CN105135712A - 太阳能光伏发电和光热采暖集成系统 - Google Patents

太阳能光伏发电和光热采暖集成系统 Download PDF

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魏光普
王太阳
侯进
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Abstract

本发明提供了一种太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，包括太阳能集热器和光伏发电板；其中，太阳能集热器包括进风口、腔体、出风口和集热板；所述腔体的一端设置有进风口，另一端设置有出风口；所述腔体包括相连的空气输入段和空气加热段；所述进风口依次通过所述空气输入段和空气加热段连通所述出风口；所述集热板设置在所述空气加热段内；所述光伏发电板下侧面贴合所述空气输入段的上表面。本发明中光伏发电板下侧面贴合空气输入段的上表面，即光伏发电板的下侧的空气是流动的，降低了光伏发电板的工作温度，可以提高光伏发电板的发电效率。

Description

太阳能光伏发电和光热采暖集成系统
技术领域
本发明涉及太阳能，具体地，涉及一种太阳能光伏发电和光热采暖集成系统。
背景技术
能源短缺和环境污染是人类长期面临的两大难题，开发利用太阳能等可再生能源，发展低碳经济是解决这两大难题的重要途径，也是发展新兴产业的突破口。
光芒万丈的太阳为我们提供了用之不竭的清洁能源，开发利用太阳能意义非常大，估计几十年或数百年后，石油和煤等传统能源将会被人类采尽用竭，到那时太阳能将是我们的最主要能源。太阳能利用通常有两种方式：
光热效应，即把光能转换为热能，如太阳能热水器，太阳灶、太阳房、太阳能(聚焦)热发电等就是光热效应的应用实例。
光伏效应，即通过太阳电池把光能直接转换为电能，太阳电池就是光伏效应的应用实例。
采用太阳电池进行光伏发电和太阳能热利用是利用太阳能的最方便途径，是开发利用太阳能的重要方法。本发明涉及一种既能应用于光伏发电、同时又能采集暖空气的太阳能双重利用系统。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种太阳能光伏发电和光热采暖集成系统。
根据本发明提供的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，包括太阳能集热器和光伏发电板；
其中，太阳能集热器包括进风口、腔体、出风口和集热板；所述腔体的一端设置有进风口，另一端设置有出风口；所述腔体包括相连的空气输入段和空气加热段；所述进风口依次通过所述空气输入段和空气加热段连通所述出风口；所述集热板设置在所述空气加热段内；
所述光伏发电板下侧面贴合所述空气输入段的上表面。
优选地，所述太阳能集热器还包括风机；所述光伏发电板电连接所述风机。
优选地，还包括空气输入通道、地下蓄能舱和地板空气输出口；
其中，所述出风口依次通过所述空气输入通道、所述地下蓄能舱连通所述地板空气输出口。
优选地，所述腔体采用铝合金制成；所述腔体内侧设置有绝热层。
优选地，所述地下蓄能舱设置有蓄能层。
优选地，还包括热水箱和水箱空气输入通道，所述热水箱包括热水存储部和空气循环加热部；
所述热水存储部设置在所述空气循环加热部内侧；所述热水存储部和空气循环加热部之间为空气循环通道；所述水箱空气输入通道的一端连通所述空气输入通道，另一端连通所述空气循环通道的气体输入端，所述空气循环通道的气体输出端连通所述地下蓄能舱。
优选地，所述蓄能层采用相变蓄热材料或混凝土制成。
优选地，还包括电加热器；
其中，所述电加热器设置在所述热水存储部内侧，用于加热所述热水存储部中的水；
所述光伏发电板包括蓄电池；所述蓄电池电连接所述电加热器。
优选地，还包括智能控制阀；
所述智能控制阀的开关回路接入所述空气输入通道；所述水箱空气输入通道设置在所述智能控制阀的下游；
所述光伏发电板电连接所述智能控制阀。
优选地，还包括控制箱和室内空气输入通道；
其中，所述控制箱的输入端连通所述出风口，输出端一方面连通所述空气输入通道，另一方面连通多个室内空气输入通道。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明中光伏发电板下侧面贴合空气输入段的上表面，即光伏发电板的下侧的空气是流动的，降低了光伏发电板的工作温度，可以提供光伏发电板的发电效率；
2、本发明中光伏发电板电连接太阳能集热器的风机，能够给风机供电，实现了光伏和光热的互补，节约了能源；
3、本发明结构简单，布局合理，易于推广；
4、本发明能够用于建筑物上。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中太阳能集热器的结构示意图。
图中：
1为光伏发电板；
2为太阳能集热器；
3为进风口；
4为出风口；
5为空气输入段；
6为空气加热段；
7为空气输入通道；
8为地下蓄能舱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，本发明提供的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，包括太阳能集热器2和光伏发电板1；其中，太阳能集热器2包括进风口3、腔体、出风口4和集热板；所述腔体的一端设置有进风口3，另一端设置有出风口4；所述腔体包括相连的空气输入段5和空气加热段6；所述进风口3依次通过所述空气输入段5和空气加热段6连通所述出风口4；所述集热板设置在所述空气加热段6内；所述光伏发电板1下侧面贴合所述空气输入段5的上表面。
所述太阳能集热器2还包括风机；所述光伏发电板1电连接所述风机。本发明提供的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，还包括空气输入通道7、地下蓄能舱8和地板空气输出口；其中，所述出风口4依次通过所述空气输入通道7、所述地下蓄能舱8连通所述地板空气输出口。
所述腔体采用铝合金制成；所述腔体内侧设置有绝热层。所述地下蓄能舱8设置有蓄能层。所述蓄能层采用相变蓄热材料或混凝土制成。
本发明提供的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，还包括热水箱和水箱空气输入通道7，所述热水箱包括热水存储部和空气循环加热部；所述热水存储部设置在所述空气循环加热部内侧；所述热水存储部和空气循环加热部之间为空气循环通道；所述水箱空气输入通道的一端连通所述空气输入通道7，另一端连通所述空气循环通道的气体输入端，所述空气循环通道的气体输出端连通所述地下蓄能舱8。本发明提供的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，还包括电加热器；其中，所述电加热器设置在所述热水存储部内侧，用于加热所述热水存储部中的水；所述光伏发电板1包括蓄电池；所述蓄电池电连接所述电加热器。
本发明提供的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，还包括智能控制阀；所述智能控制阀的开关回路接入所述空气输入通道7；所述水箱空气输入通道设置在所述智能控制阀的下游。所述光伏发电板电连接所述智能控制阀。所述智能控制阀的控制回路设置在室内。所述智能控制阀为一种能够根据设定自动控制开关回路开断的阀门。
本发明提供的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，还包括控制箱和室内空气输入通道；其中，所述控制箱的输入端连通所述出风口4，输出端一方面连通所述空气输入通道7，另一方面连通多个室内空气输入通道。室内空气输入通道的输出端连通各个房间。所述风机设置在所述控制箱内。
当使用本发明提供的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统时，冬天时，在白天，将室外的空气经过进风口3，进入腔体，在空气输入段5对光伏发电板1的背面冷却，在空气加热段6被集热板加热后通过出风口4输入控制箱，进而输入到各个房间、空气循环通道和地下蓄能舱8。地下蓄能舱8存储热能，在夜晚时，地下蓄能舱8将存储的热能释放至室内；夏天时，在夜晚时，将室外的冷空气经过进风口3、腔体、出风口4、控制箱进入地下蓄能舱8，地下蓄能舱8存储冷能；在白天，将室外的空气经过进风口3，进入腔体，在空气输入段5对光伏发电板1的背面冷却，在空气加热段6被集热板加热后通过出风口4输入控制箱，进而输入到空气循环通道和地下蓄能舱8。地下蓄能舱8通过存储的冷能将热空气冷却后排出。也可在夏天，白天关闭智能控制阀，夜晚时将智能控制阀打开。
本发明采用模块化构造，各模块可进行无缝拼接，所以总系统的发电功率和集热容量可根据安装条件进行随意调节。本发明中单个模块的面积可自由调节，但一般约为1000mm乘以2000mm(约2平方米)。每个模块的光伏发电板1在标准测试条件(25℃，光照强度1000瓦/平方米)下的发电功率在300瓦左右。本发明的光伏发电板1要面对太阳光的方向安装，光伏发电板1的最佳倾角要与安装地的纬度相近。
在本实施例中，光伏发电板1下侧面贴合空气输入段5的上表面，即光伏发电板1的下侧的空气是流动的，降低了光伏发电板1的温度，可以光伏发电板1的发电效率；光伏发电板1电连接太阳能集热器2的风机，能够给风机供电，实现了光伏和光热的互补，节约了能源；发明结构简单，布局合理，易于推广。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，其特征在于，包括太阳能集热器和光伏发电板；
其中，太阳能集热器包括进风口、腔体、出风口和集热板；所述腔体的一端设置有进风口，另一端设置有出风口；所述腔体包括相连的空气输入段和空气加热段；所述进风口依次通过所述空气输入段和空气加热段连通所述出风口；所述集热板设置在所述空气加热段内；
所述光伏发电板下侧面贴合所述空气输入段的上表面。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，其特征在于，所述太阳能集热器还包括风机；
所述光伏发电板电连接所述风机。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，其特征在于，还包括空气输入通道、地下蓄能舱和地板空气输出口；
其中，所述出风口依次通过所述空气输入通道、所述地下蓄能舱连通所述地板空气输出口。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，其特征在于，所述腔体采用铝合金制成；所述腔体内侧设置有绝热层。
5.根据权利要求3所述的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，其特征在于，所述地下蓄能舱设置有蓄能层。
6.根据权利要求3所述的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，其特征在于，还包括热水箱和水箱空气输入通道，所述热水箱包括热水存储部和空气循环加热部；
所述热水存储部设置在所述空气循环加热部内侧；所述热水存储部和空气循环加热部之间为空气循环通道；所述水箱空气输入通道的一端连通所述空气输入通道，另一端连通所述空气循环通道的气体输入端，所述空气循环通道的气体输出端连通所述地下蓄能舱。
7.根据权利要求5所述的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，其特征在于，所述蓄能层采用相变蓄热材料或混凝土制成。
8.根据权利要求6所述的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，其特征在于，还包括电加热器；
其中，所述电加热器设置在所述热水存储部内侧，用于加热所述热水存储部中的水；
所述光伏发电板包括蓄电池；所述蓄电池电连接所述电加热器。
9.根据权利要求6所述的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，其特征在于，还包括智能控制阀；
所述智能控制阀的开关回路接入所述空气输入通道；所述水箱空气输入通道设置在所述智能控制阀的下游；
所述光伏发电板电连接所述智能控制阀。
10.根据权利要求3所述的太阳能光伏发电和光热采暖集成系统，其特征在于，还包括控制箱和室内空气输入通道；
其中，所述控制箱的输入端连通所述出风口，输出端一方面连通所述空气输入通道，另一方面连通多个室内空气输入通道。
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