[發明專利]一種家用型自然循環光伏光熱一體化裝置

有效

• 申請號: 201310348068.4
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103400884A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 張宇;白建波;劉升;王孟
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052;H01L31/058;F24J2/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種家用型自然循環光伏光熱一體化裝置，屬于太陽能光電，光熱技術領域。

背景技術

太陽能光電/光熱綜合利用系統是將太陽能電池（或組件）與太陽能集熱器結合起來制造而成的具有發電以及供熱功能的一種裝置，我們也稱之為光伏光熱一體化系統（PV-T）。這種系統的優勢在于既能解決因光伏電池板（或組件）溫度過高導致發電效率降低的問題，同時又能將電池板的一部分熱量加以利用，為用戶提供熱水或供暖等。

目前的光伏光熱一體化系統多是采用空氣或水進行冷卻的形式。空氣冷卻型的構造簡單，但冷卻效果不理想，而且無法利用太陽能光伏電池模塊產生的熱量；水冷卻型的結構較為復雜，但冷卻效果優于空氣冷卻型模式，同時利用了光伏模塊產生的熱量，提高了太陽能的綜合利用效率。

增強太陽能光伏電池模塊的散熱進而提高發電效率是光伏光熱一體化系統的首要任務，同時提高PV-T的熱利用效率，也是必須要考慮的。

發明內容

本發明的目的在于通過采用水冷自然循環的冷卻形式，將普通的光伏組件與平板集熱器相結合，從而降低光伏組件表面的溫度，提高發電效率，同時產生熱水，達到提高太陽能綜合利用效率。

本發明是通過以下技術方案實現的：?

一種家用型自然循環光伏光熱一體化裝置，包括太陽能光伏組件，平板集熱器，水箱，可編程控制器和蓄電池；所述太陽能光伏組件的背板材料采用平板集熱器的藍綠色集熱板，使太陽能光伏組件與平板集熱器相結合，所述太陽能光伏組件中電池片的下方和電池片與電池片之間的縫隙分布有集熱管道；所述水箱的出口與集熱管道的入水口相連，所述集熱管道的出水口與水箱的入口相連；所述蓄電池，太陽能光伏組件的接線盒均與可編程控制器相連接，所述可編程控制器與電網相連接用于并網發電，所述可編程控制器與用戶端控制器相連，用戶通過操作用戶端控制器以對可編程控制器進行控制。

前述的水箱中安裝有加熱器和水溫探測器，分別用于加熱水箱中的水和探測水箱中的水溫；所述加熱器和水溫探測器分別與可編程控制器相連接。

前述的水箱的出口處設有閥門，用以排出集熱管道中的水，所述閥門與可編程控制器相連。

前述的集熱管道入水口處設有快速加熱器和管道水溫探測器，所述快速加熱器和管道水溫探測器分別與可編程控制器相連。

前述的可編程控制器分為冬季運行模式和夏季運行模式，并且根據系統時間自動調節運行模式。

前述在運行過程中，可編程控制器首先檢測蓄電池的電壓，如果蓄電池的電壓低于設定值，則可編程控制器控制太陽能光伏電池所發的電用于蓄電池充電，直到蓄電池的電壓高于設定值時，再控制光伏電池所發的電用于并網發電。

前述當可編程控制器處于夏季運行模式時，如果管道溫度探測器檢測到集熱管道入水口處水溫低于設定值，則可編程控制器控制并網發電啟動集熱管道中的快速加熱裝置，從而加熱集熱管道中的水，滿足用戶需求。

前述當可編程控制器處于冬季運行模式時，在蓄電池充滿電后，可編程控制器首先控制光伏電池發電啟動水箱中的加熱器，當水溫探測器檢測到水箱中水溫達到設定值時，可編程控制器再控制光伏電池用于并網發電。

前述當可編程控制器處于冬季運行模式時，如果管道水溫探測器檢測到集熱管道中的水溫降為0°C，則可編程控制器控制蓄電池輸出電流啟動快速加熱裝置，加熱集熱管道中的水，實現集熱管道的防凍保護。

前述如果可編程控制器檢測到光伏電池輸出的電流為0，同時水箱中的水仍未達到設定溫度，則可編程控制器控制蓄電池輸出電流啟動水箱中的加熱器，從而提高水箱中的水溫。

通過采用上述技術手段，本發明具有的有益效果為：

1）本發明采用自然循環的形式，采用光伏電池與平板集熱器相結合的形式，可以降低光伏電池組件溫度，提高發電效率，提高太陽能綜合利用效率，同時大大增加集熱管道中水的自然循環動力，增加該PV-T的集熱效率，根本上降低了系統的投資費用；

2）本發明的可編程控制器能夠根據水箱中的水溫以及蓄電池的電量，改變光伏電池發電量的去處，實現在冬天能夠產生較高溫度的熱水供人們所使用；

3）本發明設置的蓄電池，在陰雨和晴天天氣條件下，能夠將晴天儲存于蓄電池中的電力用于加熱水箱中的水，實現太陽輻照量的錯峰使用；

4）本發明還設有防凍方案，能夠確保本裝置在冬季低溫條件下的安全穩定運行。

附圖說明

圖?1為本發明的背板處集熱管道布置示意圖；