[發明專利]一種太陽能光伏光熱為驅動的冷熱電三聯供系統

有效

• 申請號: 202111387378.8
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114263995B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 孔祥飛;聶銳明;王路
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F13/30;F24F11/89;F24F11/84;H02S40/44;H02J7/35
• 代理公司: 北京翔石知識產權代理事務所(普通合伙) 11816
• 代理人: 李勇

本發明涉及一種太陽能光伏光熱為驅動的冷熱電三聯供系統，包括：光伏光電單元，與光伏光電單元相連地儲能單元，分別與光伏光電單元以及儲能單元相連地換熱單元，與儲能單元相連的直流微電網單元，與換熱單元以及直流微電網單元相連的雙源熱泵單元，并通過檢測單元和中控單元對系統的換熱進行智能控制。本發明采用雙源熱泵與光伏光電的組合形式，充分利用太陽能來實現供冷、供熱、供電以及生活熱水的供應，太陽能光伏板背集熱蓄存，可以降低太陽能光伏板的工作溫度，提高發電效率，也將收集的熱量蓄存起來供暖或生活熱水使用，當光伏光電無法滿足熱量與電量需求時，可采用蓄熱水箱熱水作為水源與空氣源級蒸發器同時工作，滿足供熱需求。

技術領域

本發明涉及太陽能熱交換系統，尤其涉及一種以太陽能光伏光熱為驅動的冷熱電三聯供系統及其運行方法。

背景技術

當前電能與熱能的產生主要依靠化石能源，而由于化石能源不斷的開發利用，化石能源的蘊藏量逐漸減少，同時化石能源的開采、加工、使用和生產都會造成環境的污染，排出的二氧化碳也成為溫室效應的成因。太陽能為代表的可再生能源成為替代化石能源的主力，具有儲量巨大、獲取成本低、綠色清潔和長久性。

就目前而言，太陽能集熱器在太陽輻射強的天氣有較好的集熱效率，但不能克服太陽能間歇性的特點，在光照不足時無法提供足夠的熱量。單靠太陽能集熱器無法滿足全天的供暖需求。對于太陽能光伏電池來說，電池的發電效率與電池的溫度有較大關系，光伏電池的發電效率會隨其溫度的升高而降低。如果在光伏電池的背面，貼附或焊接管道，熱量傳遞到其中的流體，從而降低電池溫度，提高光電效率。同時可以回收利用流體吸收的熱量，用于需要熱水采暖的地方。

中國發明專利公開號CN108332446A公開了一種低品位太陽能冷熱電三聯供系統，太陽能光伏光熱組件包括位于正面的光伏板和位于背面的集熱器；光伏板用于太陽能發電；集熱器與第一熱水泵、蓄熱水箱相連；蓄熱水箱與第三熱水泵、供熱終端相連；蓄熱水箱與第二熱水泵、吸收式制冷機組相連；吸收式制冷機組與第一冷凍水泵、過冷器一側相連；過冷器另一側與節流閥、蒸發器、壓縮機、冷凝器相連；蒸發器與第二冷凍水泵、供冷終端相連；第一控制器分別與第一熱水泵、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器相連；第二控制器分別與第二熱水泵、第三溫度傳感器、吸收子系統、第一冷凍水泵、第三熱水泵相連。

由此可見，所述低品位太陽能冷熱電三聯供系統存在以下問題：

在太陽能光伏光熱系統驅動熱泵方面，沒有考慮將太陽能光伏直流電即發即用，將其轉化為交流電變換環節過多，給系統技術經濟性、環保性帶來不利影響；或采用大量蓄電池將直流電儲存，但電池熱管理會對系統運行帶來額外的負擔同時沒有任何收益，且沒有考慮到儲能電池的發電效率與溫度的關系。同時，在換熱時，由于光伏光電單元將太陽能轉化為電能和蓄電池充電時產生的熱量不同，而現有技術中大多使用相同流量的水分別對上述兩部件在運行時產生的熱量進行換熱，導致分路后兩路水的換熱效率存在不同，從而導致了換熱裝置與光伏發電裝置的整體換熱效率低。

在光照不足時無法提供足夠的熱量，單靠太陽能集熱器無法滿足全天的供暖需求，進一步沒有考慮非供冷階段產生的電能的用處，以及制冷時沒有考慮回收用戶終端置換出的熱量。

發明內容

為此，本發明提供一種太陽能光伏光熱為驅動的冷熱電三聯供系統，用以克服現有技術中在光照不足時無法提供足夠的熱量，單靠太陽能集熱器無法滿足全天的供暖需求的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種太陽能光伏光熱為驅動的冷熱電三聯供系統，其中，包括：

光伏光電單元，其用以在光線充足時將太陽能轉換為電能；

儲能單元，其與所述光伏光電單元相連，用以存儲光伏光電單元轉換的電能；