[發(fā)明專利]一種聚光光伏/光熱耦合天然氣熱電冷三聯(lián)供一體化系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810020945.8
• 申請(qǐng)日: 2018-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN108194202A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳海平;劉皓文;張衡;黃吉光;梁凱;郭欣欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): F02C6/18
• 分類號(hào): F02C6/18;H02S40/44;F25B30/06;F24S10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種聚光光伏/光熱耦合天然氣熱電冷三聯(lián)供一體化系統(tǒng)，主要包括聚光光伏光熱組件（1）、天然氣供電系統(tǒng)（2）、熱泵（3）、制冷設(shè)備（4）、用戶端（5）。聚光光伏光熱組件（1）產(chǎn)生的熱水，通過熱泵升溫后用于供暖與生活用水，并驅(qū)動(dòng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷。天然氣供電系統(tǒng)（2）帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)，并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。尾部煙氣驅(qū)動(dòng)制冷設(shè)備（4）并生活采暖。本發(fā)明不僅有效利用光伏發(fā)電與天然氣發(fā)電過程產(chǎn)生的余熱，用以供給用戶端采暖、制冷與生活用水。同時(shí)降低了光伏電池溫度，提高了光伏電池效率，增加了光伏電池的使用壽命，實(shí)現(xiàn)了能量的梯級(jí)利用。系統(tǒng)能夠布置于建筑頂層，可給建筑供電、采暖、制冷與供給生活用水，適于大規(guī)模推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種聚光光伏/光熱耦合天然氣熱電冷三聯(lián)供一體化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽能作為一種清潔能源，提高其利用效率可以大大減輕目前所面臨的化石能源危機(jī)。目前，太陽能三聯(lián)供系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用前景。很多學(xué)者在這一領(lǐng)域開展了大量研究，萬勍等設(shè)計(jì)了一種太陽能聯(lián)供系統(tǒng)，指出太陽能冷熱電聯(lián)供的主要技術(shù)途徑是以太陽能為熱源，通過光電轉(zhuǎn)換并驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)組制冷，或者通過光熱電轉(zhuǎn)換，以動(dòng)力循環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)同時(shí)發(fā)電、供暖和制冷。Wang等設(shè)計(jì)了一種結(jié)合朗肯循環(huán)和噴射式制冷循環(huán)的太陽能冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，并研究了時(shí)角和邊坡角對(duì)平板式太陽能集熱器系統(tǒng)性能的影響，最后利用遺傳算法，以最大?效率為目標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化。Medrano等以西班牙一棟既有建筑為研究對(duì)象，證明了引入太陽能后， 聯(lián)供系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電費(fèi)和燃?xì)赓M(fèi)的節(jié)約，并指出吸收式制冷機(jī)在節(jié)能中起到至關(guān)重要的作用。

在實(shí)際生活中，CPC-PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)具有廣泛的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，ChaoqingFeng等設(shè)計(jì)了一種用于太陽能綠色建筑屋頂?shù)腃PC-PV/T/D系統(tǒng)，既可以產(chǎn)生電能和熱能，又可以為室內(nèi)提供熱量，實(shí)驗(yàn)顯示，該種屋頂在中午光線最強(qiáng)時(shí)透過率僅為30%，在外部光線較弱時(shí)可達(dá)70%以上，具有良好的調(diào)節(jié)室內(nèi)光線的功能，同時(shí)最高電效率為7%，最大的空氣加熱功率為55W，具有良好的實(shí)用價(jià)值。Xu Yu等設(shè)計(jì)了一種用于綠色建筑的dielectriccompound parabolic concentrator (dCPC)，并通過模擬驗(yàn)證了dCPC具有調(diào)節(jié)室內(nèi)光線的功能，同時(shí)具有一定的發(fā)電能力。

而天然氣是一種潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質(zhì)，燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳少于其他化石燃料，造成溫室效應(yīng)較低，因而能從根本上改善環(huán)境質(zhì)量。采用天然氣進(jìn)行供電，可以大大減少二氧化碳的產(chǎn)生，同時(shí)可更好地與建筑進(jìn)行結(jié)合。因此國(guó)內(nèi)外對(duì)天然氣三聯(lián)供系統(tǒng)也有著大量的研究。

康書碩提出一種天然氣基冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)（NG-CCHP）與土壤源熱泵（GSHP）相耦合的分布式能源系統(tǒng)。并以一典型案例作為對(duì)象，研究了系統(tǒng)性能與耦合關(guān)鍵操作參數(shù)對(duì)一體化供能系統(tǒng)性能的影響特性。張琪等人基于熱力學(xué)第二定律對(duì)天然氣熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析，得到了天然氣氣價(jià)對(duì)三聯(lián)供系統(tǒng)的影響。王玉同等結(jié)合國(guó)內(nèi)外三聯(lián)供發(fā)展情況及北京市最新的發(fā)展政策，研究適合北京地區(qū)發(fā)展的三聯(lián)供系統(tǒng)，設(shè)計(jì)具有北京特色的冷熱電三聯(lián)供技術(shù)方案，并以北京燃?xì)饧瘓F(tuán)辦公大樓項(xiàng)目為例，重新設(shè)計(jì)優(yōu)化三聯(lián)供系統(tǒng)配置。

本發(fā)明通過采用聚光光伏光熱組件與傳統(tǒng)天然氣三聯(lián)供系統(tǒng)耦合的方法，對(duì)傳統(tǒng)天然氣三聯(lián)供系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，增加系統(tǒng)產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，并且能更好的與建筑結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種聚光光伏/光熱耦合天然氣熱電冷三聯(lián)供一體化系統(tǒng)，在傳統(tǒng)天然氣三聯(lián)供系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加光伏/光熱組件。將光伏/光熱組件產(chǎn)生的電與熱并入系統(tǒng)總產(chǎn)出中，增加系統(tǒng)效率，實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用與系統(tǒng)優(yōu)化。

本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種聚光光伏/光熱耦合天然氣熱電冷三聯(lián)供一體化系統(tǒng)，主要包括聚光光伏光熱組件（1）、天然氣供電系統(tǒng)（2）、熱泵（3）、制冷設(shè)備（4）、用戶端（5）。其特征在于：聚光光伏光熱組件(1)與天然氣供電系統(tǒng)（2）二者于熱泵（3）處耦合后與制冷設(shè)備（4）、用戶端（5）后依次相連。