CN110375443A - 一种柔性光伏遮阳蓄电一体化装置及光热利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性光伏遮阳蓄电一体化装置及光热利用系统，包括柔性太阳能电池板、柔性热管、导热块和集热水管，柔性太阳能电池板一侧设置有柔性热管，集热水管设置于柔性太阳能电池板和柔性热管的顶部，集热水管上设置有导热块，导热块与柔性热管套接，柔性太阳能电池板、柔性热管和集热水管构成一卷帘结构，柔性太阳能电池板位于太阳照射的一面，集热水管固定于墙体上，并用于提供生活用水，柔性太阳能电池板用于提供生活用电。本发明中柔性太阳能电池板产生的热量被集热水管收集用于加热生活用水，也为太阳能电池板降温，使太阳能电池板处于高效运行状态；其产生的电量被用于生活用电，实现高效合理利用太阳能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及光伏蓄电的技术领域，特别是涉及一种柔性光伏遮阳蓄电一体化装置及光热利用系统。
背景技术
太阳能作为广受认可的替代能源，世界各国对太阳能的开发利用空前重视，纷纷出台政策支持太阳能行业的发展，相关节能产品、设备也层出不穷。
目前对太阳能的利用多集中于屋顶设置的光伏、光热装置。一方面，传统的光伏光热装置占地面积大、安装繁琐。随着柔性材料的研究和发展，使得太阳能光伏、光热装置更加简单、轻便；另一方面，采光结构传热系数较大，且密封性差，供暖、制冷季均会加重空调负荷，增加能源消耗，使得空调制冷/热效果差，一般的解决办法是加装窗帘进行保温隔热，效果不理想且忽略了大量可利用的太阳能资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性光伏遮阳蓄电一体化装置及光热利用系统，以解决上述现有技术存在的问题，使太阳能产生的光和热被高效利用，用于提供生活用热水和电能，且装置结构简单适用于任何可采光结构。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种柔性光伏遮阳蓄电一体化装置，包括柔性太阳能电池板、柔性热管、导热块和集热水管，所述柔性太阳能电池板一侧设置有柔性热管，所述集热水管设置于所述柔性太阳能电池板和所述柔性热管的顶部，所述集热水管上设置有导热块，所述导热块与所述柔性热管套接，所述柔性太阳能电池板、所述柔性热管和所述集热水管构成一卷帘结构，所述柔性太阳能电池板位于太阳照射的一面，所述集热水管固定于所述墙体上，并用于提供生活用水，所述柔性太阳能电池板用于提供生活用电。
优选的，还包括蓄热层和隔热帘，所述蓄热层设置于所述柔性太阳能电池板和所述柔性热管之间，所述隔热帘设置于所述柔性热管的一侧。
优选的，还包括保温层和保温筒，所述保温筒套设于所述集热水管和所述导热块上，所述保温筒一侧设置有卷帘轮，所述卷帘轮上设置有拉绳，保温层设置于所述卷帘结构顶部和底部。
优选的，所述柔性热管并列设置有若干个。
优选的，所述柔性光伏遮阳蓄电一体化装置中的柔性太阳能电池板底部设置第一温度传感器，所述集热水管的出水口设置第二温度传感器。
优选的，所述集热水管的出水口设置电动调节阀，所述电动调节阀位于所述第二温度传感器的水流下位，当所述第一温度传感器到达第一设定值时，所述电动调节阀开启使所述集热水管进水；当所述第二温度传感器到达第二设定值时，所述电动调节阀开启使所述集热水管出水。
本发明还公开一种光热利用系统，包括控制器、蓄电池、热水箱、水泵和上述柔性光伏遮阳蓄电一体化装置，所述柔性光伏遮阳蓄电一体化装置中的柔性太阳能电池板与蓄电池连接，所述蓄电池用于供生活用电；所述柔性光伏遮阳蓄电一体化装置中的第一温度传感器、第二温度传感器、电动调节阀和所述水泵分别与所述控制器连接，所述水泵与所述集热水管连通，所述集热水管与所述热水箱连通，所述热水箱用于供生活用热水，所述控制器根据所述第一温度传感器和所述第二温度传感器传输的信号控制所述水泵和所述电动调节阀的启闭。
优选的，所述蓄电池连接一逆变器，所述逆变器中电流可直接供生活用电。
优选的，所述柔性光伏遮阳蓄电一体化装置串联设置有若干个。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的柔性光伏遮阳蓄电一体化装置中柔性太阳能电池板产生的热量被集热水管收集用于加热生活用水，也为太阳能电池板降温，使太阳能电池板处于高效运行状态；其产生的电量被用于生活用电，实现高效合理利用太阳能的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明柔性光伏遮阳蓄电一体化装置及光热利用系统的结构示意图；
图2为本发明柔性光伏遮阳蓄电一体化装置的结构示意图；
图3为本发明图2中A-A的剖视结构示意图；
图4为本发明光热利用系统的工作原理示意图；
其中：1-柔性太阳能电池板，2-柔性热管，3-蓄热层，4-隔热帘，5-保温层，6-集热水管，7-导热块，8-保温筒，9-卷帘轮，10-拉绳，11-水泵，12-热水箱，13-第一温度传感器，14-第二温度传感器，15-电动调节阀，16-蓄电池，17-逆变器，18-控制器，19-柔性光伏遮阳蓄电一体化装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种柔性光伏遮阳蓄电一体化装置及光热利用系统，以解决现有技术存在的问题，使太阳能产生的光和热被高效利用，用于提供生活用热水和电能，且装置结构简单适用于任何可采光结构。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图4所示：本实施例提供了一种柔性光伏遮阳蓄电一体化装置，包括柔性太阳能电池板1、柔性热管2、导热块7和集热水管6，柔性太阳能电池板1一侧设置有柔性热管2，柔性热管2并列设置有若干个。集热水管6设置于柔性太阳能电池板1和柔性热管2的顶部，集热水管6上设置有导热块7，导热块7与柔性热管2套接，柔性太阳能电池板1、柔性热管2和集热水管6构成一卷帘结构，柔性太阳能电池板1位于太阳照射的一面，集热水管6固定于墙体上，并用于提供生活用水，柔性太阳能电池板1用于提供生活用电。
本实施例中还包括蓄热层3和隔热帘4，蓄热层3设置于柔性太阳能电池板1和柔性热管2之间，隔热帘4设置于柔性热管2的一侧。蓄热层3为可传导和存蓄热量的材料，可弯曲的柔性太阳能电池板1作为帘体外侧，隔热帘4作为帘体内侧且内部嵌入直径约为5mm的柔性热管2。柔性热管2与太阳能电池板中间填充导蓄热材料，一方面可将太阳能电池板背面产生的热量传送至柔性热管2，加热生活用水；另一方面可通过与柔性热管2的热传递为太阳能电池板降温，使太阳能电池板处于高效运行状态。柔性热管2通过导热块7与集热水管6连接、换热，集热水管6与保温的热水箱12连接，为用户提供生活用热水。
本实施例中还包括保温层5和保温筒8，保温筒8套设于集热水管6和导热块7上，保温筒8一侧设置有卷帘轮9，卷帘轮9上设置有拉绳10，保温层5设置于卷帘结构顶部和底部。当用户不需要采光时，拉动拉绳10放下本实施例装置的帘体部分，便可以开启柔性太阳能电池板1进行太阳能转变为电能。本实施例中卷帘轮9与转轴(集热水管6)的设置方式为本领域的常规设置方式。
柔性光伏遮阳蓄电一体化装置19中的柔性太阳能电池板1底部设置第一温度传感器13，集热水管6的出水口设置第二温度传感器14。集热水管6的出水口设置电动调节阀15，电动调节阀15位于第二温度传感器14的水流下位，当第一温度传感器13到达第一设定值时，电动调节阀15开启使集热水管6进水；当第二温度传感器14到达第二设定值时，电动调节阀15开启使集热水管6出水。
本实施例还包括一种光热利用系统，包括控制器18、蓄电池16、热水箱12、水泵11和上述柔性光伏遮阳蓄电一体化装置19，柔性光伏遮阳蓄电一体化装置19中的柔性太阳能电池板1与蓄电池16连接，蓄电池16用于供生活用电；柔性光伏遮阳蓄电一体化装置19串联设置有若干个。柔性光伏遮阳蓄电一体化装置19中的第一温度传感器13、第二温度传感器14、电动调节阀15和水泵11分别与控制器18连接，水泵11与集热水管6连通，集热水管6与热水箱12连通，热水箱12用于供生活用热水，控制器18根据第一温度传感器13和第二温度传感器14传输的信号控制水泵11和电动调节阀15的启闭。蓄电池16连接一逆变器17，逆变器17中电流可直接供生活用电。太阳能电池板连接蓄电池16，蓄电池16既可储存柔性太阳能电池板1产生的电量，也可在太阳辐射不足时为太阳能电池板送电，为集热水管6提供所需热量。
本实施例柔性光伏遮阳蓄电一体化装置及光热利用系统的具体使用过程和工作原理如下：
一、双模式：太阳能充足时，同时进行发电与加热生活用水。当用户不需要采光时，拉动拉绳10放下装置的帘体部分，通过控制器18开启柔性太阳能电池板1，柔性太阳能电池板1产生的电量存储于蓄电池16中，蓄电池16中的电能通过逆变器17转换成交流电，供日常生活使用。同时，当第一温度传感器13检测到柔性太阳能电池板1温度上升至设定值，当第一温度传感器13到达第一设定值时，控制器18开启水泵11、电动调节阀15，使集热水管6进水，开始加热生活热水；当第二温度传感器14到达第二设定值时，电动调节阀15开启使集热水管6出水，加热后的水流入保温水箱，为日常生活提供生活用热水。
二、集热模式：太阳能不充足，不能满足集热需求，用户需要用热水时，柔性太阳能电池板1可以通过蓄电池16进行反向通电，当第一温度传感器13到达第一设定值时，控制器18开启水泵11、电动调节阀15，使集热水管6进水，热量通过导蓄热材料传递给帘体内部的柔性热管2，自来水由小型的水泵11加压后送至水管，热量通过柔性热管2传递至导热块7，根据水管进出口处的第二温度传感器14自动控制流量及流速，开始加热生活热水；当第二温度传感器14到达第二设定值时，电动调节阀15开启使集热水管6出水，加热后的水流入保温水箱，为日常生活提供生活用热水，开始加热生活热水。加热后的水流入保温水箱，为日常生活提供生活用热水。
三、发电模式：太阳能充足。放下帘体部分，开启柔性太阳能电池板1，经第一温度传感器13监测，柔性太阳能电池板1温度达不到设定值，无需开启水泵11与柔性热管2。柔性太阳能电池板1温度达到设定值，控制器18开启水泵11与电动调节阀15，对柔性太阳能电池板1进行降温。
本实施例的柔性光伏遮阳蓄电一体化装置19可单个使用，或者通过电路、水路的串联连接使用，还可以与电加热联合，提供更高温度需求的生活用水。
在本实施例的柔性光伏遮阳蓄电一体化装置及光热利用系统中，将不需要采光时的太阳能的光和热充分利用起来，进行发电或者加热生活用水，多余的电量还可储存在蓄电池16中用于各种生活用电，实现高效合理利用太阳能的目的，为实现“近零能耗”的发展起到积极的促进作用。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种柔性光伏遮阳蓄电一体化装置，其特征在于：包括柔性太阳能电池板、柔性热管、导热块和集热水管，所述柔性太阳能电池板一侧设置有柔性热管，所述集热水管设置于所述柔性太阳能电池板和所述柔性热管的顶部，所述集热水管上设置有导热块，所述导热块与所述柔性热管套接，所述柔性太阳能电池板、所述柔性热管和所述集热水管构成一卷帘结构，所述柔性太阳能电池板位于太阳照射的一面，所述集热水管固定于墙体上，并用于提供生活用水，所述柔性太阳能电池板用于提供生活用电。
2.根据权利要求1所述的柔性光伏遮阳蓄电一体化装置，其特征在于：还包括蓄热层和隔热帘，所述蓄热层设置于所述柔性太阳能电池板和所述柔性热管之间，所述隔热帘设置于所述柔性热管的一侧。
3.根据权利要求1所述的柔性光伏遮阳蓄电一体化装置，其特征在于：还包括保温层和保温筒，所述保温筒套设于所述集热水管和所述导热块上，所述保温筒一侧设置有卷帘轮，所述卷帘轮上设置有拉绳，保温层设置于所述卷帘结构顶部和底部。
4.根据权利要求1所述的柔性光伏遮阳蓄电一体化装置，其特征在于：所述柔性热管并列设置有若干个。
5.根据权利要求1所述的柔性光伏遮阳蓄电一体化装置，其特征在于：所述柔性光伏遮阳蓄电一体化装置中的柔性太阳能电池板底部设置第一温度传感器，所述集热水管的出水口设置第二温度传感器。
6.根据权利要求5所述的柔性光伏遮阳蓄电一体化装置，其特征在于：所述集热水管的出水口设置电动调节阀，所述电动调节阀位于所述第二温度传感器的水流下位，当所述第一温度传感器到达第一设定值时，所述电动调节阀开启使所述集热水管进水；当所述第二温度传感器到达第二设定值时，所述电动调节阀开启使所述集热水管出水。
7.一种光热利用系统，其特征在于：包括控制器、蓄电池、热水箱、水泵和权利要求1-6中任意一项所述柔性光伏遮阳蓄电一体化装置，所述柔性光伏遮阳蓄电一体化装置中的柔性太阳能电池板与蓄电池连接，所述蓄电池用于供生活用电；所述柔性光伏遮阳蓄电一体化装置中的第一温度传感器、第二温度传感器、电动调节阀和所述水泵分别与所述控制器连接，所述水泵与所述集热水管连通，所述集热水管与所述热水箱连通，所述热水箱用于供生活用热水，所述控制器根据所述第一温度传感器和所述第二温度传感器传输的信号控制所述水泵和所述电动调节阀的启闭。
8.根据权利要求7所述的光热利用系统，其特征在于：所述蓄电池连接一逆变器，所述逆变器中电流可直接供生活用电。
9.根据权利要求7所述的光热利用系统，其特征在于：所述柔性光伏遮阳蓄电一体化装置串联设置有若干个。
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