CN105490639B - 一种智能型光伏热一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能型光伏热一体化装置，其特征在于，包括光伏组件、管道、小水箱、储水箱、PLC系统控制器、支架、边框、冷水入口、第一水位控制器、第二水位控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、电池盒和逆变器。本发明提供一种智能型光伏热一体化装置，可有效缓解光伏与光热之间的矛盾，有利于太阳能电池板的转换效率和光热的吸收利用,提高能量的综合利用率，使光伏热一体化系统的得到更广泛的推广与应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能型光伏热一体化装置，属于太阳能光伏热技术领域。
背景技术
理论研究表明单晶硅电池在0℃时的最大理论转换效率为30%，而实际发电过程中远远达不到这一发电效率。光强一定时，则硅电池的能量转换效率随自身温度的升高而降低。硅电池在标准状况下（环境温度25℃，辐照度1000W /m2）的能量装换效率约13%左右，而实验表明传统的光伏热一体装置中组件的背板温度最高能达到70℃，此时的转换效率是非常低的，而且高温对组件自身会有烧伤等损害，水温的确可以上去，然而发电量却大幅度降低，这是得不偿失的。光伏热一体化概念的提出就是利用水对组件背板进行冷却，降低背板温度，提高能量转换效率，并且将热量收集起来，提供生活用热水。然而光伏热一体装置提供的热水温度需达到50℃以上才可以用于家用，但光伏组件的背板温度在50℃时的能量转换效率已大幅降低了，光伏热一直处于两难境地，光电效率和热能利用率二者互相抑制，国内到目前为止仍没有找到很好的解决这一问题的方法。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种智能型光伏热一体化装置，可有效缓解光伏与光热之间的矛盾，有利于太阳能电池板的转换效率和光热的吸收利用,提高能量的综合利用率，使光伏热一体化系统的得到更广泛的推广与应用。
一种智能型光伏热一体化装置，其特征在于，包括光伏组件、管道、小水箱、储水箱、PLC系统控制器、支架、边框、冷水入口、第一水位控制器、第二水位控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、电池盒和逆变器；
所述光伏组件由边框固定斜设在支架上，所述储水箱安装在支架的顶部，所述小水箱通过管道连接储水箱，且设置在储水箱的上方，所述电池盒设置在光伏组件的背面，用于导出光伏组件的电能，所述逆变器与光伏组件连接，且将光伏组件的电能转化为交流电并入电网，冷水从所述冷水入口通过管道按顺序流经光伏组件和小水箱，并形成循环；所述第一温度传感器设置在小水箱的入水口，所述第二温度传感器设置在小水箱的出水口，所述第三温度传感器设置在储水箱的出水口，所述第一电磁阀设置冷水入口处，用于控制冷水的流入，所述第二电磁阀设置在小水箱与储水箱的连接管道处，第一水位控制器和第二水位控制器分别设置在小水箱和储水箱的内部，所述第一水位控制器、第二水位控制器、第一温度传感器和第二温度传感器反馈的信息通过数据线传输到所述PLC系统控制器，且PLC系统控制器根据反馈信息控制第一电磁阀和第二电磁阀的开关。
优选地，所述光伏组件由密封胶依次将钢化玻璃、第一EVA封装胶膜、电池片组、导热绝缘膜、第二EVA 封装胶膜和换热器背板封装而成，所述换热器背板内部布置有换热管道。
优选地，所述储水箱内部设置有辅助加热装置，且所述辅助加热装置分别与逆变器的交流电输出端和电网连接，所述辅助加热装置由PLC系统控制器根据第三温度传感器反馈的信息控制工作。
优选地，所述PLC系统控制器包括电源模块和显示装置，且所述电源模块用于为PLC系统控制器提供电力支撑，所述显示装置根据反馈信息显示监测数据。
优选地，所述电池片组由焊条连接而成。
优选地，所述换热管道为蛇形铜质管道。
本发明提供一种智能型光伏热一体化装置，不仅有效的提高了太阳能电池板的转换率和光热的吸收利用，同时有效缓解光伏与光热之间的矛盾，提高能量的综合利用率，使光伏热一体化系统的得到更广泛的推广与应用。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图2为光伏组件的结构示意图；
图3为本发明的PLC系统控制器工作流程图；
图4为本发明的系统流程图。
图中：光伏组件1、管道2、第一温度传感器3、小水箱4、第二温度传感器5、储水箱6、第三温度传感器7、支架8、冷水入口9、边框10、钢化玻璃1-1、第一EVA封装胶膜1-2、电池片组1-3、导热绝缘膜1-4、第二EVA 封装胶膜1-5、换热器背板1-6。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1~4所示，一种智能型光伏热一体化装置，其特征在于，包括光伏组件、管道、小水箱、储水箱、PLC系统控制器、支架、边框、冷水入口、第一水位控制器、第二水位控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、电池盒和逆变器；
所述光伏组件由边框固定斜设在支架上，所述储水箱安装在支架的顶部，所述小水箱通过管道连接储水箱，且设置在储水箱的上方，所述电池盒设置在光伏组件的背面，用于导出光伏组件的电能，所述逆变器与光伏组件连接，且将光伏组件的电能转化为交流电并入电网，冷水从所述冷水入口通过管道按顺序流经光伏组件和小水箱，并形成循环；所述第一温度传感器设置在小水箱的入水口，所述第二温度传感器设置在小水箱的出水口，所述第三温度传感器设置在储水箱的出水口，所述第一电磁阀设置冷水入口处，用于控制冷水的流入，所述第二电磁阀设置在小水箱与储水箱的连接管道处，第一水位控制器和第二水位控制器分别设置在小水箱和储水箱的内部，所述第一水位控制器、第二水位控制器、第一温度传感器和第二温度传感器反馈的信息通过数据线传输到所述PLC系统控制器，且PLC系统控制器根据反馈信息控制第一电磁阀和第二电磁阀的开关。
优选地，所述光伏组件由密封胶依次将钢化玻璃、第一EVA封装胶膜、电池片组、导热绝缘膜、第二EVA 封装胶膜和换热器背板封装而成，所述换热器背板内部布置有换热管道。
优选地，所述储水箱内部设置有辅助加热装置，且所述辅助加热装置分别与逆变器的交流电输出端和电网连接，所述辅助加热装置由PLC系统控制器根据第三温度传感器反馈的信息控制工作。
优选地，所述PLC系统控制器包括电源模块和显示装置，且所述电源模块用于为PLC系统控制器提供电力支撑，所述显示装置根据反馈信息显示监测数据。
优选地，所述电池片组由焊条连接而成。
优选地，所述换热管道为蛇形铜质管道。
本发明一种智能型光伏热一体化装置工作流程如下：
冷水从冷水入口通过管道注入光伏组件的背板换热器中，并不断在小水箱和管道中循环，当小水箱水满后，PLC系统控制器根据第一水位控制器反馈的信息关闭冷水入口处的第一电磁阀，不再注入冷水，水在小水箱和组件管道间循环吸热，小水箱出水口的第二温度传感器不断将当前温度反馈给PLC系统控制器，当第二温度传感器测得小水箱出水口处温度达到一定温度（可根据季节进行调整），则由PLC系统控制器打开小水箱与储水箱之间的第二电磁阀，将热水注入储水箱，然后关闭第二电磁阀门，至此一个循环完成。然后打开冷水入口的第一电磁阀，注入新的冷水，如此不断循环，直至储水箱储满热水。储水箱通过储水箱出水口处的第三温度传感器向PLC系统控制器反馈当前水温，如若储水箱中温度达不到生活用水温度要求，则可由PLC系统控制器控制辅助较热装置对储水箱的进行辅助加热，以达到一定温度，辅助加热所需的能量可由光伏组件经逆变器转换成的交流电直接提供，当光伏组件发电量不足以提供加热所需能量时，则由电网提供，加热水至所需温度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种智能型光伏热一体化装置，其特征在于，包括光伏组件、管道、小水箱、储水箱、PLC系统控制器、支架、边框、冷水入口、第一水位控制器、第二水位控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、电池盒和逆变器；
所述光伏组件由边框固定斜设在支架上，所述储水箱安装在支架的顶部，所述小水箱通过管道连接储水箱，且设置在储水箱的上方，所述电池盒设置在光伏组件的背面，用于导出光伏组件的电能，所述逆变器与光伏组件连接，且将光伏组件的电能转化为交流电并入电网，冷水从所述冷水入口通过管道按顺序流经光伏组件和小水箱，并形成循环；所述第一温度传感器设置在小水箱的入水口，所述第二温度传感器设置在小水箱的出水口，所述第三温度传感器设置在储水箱的出水口，所述第一电磁阀设置在冷水入口处，用于控制冷水的流入，所述第二电磁阀设置在小水箱与储水箱的连接管道处，第一水位控制器和第二水位控制器分别设置在小水箱和储水箱的内部，所述第一水位控制器、第二水位控制器、第一温度传感器和第二温度传感器反馈的信息通过数据线传输到所述PLC系统控制器，且PLC系统控制器根据反馈信息控制第一电磁阀和第二电磁阀的开关。
2.根据权利要求1所述的一种智能型光伏热一体化装置，其特征在于，所述光伏组件由密封胶依次将钢化玻璃、第一EVA封装胶膜、电池片组、导热绝缘膜、第二EVA 封装胶膜和换热器背板封装而成，所述换热器背板内部布置有换热管道。
3.根据权利要求1所述的一种智能型光伏热一体化装置，其特征在于，所述储水箱内部设置有辅助加热装置，且所述辅助加热装置分别与逆变器的交流电输出端和电网连接，所述辅助加热装置由PLC系统控制器根据第三温度传感器反馈的信息控制工作。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种智能型光伏热一体化装置，其特征在于，所述PLC系统控制器包括电源模块和显示装置，且所述电源模块用于为PLC系统控制器提供电力支撑，所述显示装置根据反馈信息显示监测数据。
5.根据权利要求2所述的一种智能型光伏热一体化装置，其特征在于，所述电池片组由焊条连接而成。
6.根据权利要求2所述的一种智能型光伏热一体化装置，其特征在于，所述换热管道为蛇形铜质管道。
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