CN113659918A - 一种家用光伏光热一体系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种家用光伏光热一体系统，包括至少一个光伏光热一体板、第一水箱、第二水箱、热水器、电池控制器和蓄电池，多个光伏光热一体板的光伏模块相互并联/串联后经电池控制器与蓄电池电连接，多个光伏光热一体板的光热模块的进水口相互并联/串联后经水泵与第一水箱的底部连通，多个光伏光热一体板的光热模块的出水口相互并联/串联后与第一水箱顶部连通，第一水箱的底部还通过管路和外接水源连通，第一水箱的顶部通过管路和第二水箱连通，第二水箱和热水器连通。

Description

一种家用光伏光热一体系统
技术领域
本发明属于太阳能应用技术领域，特别涉及一种家用光伏光热一体系统。
背景技术
新能源的开发利用是社会发展的需求和趋势。太阳能是一种自然界广泛存在的能量形式，资源丰富、清洁、廉价、可再生，具有广阔的应用前景，所衍生的太阳能的利用也是日渐丰富，如利用光伏板将太阳能转换为电能。然而现有的家用太阳能系统仅仅是将太阳能用来发电或者仅仅是太阳能热水。其中，太阳能发电时，光伏板会产生发电电量3倍左右的低温热能，此热能未能有效的被利用和转换而直接排入空气，导致大量的能量流失，同时所产生的热能还致使光伏板升温，电池效率下降，进一步导致光电转换率降低。因此现有的家用太阳能系统对太阳能的利用较为低效，存在严重的能量浪费的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种太阳能利用率高的家用光伏光热一体系统。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种家用光伏光热一体系统，包括至少一个光伏光热一体板、第一水箱、第二水箱、热水器、电池控制器和蓄电池，多个所述光伏光热一体板的光伏模块相互并联/串联后经所述电池控制器与蓄电池电连接，多个所述光伏光热一体板的光热模块的进水口相互并联/串联后经水泵与所述第一水箱的底部连通，多个所述光伏光热一体板的光热模块的出水口相互并联/串联后与所述第一水箱顶部连通，所述第一水箱的底部还通过管路和外接水源连通，所述第一水箱的顶部通过管路和所述第二水箱连通，所述第二水箱和所述热水器连通。
在上述的家用光伏光热一体系统中，还包括逆变器，所述逆变器的输入端和所述电池控制器连接，所述逆变器的输出端连接有多个交流负载。
在上述的家用光伏光热一体系统中，所述电池控制器还连接有多个直流负载。
在上述的家用光伏光热一体系统中，所述第二水箱内还设有电加热器，所述电加热器通过市电或者光伏发电板供电。
在上述的家用光伏光热一体系统中，所述电加热器呈环状贴合在所述第二水箱内壁。
在上述的家用光伏光热一体系统中，所述光伏光热一体板包括边框和组合板体，所述组合板体包括自上而下依次紧密贴靠的透明防护板、光伏发电板、EVA板、光热输出板、保温层和背板，所述边框包裹在所述组合板体四周，所述光伏发电板和所述电池控制器电连接，所述光热输出板包括导热板和可拆卸的安装在所述导热板上朝向所述光伏发电板的一侧的热交换管，所述热交换管具有进水端和出水端，所述进水端和所述水泵连通，所述出水端和所述第一水箱的上端连通。
在上述的家用光伏光热一体系统中，所述边框包括能够相互扣合的上框和下框，所述上框向延伸有上沿，所述下框向内延伸有下沿，所述上框扣合在所述下框上时，所述上沿压在透明防护板的边缘，且所述下沿压在背板的边缘，所述上沿朝向透明防护板的一侧设有第一防滑齿槽，所述下沿朝向背板的一侧设有第二防滑齿槽，所述第一防滑齿槽和第二防滑齿槽相对。
在上述的家用光伏光热一体系统中，所述下框朝向上框一侧设有插槽，所述上框朝向下框一侧设有与所述插槽配合的插头件，所述插头件能够插入并定位在所述插槽中。
在上述的家用光伏光热一体系统中，所述导热板上固连有若干卡槽，所述沿热交换管的轴心线方向布置，所述卡槽的槽口比所述热交换管的直径略窄。
与现有技术相比，本家用光伏光热一体系统具有以下优点：太阳能利用率高，能够同步实现供电和供热，为用户节省大量的电费和燃气费等能源开支，同时利用热交换管还能够有效降低光伏发电板的产热，提高光伏发电板的发电率，具有良好的使用前景。
附图说明
图1是本家用光伏光热一体系统的原理示意图。
图2是光伏光热一体板的结构示意图。
图3边框的结构示意图。
图4是光热输出板的结构示意图。
图5是光热输出板的局部剖视图。
图中，1、光伏光热一体板；2、第一水箱；3、第二水箱；4、热水器；5、电池控制器；6、蓄电池；7、逆变器；8、交流负载； 9、直流负载；10、水泵；11、管路；12、电磁阀；13、电加热器；14、温度开关；15、边框；16、透明防护板；17、光伏发电板；18、 EVA板；19、光热输出板；20、保温层；21、背板；22、导热板； 23、热交换管；24、进水端；25、出水端；26、上框；27、下框； 28、上沿；29、下沿；30、第一防滑齿槽；31、第二防滑齿槽； 32、插槽；33、插头件；34、卡槽。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本家用光伏光热一体系统包括至少一个光伏光热一体板1、第一水箱2、第二水箱3、热水器4、电池控制器5、蓄电池6和逆变器7。多个光伏光热一体板1的光伏模块相互并联/串联后经电池控制器5与蓄电池6电连接，逆变器7输入端和电池控制器5电连接，逆变器7的输出端和家用电器中的交流负载8进行电连接，逆变器7把蓄电池6的直流电转变成定频定压或调频调压交流电，一般情况下为220V,50Hz正弦波，然后供给各个交流负载8。电池控制器5和家用电器的直流负载9进行电连接，把蓄电池6的电能变压后供给各个直流负载9。其中交流负载8包括冰箱、空调、电视机和洗衣机等。较佳的，在本实施例中，各光伏光热一体板1的光伏模块相互并联。多个光伏光热一体板1的光热模块的进水口相互并联/串联后经水泵10与第一水箱2的底部连通，多个光伏光热一体板1的光热模块的出水口相互并联/串联后与第一水箱2顶部连通，第一水箱2的底部还通过管路11和外接水源连通，第一水箱2的顶部通过管路11和第二水箱3连通，第二水箱3通过电磁阀12和热水器4连通。较佳的，各个光伏光热一体板1的光热模块的进水口相互并联后经水泵10与第一水箱2的底部连通，这样能够实现同步加热，避免串接存在的热量浪费和低效。
第二水箱3内还设有电加热器13，电加热器13通过市电或者蓄电池6供电。电加热器13呈环状贴合在第二水箱3内壁，实现环形加热，优选的，设置多个电加热器13，分别自上而下布置在第二水箱3内壁，这样能够保证第二水箱3内的水温均匀。此外为了更好的保证水温，电加热器13的启动和停止通过温度开关 14进行控制，温度开关14设在第二水箱3内。首先自来水流入第一水箱2的下部，通过水泵10泵入各光伏光热一体板1，收集热量后重新流入第一水箱2的上部，这样冷水在下，热水在上。随着注入水量的增加，热水部分通过管路11流入第二水箱3，并在第二水箱3内存储。设置两个水箱，不仅增加储水量，还能够避免一个水箱冷热水交汇直接输送给热水器4导致供热不稳定的问题。需要说明的是，两个水箱外部均涂覆有保温隔热材料或者套设有保温罩。
如图2、3所示，光伏光热一体板1包括边框15和组合板体，组合板体包括自上而下依次紧密贴靠的透明防护板16、光伏发电板17、EVA板18、光热输出板19、保温层20和背板21，边框15 包裹在组合板体四周，光伏发电板17和电池控制器5电连接，光热输出板19包括导热板22和可拆卸的安装在导热板22上朝向光伏发电板17的一侧的热交换管23，热交换管23具有进水端24 和出水端25，进水端24和水泵10连通，出水端25和第一水箱2 的上端连通。边框15包括能够相互扣合的上框26和下框27，上框26向延伸有上沿28，下框27向内延伸有下沿29，上框26扣合在下框27上时，上沿28压在透明防护板16的边缘，且下沿 29压在背板21的边缘，上沿28朝向透明防护板16的一侧设有第一防滑齿槽30，下沿29朝向背板21的一侧设有第二防滑齿槽 31，第一防滑齿槽30和第二防滑齿槽31相对。
上框26和下框27之间采用插接式配合结构，下框27朝向上框26一侧设有插槽32，上框26朝向下框27一侧设有与插槽32 配合的插头件33，插头件33能够插入并定位在插槽32中。这样能够实现边框15的快速拆装，在本发明的其他实施例中，还可以采用螺钉、铆钉等将上框26和下框27固定。
如图4、5所示，导热板22上固连有若干卡槽34，沿热交换管23的轴心线方向布置，卡槽34的槽口比热交换管23的直径略窄。通过过盈配合，使热交换管23能够卡在卡槽34内，并且稳定可靠，同时热交换管23能够与导热板22紧密贴合，便于吸收热量并通过热交换管23内的水流进行热量输出。
本发明的家用光伏光热一体系统实现了对太阳能的高效利用，兼顾了太阳能发电和发热两大功能。通过太阳能发电，利用逆变器7和电池控制器5实现对各类家用电器的供电，从而能够为用户节省大量电费；同时通过热交换管23收集热量，实现太阳能供暖，为热水器4提供热水，能够有效节省用户的电费、燃气费等费用。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种家用光伏光热一体系统，其特征在于，包括至少一个光伏光热一体板(1)、第一水箱(2)、第二水箱(3)、热水器(4)、电池控制器(5)和蓄电池(6)，多个所述光伏光热一体板(1)的光伏模块相互并联/串联后经所述电池控制器(5)与蓄电池(6)电连接，多个所述光伏光热一体板(1)的光热模块的进水口相互并联/串联后经水泵(10)与所述第一水箱(2)的底部连通，多个所述光伏光热一体板(1)的光热模块的出水口相互并联/串联后与所述第一水箱(2)顶部连通，所述第一水箱(2)的底部还通过管路(11)和外接水源连通，所述第一水箱(2)的顶部通过管路(11)和所述第二水箱(3)连通，所述第二水箱(3)通过电磁阀(12)和所述热水器(4)连通。
2.根据权利要求1所述的家用光伏光热一体系统，其特征在于，还包括逆变器(7)，所述逆变器(7)的输入端和所述电池控制器(5)连接，所述逆变器(7)的输出端连接有多个交流负载(8)。
3.根据权利要求1或2所述的家用光伏光热一体系统，其特征在于，所述电池控制器(5)还连接有多个直流负载(9)。
4.根据权利要求1或2所述的家用光伏光热一体系统，其特征在于，所述第二水箱(3)内还设有电加热器(13)，所述电加热器(13)通过市电或者光伏发电板(17)供电。
5.根据权利要求4所述的家用光伏光热一体系统，其特征在于，所述电加热器(13)呈环状贴合在所述第二水箱(3)内壁。
6.根据权利要求1或2所述的家用光伏光热一体系统，其特征在于，所述光伏光热一体板(1)包括边框(15)和组合板体，所述组合板体包括自上而下依次紧密贴靠的透明防护板(16)、光伏发电板(17)、EVA板(18)、光热输出板(19)、保温层(20)和背板(21)，所述边框(15)包裹在所述组合板体四周，所述光伏发电板(17)和所述电池控制器(5)电连接，所述光热输出板(19)包括导热板(22)和可拆卸的安装在所述导热板(22)上朝向所述光伏发电板(17)的一侧的热交换管(23)，所述热交换管(23)具有进水端(24)和出水端(25)，所述进水端(24)和所述水泵(10)连通，所述出水端(25)和所述第一水箱(2)的上端连通。
7.根据权利要求6所述的家用光伏光热一体系统，其特征在于，所述边框(15)包括能够相互扣合的上框(26)和下框(27)，所述上框(26)向延伸有上沿(28)，所述下框(27)向内延伸有下沿(29)，所述上框(26)扣合在所述下框(27)上时，所述上沿(28)压在透明防护板(16)的边缘，且所述下沿(29)压在背板(21)的边缘，所述上沿(28)朝向透明防护板(16)的一侧设有第一防滑齿槽(30)，所述下沿(29)朝向背板(21)的一侧设有第二防滑齿槽(31)，所述第一防滑齿槽(30)和第二防滑齿槽(31)相对。
8.根据权利要求6所述的家用光伏光热一体系统，其特征在于，所述下框(27)朝向上框(26)一侧设有插槽(32)，所述上框(26)朝向下框(27)一侧设有与所述插槽(32)配合的插头件(33)，所述插头件(33)能够插入并定位在所述插槽(32)中。
9.根据权利要求6所述的家用光伏光热一体系统，其特征在于，所述导热板(22)上固连有若干卡槽(34)，所述沿热交换管(23)的轴心线方向布置，所述卡槽(34)的槽口比所述热交换管(23)的直径略窄。
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