[發(fā)明專利]基于光伏光熱一體化的風(fēng)光儲(chǔ)綜合能源系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210920056.3
• 申請(qǐng)日: 2022-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN115420035A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 勾昱君;楊興豪;鐘曉暉;紀(jì)明達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F25B29/00
• 分類號(hào): F25B29/00;F25B27/00;F25B49/02;H02S10/12;H02S40/44;H02S40/42
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所 13103
• 代理人: 邢智博

本發(fā)明提供一種基于光伏光熱一體化的風(fēng)光儲(chǔ)綜合能源系統(tǒng)及控制方法，涉及可再生能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明充分利用風(fēng)能和太陽能兩種可再生能源，將風(fēng)熱系統(tǒng)和光伏光熱系統(tǒng)兩者結(jié)合形成風(fēng)光儲(chǔ)綜合能源系統(tǒng)。風(fēng)熱系統(tǒng)，用于風(fēng)能直驅(qū)壓縮機(jī)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行系統(tǒng)供熱。光伏光熱系統(tǒng)，用于將太陽能轉(zhuǎn)化為電能與熱能。風(fēng)熱系統(tǒng)和光伏光熱系統(tǒng)的結(jié)合點(diǎn)在于利用了光伏光熱一體化技術(shù)，利用光伏光熱一體化技術(shù)產(chǎn)生的熱水作為風(fēng)熱系統(tǒng)的工作熱源，并能降低光伏板的背板溫度，提高電池效率，同時(shí)產(chǎn)生電能實(shí)現(xiàn)建筑物的用電需求。本發(fā)明集發(fā)電、供暖、制冷于一體，全面滿足用戶需求，提高了太陽能和風(fēng)能的綜合利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可再生能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光伏光熱一體化的風(fēng)光儲(chǔ)綜合能源系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

風(fēng)能是一種清潔無公害的可再生能源，很早就被人們利用，并且風(fēng)能儲(chǔ)量巨大，因此日益受到世界各國的重視。太陽能作為一種清潔能源，主要分為太陽能光發(fā)電和太陽能熱發(fā)電兩種類型，太陽能發(fā)電具有安全可靠性高、運(yùn)行成本低、發(fā)電方式靈活、裝置維護(hù)簡單等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用。

目前，太陽能和風(fēng)能往往是單獨(dú)應(yīng)用，太陽能利用率和風(fēng)能利用率均不高。對(duì)于風(fēng)能和太陽能的結(jié)合，一般情況下采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，利用兩種資源季節(jié)性互補(bǔ)特點(diǎn)，將太陽能電池和風(fēng)熱機(jī)組組合成一個(gè)系統(tǒng)，充分發(fā)揮各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，最大限度的利用風(fēng)能和太陽能。但是太陽能和風(fēng)能均需轉(zhuǎn)換成電能再進(jìn)行利用，在能量轉(zhuǎn)換過程中造成部分能量損失，降低了資源利用率，并且僅結(jié)合了光電，而忽視了對(duì)光熱的利用。因此，需要一種新型的風(fēng)光儲(chǔ)綜合能源系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)能和太陽能更大限度的利用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于光伏光熱一體化的風(fēng)光儲(chǔ)綜合能源系統(tǒng)及控制方法，以解決上述問題。

基于上述目的，本發(fā)明提供了一種基于光伏光熱一體化的風(fēng)光儲(chǔ)綜合能源系統(tǒng)，包括：風(fēng)熱機(jī)組、壓縮機(jī)、換熱裝置、光伏光熱一體化板和儲(chǔ)水箱，風(fēng)熱機(jī)組內(nèi)設(shè)置有齒輪箱；壓縮機(jī)與齒輪箱連接，壓縮機(jī)的兩個(gè)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(huán)水泵和第二循環(huán)水泵；第一管路的一端與壓縮機(jī)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(huán)水泵的一端連通，第一循環(huán)水泵的另一端與儲(chǔ)水箱的一端口連通，儲(chǔ)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(jī)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(huán)水泵的一端連通，第二循環(huán)水泵的另一端與光伏光熱一體化板的進(jìn)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。

進(jìn)一步地，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(wǎng)電連接。部分太陽能轉(zhuǎn)換成電能部分供用戶使用，并且能夠?qū)⒂嚯娚暇W(wǎng)連接到市政電網(wǎng)，既能滿足用戶需求，又能提高光伏發(fā)電的發(fā)電效益。

進(jìn)一步地，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(shè)有貫通至集熱流道的進(jìn)水口和出水口。通過光伏光熱一體板，將太陽能分別轉(zhuǎn)化成電能和熱能，對(duì)太陽能進(jìn)行充分的利用。

進(jìn)一步地，儲(chǔ)水箱還包括用水口，用水口與用戶端連接；用于為用戶提供冷水或熱水。

基于光伏光熱一體化的風(fēng)光儲(chǔ)綜合能源系統(tǒng)控制方法，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(jìn)行：

S11、選擇制熱模式，并開啟風(fēng)熱機(jī)組。