[發明專利]一種用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環系統

有效

• 申請號: 201610740862.7
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN106613531B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 李美成;王恬悅;崔夢其;陳杰威;劉文健
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: A01G9/24
• 分類號: A01G9/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環系統，其中光伏光熱組件與公共水網、電網及低溫蓄熱水箱相連，在發電的同時最大程度上利用發電廢熱以及未被利用的太陽輻照，提高光伏電池發電效率，并生產低溫熱水，可用于大棚加濕；高溫蓄熱水箱通過熱泵機組與低溫蓄熱水箱連接，生產并存儲用于大棚空間加熱的高溫熱水；熱泵機組后設有地源換熱器，可抽取季節性存儲的地下熱源用以高溫蓄熱水箱的輔助加熱。本發明通過光熱在空間、時間上的轉移，可實現溫室大棚的加濕以及夜晚和冬季條件下的空間加溫；另外，還可實現電能自給、并網發電，是一種有效降低能源消耗，提高太陽能綜合利用效率的光伏光熱一體化循環系統。

技術領域

本發明涉及一種用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環系統，屬于太陽光電、光熱技術綜合應用領域。

背景技術

隨著我國傳統農業向現代農業的轉型推進，規模化溫室大棚的應用獲得了迅速發展。但是目前其能源利用方式仍以電網電能及化石燃料為主（煤、石油、燃氣等），費用昂貴，而且由于廢棄物的排放會產生環境污染。隨著人們節能環保意識的提高，通過利用清潔能源打造新型的綠色、生態農業模式已成為當下人們推崇的潮流。

太陽能作為一種重要的一次能源以及可再生能源，資源豐富，取之不盡、用之不竭，又無需運輸，清潔無污染，為人類創造了一種新的能源利用方式，使社會及人類進入一個節約能源減少污染的時代。太陽能的利用方式一般分為兩種：太陽能光電利用和光熱利用。近年來，隨著光伏電池和太陽能集熱器效率的提高，太陽能光伏光熱技術（PVT）作為一種光電/光熱綜合利用技術得到了迅速發展，并在農業溫室大棚中有一定應用，如授權公告號為CN 103986414 B的發明專利說明書，公開了一種光伏光熱建筑一體化系統實現生活熱水供給；授權公告號為CN 104025947 B的發明專利說明書，公開了一種自循環溫室大棚，利用雨水作為光伏光熱組件的傳熱工質，通過保溫前墻和地下保溫層實現溫室的熱循環以及電能自給。

然而，以上利用的PVT系統的運行模式較為單一，無法進行季節性運行模式的切換，導致光熱的綜合利用效率不高；另外在極端氣候條件下，難以保證大棚內的恒溫恒濕條件。

發明內容

本發明的目的在于克服現有的技術缺陷，提供一種可實現季節性運行模式的切換、提高熱利用效率的用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環系統，不需要外加輔助加熱設備實現熱電的自供給。

本發明通過以下技術方案實現：

一種用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環系統，包括光伏光熱組件1，低溫蓄熱水箱2，熱泵機組6，高溫蓄熱水箱9，地源換熱器10，風機盤管11，濕度傳感器3，空氣加濕器4，循環水泵12。所述光伏光熱組件1的集熱管道入口通過循環水泵12與公共水網相連，集熱管道出口與低溫蓄熱水箱2相連，光伏光熱組件1在加熱公共水網的冷水的同時降低了電池表面溫度，利于提高發電效率，同時得到了低溫熱水，存儲于低溫蓄熱水箱2中。低溫蓄熱水箱2末端連接濕度傳感器3和空氣加濕器4，用于溫室大棚內的濕度檢測和空氣加濕。所述高溫蓄熱水箱9進水口與低溫蓄熱水箱2連接，在熱泵機組6的作用下不斷將低溫蓄熱水箱2的熱量泵取至高溫蓄熱水箱9中，生產并存儲用于大棚空間加熱的高溫熱水。所述熱泵機組6后高溫蓄熱水箱9進水口前設有地源換熱器10，可按照季節變化存儲/抽取熱量，用以輔助高溫蓄熱水箱的空間加熱。

進一步，前述高溫蓄熱水箱9末端與風機盤管11相連，高溫熱水流入盤管通過換熱作用加熱空氣；同時，高溫蓄熱水箱9末端與公共水網相連，用于排出經換熱后溫度變低的高溫熱水。

進一步，該用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環系統具有季節性運行模式，可以根據季節變化，有效地保持大棚內部環境的恒溫恒濕。

當前述系統處于春秋運行模式時，白天熱泵機組6開啟，低溫蓄熱水箱2的低溫位熱能經熱泵機組6提升為高溫位熱能，將熱量泵取至高溫蓄熱水箱9中存儲；夜晚熱泵機組6關閉，由高溫蓄熱水箱9釋放的熱量用于大棚加熱。