[發明專利]基于光伏光熱一體化的風光儲綜合能源系統及控制方法

在審

• 申請號: 202210920056.3
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN115420035A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 勾昱君;楊興豪;鐘曉暉;紀明達
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B27/00;F25B49/02;H02S10/12;H02S40/44;H02S40/42
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 邢智博

1.一種基于光伏光熱一體化的風光儲綜合能源系統，包括：風熱機組、壓縮機、換熱裝置、光伏光熱一體化板和儲水箱，風熱機組內設置有齒輪箱；其特征在于，

壓縮機與齒輪箱連接，壓縮機的兩個端口分別與換熱裝置連接，換熱裝置包括第一管路、第二管路、第一換熱器、第二換熱器、空氣源換熱器、第一閥門、第二閥門、換向閥、第一循環水泵和第二循環水泵；

第一管路的一端與壓縮機的一端口連通，第一管路的另一端與換向閥連接，第一管路上連接有第一換熱器，第一換熱器的一端口與第一循環水泵的一端連通，第一循環水泵的另一端與儲水箱的一端口連通，儲水箱的另一端口與第一換熱器的另一端口連通；

第二管路的一端與壓縮機的另一端口連通，第二管路的另一端連接有第一支管和第二支管，第一支管上依次連接有第一閥門和第二換熱器，第二換熱器的一端口與第二循環水泵的一端連通，第二循環水泵的另一端與光伏光熱一體化板的進水口連通，光伏光熱一體化板的出水口與第二換熱器的另一端口連通；第二支管上依次連接有第二閥門和空氣源換熱器，第一支管和第二支管的端部分別與換向閥連接。

2.根據權利要求1所述的基于光伏光熱一體化的風光儲綜合能源系統，其特征在于，光伏光熱一體化板的輸出端與逆變器的一端電連接，逆變器的另一端與交流匯流箱的一端電連接，交流匯流箱的另一端與用戶端和/或電網電連接。

3.根據權利要求1所述的基于光伏光熱一體化的風光儲綜合能源系統，其特征在于，光伏光熱一體化板包括玻璃蓋板、光伏電池、金屬集熱背板、集流通道和保溫層，玻璃蓋板的一面與光伏電池的一面連接，光伏電池的另一面與金屬集熱背板的一面連接，金屬集熱背板的另一面與集熱流道的一面連接，集熱流道的另一面與保溫層連接，保溫層上分別開設有貫通至集熱流道的進水口和出水口。

4.根據權利要求1所述的基于光伏光熱一體化的風光儲綜合能源系統，其特征在于，儲水箱還包括用水口，用水口與用戶端連接。

5.一種根據權利要求1-4任一項所述的基于光伏光熱一體化的風光儲綜合能源系統的基于光伏光熱一體化的風光儲綜合能源系統控制方法，其特征在于，包括制熱控制方法和制冷控制方法，其中，制熱控制方法按以下步驟進行：

S11、選擇制熱模式，并開啟風熱機組；

S12、通過風熱機組驅動壓縮機轉動，壓縮機將第一制冷劑壓縮成第一制冷劑氣體；

S13、第一制冷劑氣體傳輸至第一換熱器中，第一制冷劑氣體與第一換熱器外的第一循環水換熱，得到第一液體制冷劑和熱水；

S14、通過第一循環水泵將熱水傳輸至儲水箱，第一液體制冷劑通過換向閥傳輸至第二換熱器中；

S15、第一液體制冷劑在第二換熱器中與光伏光熱一體化板中的水換熱，第一液體制冷劑蒸發，回到壓縮機中；

制冷控制方法按以下步驟進行：

S21、選擇制冷模式，并開啟風熱機組；

S22、通過風熱機組驅動壓縮機轉動，壓縮機將第二制冷劑壓縮成第二制冷劑氣體；

S23、第二制冷劑氣體傳輸至空氣源換熱器中，在空氣源換熱器中冷凝成第二液體制冷劑，第二液體制冷劑通過換向閥傳輸至第一換熱器中；

S24、第二液體制冷劑與第一換熱器外的第二循環水換熱，第二循環水形成冷水，通過第一循環水泵輸送至儲水箱中，第二液體制冷劑換熱后蒸發，回到壓縮機中。

6.根據權利要求5所述的基于光伏光熱一體化的風光儲綜合能源系統控制方法，其特征在于，通過第二循環水泵將光伏光熱一體化板中的水輸送至第二換熱器，作為第二換熱器的熱源與第一液體制冷劑進行換熱。

7.根據權利要求5所述的基于光伏光熱一體化的風光儲綜合能源系統控制方法，其特征在于，還包括啟停控制方法，具體包括：當風熱機組的高速軸的轉矩達到壓縮機的最低轉矩，高速軸轉速小于壓縮機額定轉速的70%且壓縮機滑閥對壓縮機負載的可調范圍在30%至110%額定功率時，通過電磁離合器使壓縮機出力軸與風力機高速軸相連。

8.根據權利要求7所述的基于光伏光熱一體化的風光儲綜合能源系統控制方法，其特征在于，啟停控制方法還包括：當壓縮機的滑閥處于最大進氣量，壓縮機轉速超過額定轉速且風力繼續增大時，控制壓縮機脫網。