[發明專利]一種光伏光熱發電供熱系統及控制方法

有效

• 申請號: 201710701717.2
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107702194B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 劉帥;楊志權;楊搖;黃岳文;羅亮;謝建國
• 申請（專利權）人: 湖南紅太陽新能源科技有限公司
• 主分類號: F24D15/02
• 分類號: F24D15/02;F24D17/00;F24D19/10;H02S40/44
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;廖元寶

本發明公開了一種光伏光熱發電供熱系統，包括光伏光熱組件、光伏逆變器、控制單元、換熱水箱和儲熱水箱，光伏光熱組件的底部安裝有換熱器，換熱器通過換熱管與換熱水箱相連，換熱水箱通過水管與儲熱水箱相連、用于將換熱水箱內達到目標溫度的熱水排放至儲熱水箱。本發明還公開了一種控制方法，包括S01、依據每天的天氣預報預估每日的太陽輻照量；S02、獲取光伏光熱組件的發電量，并依據光電轉換效率來實時校正預估太陽輻照量，再通過校正的預估太陽輻照量獲得當日熱量估算值；S03、依據當日熱量估算值和環境溫度，調整排放的熱水量以及熱水對應的溫度以提高換熱效率。本發明的系統及方法均具有換熱效率高等優點。

技術領域

本發明主要涉及光伏技術領域，特指一種光伏光熱發電供熱系統及控制方法。

背景技術

隨著現代工業的發展，人類對于能源的需求越來越多，對于環境污染問題也日益重視，促使人類努力開展新能源開發，如太陽能、生物質能、風能、水能及地熱能等。在這些新能源中，太陽能作為一種取之不盡、用之不竭、清潔、無污染的新能源受到廣泛關注，是未來新能源產業中的重大支柱之一。太陽能的利用分為光伏發電和光熱利用，光伏即是利用半導體的光生伏特效應直接將光能轉化為電能，光熱是指利用材料吸收光譜中的光能將其轉化為熱能。其中，“光伏”方式的利用效率普遍低于20%，其余大部分都轉化為熱能，一部分轉移到環境中，另一部分使得光伏組件升溫。因此，采用光伏光熱一體化發電供熱方式，同時利用太陽能中的光伏和光熱，則能較大幅度的提高太陽能的綜合利用效率。

現有的光伏光熱組件一般是在傳統的光伏組件背板加換熱器并做保溫，通過換熱介質在換熱器和儲熱水箱中循環，將組件中的熱量轉移儲熱水箱。由于只采用背面單面保溫，在光伏組件正面的散熱較大，因此光熱的效率較低（特別是在環境溫度較低時，光熱效率極端低下）；采用單一的儲熱水箱，不能夠實時提供熱水；現有的光伏光熱的控制系統較為簡單，并未實現通信聯網，不能進行遠程監控；系統的控制參數較為固定，不能根據環境和運行情況實時進行調整，換熱效率受環境變化較大。另外，現有的光伏光熱系統還存在以下不足：

（1）現有的光伏光熱系統中，光熱的熱利用率較低，光熱的效率受環境及光照輻射的影響特別嚴重；當水溫溫升較高時，環境溫度相對較低時，光熱系統幾乎無法吸熱生產熱水。

（2）現有的光伏光熱系統（或太陽能熱水器），均不能實時提供熱水，每天只能在下午之后的特定時間段提供限量熱水，如果需要在白天上午使用熱水，需將所有的水均加熱為熱水。

（3）現有的光伏光熱系統均為本地設置、本地顯示、本地操作，不能滿足用戶隨時隨地的查看熱水信息、設定或更改光熱運行參數。

（4）現有的光熱系統控制采用固定的設置參數，智能化程度較低，不能充分利用光熱能量。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的問題，本發明提供一種結構簡單、換熱效率高的光伏光熱發電供熱系統，并相應提供一種操作簡便的控制方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種光伏光熱發電供熱系統，包括光伏光熱組件、光伏逆變器、控制單元和換熱水箱，所述光伏逆變器與所述光伏光熱組件相連、用于將光伏光熱組件的直流電轉換為交流電，還包括儲熱水箱，所述光伏光熱組件的底部安裝有換熱器，所述換熱器通過換熱管與換熱水箱相連、用于將光伏光熱組件的熱量傳遞至換熱水箱，所述換熱水箱通過水管與儲熱水箱相連、用于將換熱水箱內達到目標溫度的熱水排放至儲熱水箱。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述儲熱水箱內設有電加熱裝置。

所述光伏光熱組件的正面設置有空氣隔熱層或者真空隔熱層。

還包括智能云端和遠程客戶端，所述控制單元通過智能云端與所述遠程客戶端通訊相連。