[實用新型]一種光伏-熱伏耦合發電系統

有效

• 申請號: 201721245330.2
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN207460060U
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 林濤;劉泉源;沈娜;林嘉豪;嚴喜南;李志剛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學廣州學院;廣州科信光機電企業孵化器有限公司
• 主分類號: H02S10/10
• 分類號: H02S10/10;H02N11/00;F24S50/00
• 代理公司: 廣州中浚雄杰知識產權代理有限責任公司 44254
• 代理人: 李肇偉

1.一種光伏-熱伏耦合發電系統，其特征在于：包括：光伏模塊、熱伏模塊、冷卻模塊、控制模塊；

所述光伏模塊包括：光伏電池、電壓電流數據采集模塊；

所述熱伏模塊包括：第一換熱循環裝置、溫度數據采集模塊、電壓電流數據采集模塊、半導體溫差發電單元；

所述冷卻模塊為第二換熱循環裝置；

所述控制模塊包括：基于應用軟件PLC和單片機控制原理開發的主控芯片、逆變器、充放電控制器、蓄電池、電路連接用的導線；

所述冷卻模塊中包括金屬材質的第二水冷頭，所述第二水冷頭的一面通過高溫粘合劑將冷卻模塊粘合在光伏模塊中的光伏電池的下底面，所述第二水冷頭的另一面通過高溫粘合劑與熱伏模塊中的半導體溫差發電單元的冷端面粘結。

2.根據權利要求1所述的一種光伏-熱伏耦合發電系統，其特征在于：所述光伏電池可以是單晶硅光伏電池、多晶硅光伏電池、聚光式太陽能光伏電池中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的一種光伏-熱伏耦合發電系統，其特征在于：所述熱伏模塊中的第一換熱循環裝置與冷卻模塊中的第二換熱循環裝置原理相同，所述換熱循環裝置均包括：管程流體、循環結構，所述管程流體為液態水；所述循環結構均包括：循環泵、金屬材質水冷頭、循環管道、換熱器和儲水容器。

4.根據權利要求3所述的一種光伏-熱伏耦合發電系統，其特征在于：所述換熱器為金屬材質蛇形管，所述換熱器可與翅片通過焊接形式連接。

5.根據權利要求3所述的一種光伏-熱伏耦合發電系統，其特征在于：所述儲水容器為不銹鋼保溫容器，所述不銹鋼保溫容器內裝有待換熱的水，所述不銹鋼保溫容器設有進水管、出水管。

6.根據權利要求1或5所述的一種光伏-熱伏耦合發電系統，其特征在于：所述冷卻模塊的換熱循環裝置中不銹鋼保溫容器的進水管道與自來水管道相連，所述不銹鋼保溫容器的出水管道與太陽能熱水器冷水入口管道相連。

7.根據權利要求3所述的一種光伏-熱伏耦合發電系統，其特征在于：所述熱伏模塊的不銹鋼保溫容器的進水管道與太陽能熱水器熱水儲箱出水管道相連，所述不銹鋼保溫容器的出水管道與太陽能熱水器熱水儲箱入水管道相連。

8.根據權利要求1所述的一種光伏-熱伏耦合發電系統，其特征在于：所述半導體溫差發電單元包括：半導體溫差發電芯片、電氣布線，所述半導體溫差發電芯片由銻化鉍制成。

9.根據權利要求1所述的一種光伏-熱伏耦合發電系統，其特征在于：所述控制模塊的主控芯片檢測用戶的太陽能熱水器的熱水儲箱水溫，當水溫高于工作目標值時，控制模塊控制熱伏模塊和冷卻模塊中與換熱器的循環管道相連的循環泵工作；控制模塊的主控芯片檢測熱伏模塊中的不銹鋼保溫容器水溫，當水溫低于工作目標值時，控制模塊控制熱伏模塊和冷卻模塊中與換熱器的循環管道相連的循環泵停止工作。

10.根據權利要求1所述的一種光伏-熱伏耦合發電系統，其特征在于：所述光伏-熱伏耦合發電系統通過電壓電流數據采集模塊，控制模塊分別采集得到光伏模塊和熱伏模塊輸出的電壓值與電流值，將各發電模塊作為充放電電路二端口網絡的內部電路，通過控制模塊計算各發電模塊實時的輸出功率對電壓的求導運算值，并將所述的各發電模塊當前的輸出功率對電壓的導數值與預先設定導數值相比較：

當所述的各發電模塊當前的輸出功率對電壓的實時導數值大于預先設定導數值時，通過調節充放電控制器的DC/DC變換器開關的PWM占空比來增加外部電路的阻值，直到各發電模塊當前的輸出功率的實時導數值等于預先設定導數值時，停止調節，保證光伏-熱伏耦合發電系統的功率輸出最大化；

當所述的各發電模塊當前的輸出功率對電壓的實時導數值小于預先設定導數值時，通過調節充放電控制器的DC/DC變換器開關的PWM占空比來減小外部電路的阻值，直到各發電模塊當前的輸出功率的實時導數值等于預先設定導數值時，停止調節，保證光伏-熱伏耦合發電系統的功率輸出最大化。