[發明專利]一種低層建筑物中太陽能光伏光熱聯合智能供水系統

無效

• 申請號: 201310392147.5
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN104422147A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 袁銀鳳;王軍
• 申請（專利權）人: 南京帕偌特太陽能有限公司
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J2/10;F24J2/24;H02S40/44;H01L31/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種低層建筑物中太陽能光伏光熱聯合智能供水系統，屬于能源利用技術領域。

背景技術

隨著中國經濟的快速發展，人民生活水平不斷提高，對能源的需求也不斷提高。目前，給居民提供的熱水的主要途徑有太陽能熱水器、電加熱熱水器等。太陽能熱水器在氣象條件良好的情況下能夠提供可靠的生活熱水，但遇到連續陰雨天氣，太陽能熱水器無法提供生活熱水。電加熱熱水器是將電能轉換為熱能，能量轉換的過程為高品位的電能轉化為低品位的熱能，能量轉換中產生了大量的能源浪費。

太陽能光伏電池轉換效率較低，單晶硅一般約為17％左右。為了進步一步提高太陽能的轉換效率，光伏、光熱一體化成為未來太陽能發展的一個重要方向。溫度是影響光伏電池轉換效率的重要因素，電池溫度每上升1度，其光電轉換效率下降3‰至5‰，利用翅片散熱，將熱能釋放到大氣中，并且在溫度較高時，散熱效果較差，影響系統性能。

目前的太陽能熱水器應用廣泛，但普遍存在在陰天時不能連續持續供熱水，在冬天甚至不能提供可靠的生活熱水。雖然目前已有一些廠家在太陽能熱水器中安裝電加熱系統，其成本較高，而且電能來源于電網，大量的電熱水器的使用，無疑將會對電網產生沖擊。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于克服上述現有太陽利用技術相關缺點，提供一種低層建筑中太陽能光伏光熱聯合智能供水系統裝置，以克服現有技術中太陽能轉換效率地、太陽能熱水器供熱水不連續性。

技術方案：為解決上述技術問題，提供一種低層建筑中太陽能光伏光熱聯合智能供水系統裝置，該裝置包括

光伏光熱一體化裝置，將太陽輻射能轉換為電能，同時將太陽能轉換為熱能，由光伏電池組件和冷卻裝置構成；

槽式太陽能熱利用裝置，將太陽輻射能轉換為熱能，由槽式復合拋物面、接收器、支架構成；

變流器裝置，用于將光伏陣列產生的直流電能變換為符合系統要求的直流電能，一般為升壓變換器，完成光伏陣列的最大功率跟蹤控制；

充放電控制器，用于控制蓄電池的充放電，由單片機系統構成；

儲能蓄電池裝置，用于儲存光伏電池產生的直流電能；

電加熱裝置，是光伏陣列和蓄電池的直流電能轉化為熱能，由電加熱管構成；

檢測裝置，用于集中水箱、用戶水箱的水溫以及直流母線的電壓，由溫度傳感器和電壓傳感器等構成；

分流器裝置，用于分配電能，一般由配電柜組成；

匯流箱裝置，用于匯集光伏陣列產生的直流電，匯流后送至變流器裝置；

用戶水箱裝置，用于分配熱水，并安裝在用戶端，由保溫水箱構成，同時在該水箱中安裝電加熱裝置；

集中保溫水箱裝置，用于存儲光伏光熱一體化裝置和槽式太陽能熱利用裝置所加熱的水。

用戶流量計裝置，用以計算用戶用水量，由水表構成；

用戶控制器裝置，用戶設定用戶用水溫度要求，設定溫度后，系統檢測集中水箱是否滿足用戶用水溫度要求，若滿足，則直接供水，若不滿足，則經過電加熱后達到要求后供水。

所述光伏光熱一體化裝置是在太陽能光伏電池背面安裝一個U型冷卻管道，管道可以焊接在電池背面，也可以采用導熱膠粘貼。層壓工藝如圖4所示，最上層為透光面板，下面依次為EVA膠膜、光伏電池片、絕緣層、吸熱板、保溫層。其中絕緣層上下層都有EVA膠膜，吸熱板的材料一般可選用導熱性能良好的鋁板。太陽能光伏光熱一體化立體示意圖如圖5所示，中間虛線部分為U型換熱銅管，可采用焊接工藝焊接在背面吸熱板上，也可以采用導熱性能良好的導熱膠粘貼在吸熱板上。如圖所示，光伏光熱一體化裝置安裝時需要設計安裝角度θ，該角度與安裝地點的維度有關，考慮最大限度吸收太陽能。

所述槽式太陽能熱利用裝置，是將光伏光熱一體化裝置的出口水進行加熱，提高熱水品質，槽式太陽能熱利用裝置如圖3所示，主要由反光鏡16、集熱器17、支架18組成。反光鏡16將陽光反射到集熱器上，集熱器17接收反射的太陽能，加熱集熱器中間的水。支架18主要是起到支撐和跟蹤作用，一般可設計為單軸跟蹤，即跟蹤太陽的方位角。

所述變流器裝置是由升壓變換器，完成光伏陣列的直流變換和和最大功率跟蹤控制光伏陣列產生的直流電能隨著天氣的變換而波動，即使在晴天，云彩的遮擋也會引起電流的變換，為使得輸出電能趨于穩定，需要使用直流升壓變換器穩定光伏陣列的輸出電能。通常變換器的變流能力有限，在光伏陣列輸出電能小幅度變換，升壓變換器可以起到一定的穩壓作用，但輸出變換范圍過大，則需要結合儲能蓄電池裝置共同穩定電能。