滤室内从上至下依次填充有至少两层滤料层，用于对收集的雨水进行多级过滤净化。

7、所述管道a的一端与所述净水室连通，另一端贯穿所述检修井后与排水管网连通，用于将净化后的雨水排放至市政排水系统，并在排放过程中回收水能进行发电。

8、所述管道b的一端与所述净水室连通，另一端贯穿所述检修井后与用水管网连通，用于将净化后的雨水输送至园区绿化灌溉、道路冲洗或景观补水等用水点。

9、进一步的，所述水过滤室内从上至下依次填充有滤料层a、滤料层b和滤料层c，相邻两层滤料层之间设置有分隔滤垫，防止不同粒径滤料混合，确保分级过滤效果。

10、进一步的，位于所述检修井内部的所述管道a上安装有发电机组，所述发电机组包括自适应稳压阀和涡轮发电机。当系统需要泄水时，水流驱动涡轮发电机旋转产生电能，实现调蓄水能的回收利用；自适应稳压阀用于调节水流压力，保障发电效率和设备安全。

11、进一步的，位于所述检修井内部的所述管道b上安装有雨水净化机构，所述雨水净化机构包括过滤器、电磁阀和水质检测器。过滤器用于对经滤料层初步净化的雨水进行深度处理；电磁阀用于控制回用管路的通断；水质检测器用于实时监测出水水质，确保回用水符合使用标准。

12、进一步的，所述检修井的顶部设置有井口盖板，所述检修井的内侧壁设置有爬梯，便于运维人员进入检修井对发电机组、雨水净化机构等设备进行日常检查和维护。

13、进一步的，所述水过滤室和所述净水室的内表面均涂覆有防水层，防止雨水渗漏，延长结构使用寿命。

14、进一步的，所述集水槽的顶部高于所述水槽盖板的上表面，形成雨水收集空间，增大雨水汇流面积，提高雨水收集效率。

15、进一步的，所述光伏机组以非穿透方式装配于所述水槽盖板的上表面，避免破坏水槽盖板的防水完整性，同时便于光伏组件的安装和维护更换。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、（一）空间利用率高，工程集成度显著提升。本发明采用"地下蓄水治涝、顶面光伏发电"的竖向复合结构设计，将雨水调蓄功能与光伏发电功能在垂直方向上进行空间叠加。光伏机组直接装配于水槽盖板上表面，无需额外占用地面或屋顶空间，实现了"一地两用"甚至"一地多用"，大幅提高了土地利用效率和工程集成度，特别适用于城市用地紧张的建设场景。

18、（二）能源利用形式丰富，供电稳定性强。本发明首创"光伏光能+泄水水能"双能耦合发电模式：晴天及日照充足条件下，光伏机组作为主力电源进行太阳能发电并储能；雨天、阴雨天或夜间，依托调蓄泄水过程中的水流势能驱动涡轮发电机进行水力发电。两种能源形式互为补充、昼夜衔接，显著提高了系统的能源自给能力和供电可靠性。

19、（三）雨水资源化效率高，回用途径多样。本发明构建了"粗滤-中滤-精滤"三级过滤体系配合"精密过滤+实时监测"深度净化模块的完整水处理链路，使收集的雨水经处理后可达到绿化灌溉、道路冲洗、景观补水等多种用途的水质要求，大幅提升了雨水的资源化利用率，减少了对市政自来水的依赖。

20、（四）运维便捷，全寿命周期成本低。本发明设置了专用的检修井及配套的井口盖板、爬梯等设施，为运维人员提供了安全便捷的设备检修通道；发电机组、雨水净化机构等关键设备集中布置于检修井内部，便于统一巡检和维护，降低了系统的长期运维成本。

21、（五）施工便利，适用场景广泛。本发明的主体结构（集水槽、检修井）可采用钢筋混凝土预制拼装或现浇施工工艺建造，施工技术成熟可靠；光伏机组的非穿透式装配方式避免了复杂的防水节点处理，降低了施工难度和质量风险。该系统既适用于新建园区的同步规划建设，也适用于既有场地的改造升级，具有良好的工程适应性和推广价值。

1.一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统，其特征在于，包括集水槽（101）、水槽盖板（111）、光伏机组（104）、检修井（102）、管道a（103）和管道b（105）；

2.根据权利要求1所述的一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统，其特征在于，所述水过滤室（113）内从上至下依次填充有滤料层a（106）、滤料层b（107）和滤料层c（108），相邻两层滤料层之间设置有分隔滤垫。

3.根据权利要求2所述的一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统，其特征在于，位于所述检修井（102）内部的所述管道a（103）上安装有发电机组，所述发电机组包括自适应稳压阀和涡轮发电机。

4.根据权利要求1所述的一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统，其特征在于，位于所述检修井（102）内部的所述管道b（105）上安装有雨水净化机构，所述雨水净化机构包括过滤器、电磁阀和水质检测器。

5.根据权利要求1所述的一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统，其特征在于，所述检修井（102）的顶部设置有井口盖板（121），所述检修井（102）的内侧壁设置有爬梯。

6.根据权利要求1所述的一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统，其特征在于，所述水过滤室（113）和所述净水室（114）的内表面均涂覆有防水层。

7.根据权利要求1所述的一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统，其特征在于，所述集水槽（101）的顶部高于所述水槽盖板（111）的上表面，形成雨水收集空间。

8.根据权利要求1所述的一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统，其特征在于，所述光伏机组（104）以非穿透方式装配于所述水槽盖板（111）的上表面。

9.根据权利要求2所述的一种零碳园区光伏发电耦合雨水调蓄再生利用系统，其特征在于，所述滤料层a（106）为粗滤料层，所述滤料层b（107）为中滤料层，所述滤料层c（108）为精滤料层。