[發(fā)明專利]一種光伏光熱一體化裝置、熱電聯(lián)合系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910314432.2
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110061696A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍;劉德利;楊帆;張錫鑫;趙丹丹
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H02S40/44
• 分類號: H02S40/44;H02S10/10;H02S40/42
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明提供了一種光伏光熱一體化裝置，包括光伏電池板、溫差發(fā)電片及換熱器，所述溫差發(fā)電片處于光伏電池板與換熱器之間，三者之間進行熱傳遞。本發(fā)明還提供了一種熱電聯(lián)合系統(tǒng)及方法，包括上述光伏光熱一體化裝置以及燃料電池；燃料電池與換熱器連接；本系統(tǒng)還包括與換熱器的出水端連接的溫度傳感器，分別與光伏電池板、溫度傳感器及燃料電池連接的控制器。本發(fā)明的光伏光熱一體化裝置將光伏與光熱技術(shù)結(jié)合并提高設(shè)備對太陽能的整體利用效率，熱電聯(lián)合系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境變化實現(xiàn)對光伏光熱一體化裝置及燃料電池進行高效聯(lián)合運行控制，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性及經(jīng)濟性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種裝置、聯(lián)合系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種光伏光熱一體化裝置、熱電聯(lián)合系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近些年以來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，節(jié)能減排的需求越來越高。因此，以太陽能、風(fēng)能以及燃料電池等為代表的可再生能源技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注及研究。

其中，光伏發(fā)電以太陽能光伏電池為主要發(fā)電部件，太陽能光伏電池的工作原理基于光生伏特效應(yīng)，光生伏特效應(yīng)簡單來說即物質(zhì)在受到光照時其內(nèi)部的電荷分布產(chǎn)生變化并因此產(chǎn)生電動勢的效應(yīng)。與其他能源形式相比，太陽能具有總能量大、分布廣泛，清潔無污染，利用方式經(jīng)濟等一系列優(yōu)點。太陽能光熱設(shè)備則與光伏發(fā)電設(shè)備不同，其通過將太陽光線匯聚從而加熱工質(zhì)，進而用于發(fā)電等。

由于光伏電池板僅對具有一定能量的太陽光具有較高的轉(zhuǎn)化效率，太陽能光伏發(fā)電的效率較低，一般在30％～20％，有大量的太陽能以散熱的形式浪費，因此出現(xiàn)了能夠?qū)⒋瞬糠譄崃坷闷饋淼墓夥鉄嵋惑w化裝置。這類設(shè)備通過管路將水與光伏電池板間進行換熱，一方面冷卻電池板，可以提高電池板的發(fā)電效率；另一方面將大量電池板不能利用的能量轉(zhuǎn)化為熱水中的能量，可在提供電能的同時供給熱水。但是直接通過管路將水與光伏電池板間進行換熱，產(chǎn)生的熱量損耗較快，不利于能量的最大化利用。

同時，太陽能利用技術(shù)具有一系列的優(yōu)勢，但太陽能發(fā)電也具有間歇性、隨機性的特點，受天氣等環(huán)境因素的影響較大，因此限制了太陽能的發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種太陽能利用率高、供電供熱穩(wěn)定的光伏光熱一體化裝置、熱電聯(lián)合系統(tǒng)及方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的光伏光熱一體化裝置，包括光伏電池板、溫差發(fā)電片及換熱器，所述溫差發(fā)電片處于光伏電池板與換熱器之間，三者之間進行熱傳遞。

優(yōu)選地，所述換熱器出水端與熱水罐連接。

優(yōu)選地，所述光伏電池板、溫差發(fā)電片分別與儲能裝置連接。

優(yōu)選地，所述光伏電池板與溫差發(fā)電片之間設(shè)置導(dǎo)熱膏。

優(yōu)選地，所述換熱器為盤管式換熱器。

本發(fā)明提供了一種熱電聯(lián)合系統(tǒng)，包括上述所述的光伏光熱一體化裝置，所述光伏光熱一體化裝置與燃料電池連接。

優(yōu)選地，所述燃料電池與換熱器連接。

優(yōu)選地，還包括與換熱器的出水端連接的溫度傳感器。

優(yōu)選地，還包括分別與光伏電池板、溫度傳感器及燃料電池連接的控制器。

本發(fā)明提供了一種利用上述所述熱電聯(lián)合系統(tǒng)的方法，系統(tǒng)聯(lián)合供電：光伏電池板經(jīng)光照產(chǎn)生電能，將未轉(zhuǎn)化為電能的能量經(jīng)溫差發(fā)電片進一步產(chǎn)生電能，燃料電池通入燃料后產(chǎn)生電能，所述光伏電池板、溫差發(fā)電片及燃料電池產(chǎn)生的電能儲存在儲能裝置中，供用戶使用，當(dāng)使用不足時，控制器首先增加光伏電池板的輸出，當(dāng)光伏電池板供能不足時，增大溫差發(fā)電片的功能，仍不足時，增加燃料電池供能；