[發(fā)明專利]一種家庭光儲熱系統(tǒng)及其控制方法和控制裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211067431.0
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115479397A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 詹鑫;樊華龍
• 申請（專利權(quán)）人: 陽光新能源開發(fā)股份有限公司
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20;F24H15/219;F24H15/305;F24H15/36;F24H15/37;H02J7/35;H02S40/44
• 代理公司: 上海漢之律師事務(wù)所 31378
• 代理人: 馮華

本發(fā)明屬于光伏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種家庭光儲熱系統(tǒng)及其控制方法和控制裝置，包括：光伏組件；電熱水器，通過逆變器與所述光伏組件電連接；儲能電池，與所述光伏組件和所述電熱水器電連接；電能表，用于檢測所述光伏組件的輸出電壓和輸出電流；控制模塊，與所述電能表和所述電熱水器電連接，所述控制模塊被被配置為能夠根據(jù)所述光伏組件的輸出電壓和輸出電流計算所述光伏組件的輸出功率，并根據(jù)所述光伏組件的輸出功率控制所述電熱水器的加熱功率。本系統(tǒng)采用光伏組件替換光熱集熱器，并配置儲能電池，利用離并網(wǎng)一體逆變器，在提供居民用電外，采用光伏電滿足居民熱水需求，并將多余光伏電儲存到電池中，提升光伏發(fā)電自用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光伏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種家庭光儲熱系統(tǒng)及其控制方法和控制裝置。

背景技術(shù)

太陽能具有輻照間歇性的特點，受天氣陰晴影響，無法持續(xù)輸出。在陰雨天輻照量不足，光熱系統(tǒng)需要電加熱補充；晴天輻照較高，光熱系統(tǒng)無法完全使用，產(chǎn)生棄光。而在輻照較好天氣，光伏系統(tǒng)滿足熱水需求后仍可向電網(wǎng)輸電。光伏系統(tǒng)名義太陽能轉(zhuǎn)化效率約為20％，光熱為50％。雖然名義效率差異明顯，但由于光熱系統(tǒng)棄光嚴(yán)重并且使用壽命僅為光伏的1/3，因此光熱減碳效果反而低于光伏。光熱系統(tǒng)供能種類單一，僅能產(chǎn)生熱水，而居民對熱水需求有限，即使強行擴容也無法消納，產(chǎn)生棄光。而光伏系統(tǒng)產(chǎn)生電能通過并網(wǎng)供全社會使用，減少化石能源發(fā)電。光熱系統(tǒng)常布置在陽臺上，而建筑光伏有較大布置與技術(shù)優(yōu)化空間。建筑物除陽臺外，我們還可利用外立面、屋面等，光伏系統(tǒng)仍有布置大量組件提高系統(tǒng)容量的潛力。對于房產(chǎn)開發(fā)商，他們更關(guān)注成本，同等面積條件下光伏初始成本略小于光熱。

然而光伏系統(tǒng)的缺陷在于：光伏發(fā)電具有間歇性特點，出力最高在白天，正午發(fā)電量高、早晚低、夜間無，大部分居民住宅只中午有短暫負(fù)荷，用電負(fù)荷為夜間偏多，因此光伏系統(tǒng)與居民用電存在時間錯位，使得光伏發(fā)電自發(fā)自用率降低。另外，鋰電池推薦環(huán)境溫度為25℃，且其性能在1～35℃范圍以外影響顯著。鋰電池在低溫下充電，不僅會造成電池容量極速衰減，而且會造成嚴(yán)重的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種能提高光伏發(fā)電自發(fā)自用率的家庭光儲熱系統(tǒng)及其控制方法和控制裝置。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種家庭光儲熱系統(tǒng)，包括：

光伏組件；

電熱水器，通過逆變器與所述光伏組件電連接；

儲能電池，與所述光伏組件和所述電熱水器電連接；

控制模塊，與所述電熱水器電連接，所述控制模塊被被配置為能夠根據(jù)所述光伏組件的輸出功率控制所述電熱水器的加熱功率。

在本發(fā)明的一可選實施例中，還包括燃?xì)鉄崴鳎鋈細(xì)鉄崴鞯乃放c所述電熱水器的水路串聯(lián)，所述燃?xì)鉄崴髋c所述控制模塊電連接，所述控制模塊被配置為能夠根據(jù)用水需求和電熱水器的加熱功率，控制所述電熱水器單獨工作或所述電熱水器與所述燃?xì)鉄崴魍瑫r工作。

在本發(fā)明的一可選實施例中，所述儲能電池旁設(shè)有熱水盤管和溫度傳感器，所述熱水盤管與所述電熱水器的水路連通，所述熱水盤管與所述電熱水器之間設(shè)有截止閥，所述溫度傳感器和所述截止閥與所述控制模塊電連接，所述控制模塊被配置為能夠根據(jù)所述溫度傳感器的檢測信號控制所述截止閥的開啟或關(guān)閉。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種所述家庭光儲熱系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

獲取所述光伏組件的實時發(fā)電功率；

當(dāng)所述實時發(fā)電功率小于所述電熱水器的最大額定功率時，控制所述電熱水器的加熱功率，使其與所述實時發(fā)電功率一致；

當(dāng)所述實時發(fā)電功率大于所述電熱水器的最大額定功率時，控制所述電熱水器以所述最大額定功率運行，并控制所述儲能電池對所述光伏組件輸出的多余電量進(jìn)行儲存。