CN113725988A - 一种光伏光热一体化加热系统及其运行方法 - Google Patents

一种光伏光热一体化加热系统及其运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及能源技术领域，特别涉及一种光伏光热一体化加热系统及其运行方法，包括光伏发电模块、光热模块、电加热模块及控制模块；所述光伏发电模块包括光伏发电单元；所述光热模块用于吸收所述光伏发电单元在发电过程中耗散的余热；所述光热模块和所述电加热模块均可用于待加热介质加热。本发明具有以下特点：该系统将太阳能的光伏和光热相结合，降低消耗的能耗及加热成本；加入聚光单元，进一步提高光能收集面积和功率，并和光热模块的热交换功能集合避免了发电模块因温度导致发电模块效率降低，用于对待加热介质加热，实现热电联产；在电加热介质时使用电磁加热可以避免接触式加热带来的损耗及传热缓慢问题，可以迅速加热并提高能量利用效率。

Description

一种光伏光热一体化加热系统及其运行方法
技术领域
本发明涉及能源技术领域，特别涉及一种光伏光热一体化加热系统及其运行方法。
背景技术
我国石油、化工等行业均存在原料长距离借助管道等措施运输问题，且高粘原料等运输需要在合适的温度下进行，这一切通过保温等技术手段难以满足需求，因而需要持续的外部加热。太阳能作为清洁能源受限于地区限制和天气条件，能量密度低，使用效率低。本发明的发明人发现：现有管道运输采用化石燃料燃烧或电加热，存在能耗大、成本高昂、户外能源供给不便问题；使用太阳能作为加热运输管道存在能量密度低、实用性差等问题。
发明内容
为解决以上问题，本文提出利用太阳能光伏光热，即一种结合太阳能光热转换和光伏发电的综合型系统，本发明将太阳能的光伏和光热相结合，形成一套适用于有温度需求的长距离原料管路的聚光型光伏光热一体化电加热系统，这对减少加热负荷，降低消耗的燃料气(燃料油或煤炭)具有重要意义；同时该系统将光伏组件用作集热器的一部分，通过导热硅脂或层压技术，将光伏组件与导热材料制成的集热器相结合，在集热器的入口通过冷流体，通过换热带走电池表面的热量；同时，从集热器出口处产生热流体，进而待加热介质加热，实现热电联产；同时采用改进的太阳能集光系统，实现光能密度和利用率提高；光伏发电模块还可为整个加热区域的自动控制系统提供电能，实现系统内电能的自给自足，不需要额外的电能输入，达到节约电能的目的；光热模块还可以预热进入第一加热装置的空气，实现提高第一加热装置运行效率的目的。
本发明实施方式的目的在于提供了一种光伏光热一体化加热系统，包括光伏发电模块、光热模块、电加热模块及控制模块；所述光伏发电模块包括光伏发电单元；所述光热模块布置于所述光伏发电单元下方、侧方及侧下方用于吸收所述光伏发电单元在发电过程中耗散的余热；所述光伏发电模块功能包括光伏发电、将光伏发发电电能储电及向所述电加热模块、光热模块和控制模块供电；所述控制模块功能包括控制系统内模块运行；所述光热模块和所述电加热模块均可用于待加热介质加热；所述加热系统将光能转化为电能、热能，并在必要时将电能进一步转换为热能对所述待加热介质加热；所述控制模块包括温度传感器，并通过所述温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并控制所述电加热模块加热功率；并控制所述电加热模块加热功率实现智能供电。
优选的，所述光热模块包括加热管路；待加热介质进入所述加热管路，由所述余热对所述待加热介质进行加热。
优选的，所述光热模块还包括第一加热装置，所述控制模块通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过所述进料阀门控制所述燃料燃烧并对待加热介质进行加热。
优选的，所述光热模块还包括保温层、保护罩、所述第一加热装置的空气预热进气口及所述第一加热装置的空气预热出气口；所述光热模块可以预热进入所述第一加热装置的空气。
优选的，所述光伏发电模块还包括聚光单元、储电单元、逆变单元、防过载保护单元；所述聚光单元用于光照聚集；所述储电单元用于电能储存；所述逆变单元用于将所述储电单元电能输出由直流转变为交流。
优选的，所述聚光单元包括反射镜；所述逆变单元包括DC/AC逆变器。
优选的，所述电加热模块包含电磁感应单元或电阻加热单元中任一种。
优选的，所述电阻加热单元包含电热带、碳纤维电热管或穿心电加热中任一种。
优选的，所述电加热模块包括电磁控制单元；所述电磁控制单元将交流电整流变成直流电，再将直流电转换成高频高压电，或，直接将直流电转换成高频高压电；所述高频高压电流流过所述电磁感应单元会产生交变磁场，进而完成加热。
优选的，所述控制模块通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过内部电路控制所述电加热模块加热。
优选的，所述燃料包括天然气、燃油及液化石油气。
一种光伏光热一体化加热系统运行方法，用于上述系统运行，包含以下部分：
光照条件下，光线经过所述聚光单元和防过载保护单元经所述储电单元储存为电能；
和，光照条件下，所述待加热介质进入所述光热模块加热管路，由所述余热对所述待加热介质进行加热，维持待加热介质在设定温度范围；
和，所述储电单元提供电能经所述逆变单元转变为交流电并输出用于所述电加热模块加热，由所述储电单元直接提供直流电并输出用于阀门、传感器及控制模块；
和，所述余热加热无法满足所述待加热介质在所述温度范围，所述控制模块通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，通过内部电路控制所述电加热模块加热，维持所述待加热介质在所述温度范围；
和，所述余热加热及所述电加热模块均无法满足所述待加热介质在所述温度范围，所述控制模块通过所述第一加热装置的进料阀门控制对待加热介质加热；所述控制模块通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过所述进料阀门控制所述燃料燃烧过程，维持所述待加热介质在所述温度范围。
太阳光经过聚光单元射至光伏发电单元上，并转换为直流电，经过防过载保护器的过充保护，将直流电储存在储电单元中。储电单元直接提供直流电，并通过逆变单元将储电单元中直流电转换为交流电，给电加热模块加热提供用电负荷。
所述电加热模块使用电磁加热模式时包括电磁控制单元及电磁感应单元；所述电磁控制单元将交流电整流变成直流电，再将直流电转换成高频高压电，或，直接将直流电转换成高频高压电；所述高频高压电流流过所述电磁感应单元会产生交变磁场，当磁场内的磁力线通过钢管时会产生无数的小涡流，使钢管本身自行高速发热，从而达到加热管内的原油。多个电磁控制器接入控制模块内。
本发明实施方式相对于现有技术而言，本发明具有以下优点：
1.该系统将太阳能的光伏和光热相结合，形成一套适用于有温度需求的长距离原料管路的聚光型光伏光热一体化电加热系统，这对减少加热负荷，降低消耗的电或燃料气(燃料油或煤炭)及加热成本；
2.所述控制模块包括温度传感器，并通过所述温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并控制所述电加热模块加热功率实现无人管理智能供电；
3.该系统将光伏组件用作介质换热器的一部分，通过导热硅脂或层压技术，将光伏组件与导热材料制成的换热器相结合，在换热器的入口通过冷流体，通过换热带走电池表面的热量，保证光伏组件发电最高效率，同时，从换热器出口处产生热流体，进而待加热介质加热，实现热电联产；所述光热模块还可以预热进入第一加热装置的空气，进一步降低了热量损失，提高了利用效率并有利于光伏组件降温；
4.可选的，在电加热介质时使用电磁加热可以避免接触式加热带来的损耗及传热缓慢问题，可以迅速加热并提高能量利用效率；
5.发电模块加入聚光单元，进一步提高光能收集面积和功率，并和光热模块的热交换功能集合避免了发电模块因温度导致发电模块效率降低；
6.光伏发电模块还可为整个加热区域的自动控制系统提供电能，实现系统内电能的自给自足，不需要额外的电能输入，达到节约电能的目的；光热模块还可以预热进入加热炉的空气，实现提高加热炉运行效率的目的。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为光伏光热一体化加热系统结构示意图；
图2为光伏发电模块及光热模块示意图；
图3为光热模块待加热介质换热器示意图；
图4为控制模块及电加热模块连接示意图；
1光伏发电模块；2光热模块；3电加热模块；4控制模块；11光伏发电单元；12聚光单元、13储电单元、14逆变单元、15防过载保护单元；21加热管路；22第一加热装置；221进料阀门；23保温层；24保护罩；25换热器；26空气预热进气口；27空气预热出气口；31加热单元；32电磁控制单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本发明实施方式的目的在于提供了一种光伏光热一体化加热系统，如图1所示包括光伏发电模块1、光热模块2、电加热模块3及控制模块4；所述光伏发电模块1包括光伏发电单元11；所述光热模块2布置于所述光伏发电单元11下方、侧方及侧下方用于吸收所述光伏发电单元11在发电过程中耗散的余热；所述光伏发电模块1功能包括光伏发电、将光伏发发电电能储电及向所述电加热模块3、光热模块2和控制模块4供电；所述控制模块4功能包括控制系统内模块运行；所述光热模块2和所述电加热模块3均可用于待加热介质加热；所述加热系统将光能转化为电能、热能，并在必要时将电能进一步转换为热能对所述待加热介质加热；所述控制模块4包括温度传感器，并通过所述温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并控制所述电加热模块3加热功率。
优选的，所述光热模块2包括加热管路21；待加热介质进入所述加热管路21，由所述余热对所述待加热介质进行加热。
优选的，所述光热模块2还包括第一加热装置22，所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过所述进料阀门221控制所述燃料燃烧并对待加热介质进行加热。
优选的，所述光热模块2还包括保温层23、保护罩24、换热器25、第一加热装置22的空气预热进气口26及所述第一加热装置22的空气预热出气口27。
优选的，如图2所示，所述光伏发电模块1还包括聚光单元12、储电单元13、逆变单元14、防过载保护单元15；所述聚光单元12用于光照聚集；所述储电单元13用于电能储存；所述逆变单元14用于将所述储电单元13电能输出由直流转变为交流。
优选的，所述聚光单元12包括反射镜；所述逆变单元14包括DC/AC逆变器。
优选的，所述电加热模块3包含电磁感应单元或电阻加热单元中任一种。
优选的，所述电阻加热单元包含电热带、碳纤维电热管或穿心电加热中任一种。
优选的，所述电加热模块3包括电磁控制单元32；所述电磁控制单元32将交流电整流变成直流电，再将直流电转换成高频高压电，或，直接将直流电转换成高频高压电；所述高频高压电流流过所述电磁感应单元31会产生交变磁场，进而完成加热。
优选的，所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过内部电路控制所述电加热模块3加热。
优选的，所述燃料包括天然气、燃油及液化石油气。
光热模块2还可以预热进入第一加热装置22的空气，实现提高第一加热装置22运行效率的目的。
本发明实施方式还提供了一种光伏光热一体化加热系统运行方法，用于上述系统运行，包含以下部分：
光照条件下，光线经过所述聚光单元12和防过载保护单元15经所述储电单元13储存为电能；
和，光照条件下，所述待加热介质进入所述光热模块2加热管路21，由所述余热对所述待加热介质进行加热，维持待加热介质在设定温度范围；
和，所述储电单元13提供电能经所述逆变单元14转变为交流电并输出用于所述电加热模块3加热，由所述储电单元13直接提供直流电并输出用于阀门、传感器及控制模块4；
和，所述余热加热无法满足所述待加热介质在所述温度范围，所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，通过内部电路控制所述电加热模块3加热，维持所述待加热介质在所述温度范围；
和，所述余热加热及所述电加热模块3均无法满足所述待加热介质在所述温度范围，所述控制模块4通过所述第一加热装置22的进料阀门221控制对待加热介质加热；所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过所述进料阀门221控制所述燃料燃烧过程，维持所述待加热介质在所述温度范围。
在一些可选的实施例，该系统将太阳能的光伏和光热相结合，形成一套适用于有温度需求的长距离原料管路的聚光型光伏光热一体化电加热系统，这对减少加热负荷，降低消耗的电或燃料气(燃料油或煤炭)及加热成本；
在一些可选的实施例，所述控制模块4包括温度传感器，并通过所述温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并控制所述电加热模块3加热功率实现智能供电；
在一些可选的实施例，该系统将光伏组件用作集热器的一部分，通过导热硅脂或层压技术，将光伏组件与导热材料制成的集热器相结合，在集热器的入口通过冷流体，通过换热带走电池表面的热量，保证光伏组件发电最高效率，同时，从集热器出口处产生热流体，进而待加热介质加热，实现热电联产；所述光热模块2还可以预热进入第一加热装置22的空气，进一步降低了热量损失，提高了利用效率并有利于光伏组件降温；
在一些可选的实施例，在电加热介质时使用电磁加热可以避免接触式加热带来的损耗及传热缓慢问题，可以迅速加热并提高能量利用效率；
在一些可选的实施例，光伏发电模块1还可为整个加热区域的自动控制系统提供电能，实现系统内电能的自给自足，不需要额外的电能输入，达到节约电能的目的，光热模块2还可以预热进入第一加热装置22的空气，空气从空气预热进气口26进气及空气预热出气口27出气实现提高第一加热装置22运行效率的目的；
在一些可选的实施例，发电模块加入聚光单元12，进一步提高光能收集面积和功率，并和光热模块2的热交换功能集合避免了发电模块因温度导致发电模块效率降低。
实施例1
在已公开实施例基础上公开提供了一种光伏光热一体化加热系统实施方式，如图1所示，光热模块2包含加热管路21；待加热介质进入所述加热管路21，由所述余热对所述待加热介质进行加热。如图3所示，加热管路21及余热利用方式，待加热介质由入口进，出口出，完成了升温，带走了发电模块发电时产生的余热，同时对发电模块降温使其保持较高光电转换效率温度。所述控制模块4通过所述温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并控制所述电加热模块3加热功率。当待加热介质温度和设定温度相差大于10℃时，所述逆变单元14控制电源全负荷输出，电加热模块3加热功率达到最大；当待加热介质温度和设定温度相差5-10℃时，所述逆变单元14控制电源以80％功率输出；当待加热介质温度和设定温度相差3-5℃时，所述逆变单元14控制电源以50％功率输出；当待加热介质温度和设定温度相差0-3℃时，所述逆变单元14控制电源以30％功率输出；当待加热介质温度大于设定温度0-3℃时，所述逆变单元14控制电源以10％功率输出；当待加热介质温度大于设定温度3-5℃时，所述逆变单元14控制电源以5％功率输出；
当待加热介质温度大于设定温度5℃时，所述逆变单元14控制电加热模块3关闭。所述光热模块2还包括第一加热装置22，所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，在光热模块2余热加热及所述电加热模块3均无法满足所述待加热介质在所述温度范围，并通过所述进料阀门221控制所述燃料燃烧并对待加热介质进行加热。
所述光热模块2还包括保温层23、保护罩24及换热器25，保温层23可以有效避免热量散失提高保温效率；光热模块2还可以预热进入第一加热装置22的空气，空气从空气预热进气口26进气及空气预热出气口27出气实现提高第一加热装置22运行效率的目的。
如图2所示，所述光伏发电模块1包括发电单元、聚光单元12、储电单元13、逆变单元14、防过载保护单元15；所述聚光单元12用于光照聚集；所述储电单元13用于电能储存；所述逆变单元14用于将所述储电单元13电能输出由直流转变为交流。聚光单元12可以将更大投射面的光照收集并投射至发电单元，使其具有更高的光能输入功率，同时结合光热模块2降温功能，同时具有较高的光电转换效率，持续为储电模块输入电能。
如图1所示，所述储电单元13提供电能经所述逆变单元14转变为交流电并输出用于所述电加热模块3加热，由所述储电单元13直接提供直流电并输出用于阀门、传感器及控制模块4；
同时，所述余热加热无法满足所述待加热介质在所述温度范围，所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，通过内部电路控制所述电加热模块3加热，维持所述待加热介质在所述温度范围；所述电加热模块3使用电磁加热方式时包括电磁控制单元32及电磁感应单元31；所述电磁控制单元32将交流电整流变成直流电，再将直流电转换成高频高压电，或，直接将直流电转换成高频高压电。
同时，所述余热加热无法满足所述待加热介质在所述温度范围，所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，通过内部电路控制所述电加热模块3加热，维持所述待加热介质在所述温度范围。如图4所示，所述高频高压电流流过所述电磁感应单元31会产生交变磁场，当磁场内的磁力线通过钢管时会产生无数的小涡流，使钢管本身自行高速发热，从而达到加热管内的原油。多个电磁控制器接入控制模块4内。所述电加热模块3使用电阻加热方式，电阻加热单元选用电热带、碳纤维电热管或穿心电加热中任一种方式即可满足对管道外壁及待加热介质的加热。
实施例2
在已公开实施例基础上公开提供了一种光伏光热一体化加热系统实施方式用于油田原油长距离运输，包括光伏发电模块1、光热模块2、电加热模块3及控制模块4；所述光伏发电模块1包括光伏发电单元11；所述光热模块2布置于所述光伏发电单元11下方、侧方及侧下方用于吸收所述光伏发电单元11在发电过程中耗散的余热；所述光伏发电模块1功能包括光伏发电、储电及供电；所述电加热模块3用于加热；所述控制模块4功能包括控制系统内模块运行；所述光热模块2和所述电加热模块3均可用于待加热介质加热。所述运输区域，全年光照良好，且降水日小于5d，光伏系统可以满足全年加热及供电，管道温度范围45-56℃，因而不配备第一加热模块。
所述控制模块4通过所述温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并控制所述电加热模块3加热功率。当待加热介质温度和设定温度相差大于5℃时，所述逆变单元14控制电源全负荷输出，电加热模块3加热功率达到最大；当待加热介质温度和设定温度相差2-5℃时，所述逆变单元14控制电源以80％功率输出；当待加热介质温度和设定温度相差0-2℃时，所述逆变单元14控制电源以60％功率输出；当待加热介质温度大于设定温度0-3℃时，所述逆变单元14控制电源以40％功率输出；当待加热介质温度大于设定温度3-5℃时，所述逆变单元14控制电源以20％功率输出；当待加热介质温度大于设定温度5℃时，所述逆变单元14控制电加热模块3关闭。
所述光热模块2包括加热管路21；待加热介质进入所述加热管路21，由所述余热对所述待加热介质进行加热。
所述光热模块2还包括保温层23、保护罩24及换热器25；光热模块2还可以预热进入第一加热装置22的空气，空气从空气预热进气口26进气及空气预热出气口27出气实现提高第一加热装置22运行效率的目的。
如图2所示，所述光伏发电模块1还包括聚光单元12、储电单元13、逆变单元14、防过载保护单元15；所述聚光单元12用于光照聚集；所述储电单元13用于电能储存；所述逆变单元14用于将所述储电单元13电能输出由直流转变为交流。
所述聚光单元12为反射镜；所述逆变单元14为DC/AC逆变器。
所述电加热模块3为电磁感应单元31。
所述电加热模块3包括电磁控制单元32；所述电磁控制单元32将交流电整流变成直流电，再将直流电转换成高频高压电，或，直接将直流电转换成高频高压电；所述高频高压电流流过所述电磁感应单元31会产生交变磁场，进而完成加热。
所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过内部电路控制所述电加热模块3加热。
本发明实施方式还提供了一种光伏光热一体化加热系统运行方法，用于上述系统运行，包含以下部分：
光照条件下，光线经过所述聚光单元12和防过载保护单元15经所述储电单元13储存为电能；
同时，光照条件下，所述待加热介质进入所述光热模块2加热管路21，由所述余热对所述待加热介质进行加热，维持待加热介质在设定温度范围；
同时，所述储电单元13提供电能经所述逆变单元14转变为交流电并输出用于所述电加热模块3加热，由所述储电单元13直接提供直流电并输出用于阀门、传感器及控制模块4；
同时，所述余热加热无法满足所述待加热介质在所述温度范围，所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，通过内部电路控制所述电加热模块3加热，维持所述待加热介质在所述温度范围；
同时，所述余热加热及所述电加热模块3均无法满足所述待加热介质在所述温度范围，所述控制模块4通过所述第一加热装置22的进料阀门221控制对待加热介质加热；所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过所述进料阀门221控制所述燃料燃烧过程，维持所述待加热介质在所述温度范围。
在一些可选的实施例，该系统将太阳能的光伏和光热相结合，形成一套适用于有温度需求的长距离原料管路的聚光型光伏光热一体化电加热系统，这对减少加热负荷，降低消耗的电或燃料气(燃料油或煤炭)及加热成本；
在一些可选的实施例，该系统将光伏组件用作集热器的一部分，通过导热硅脂或层压技术，将光伏组件与导热材料制成的集热器相结合，在集热器的入口通过冷流体，通过换热带走电池表面的热量，保证光伏组件发电最高效率，同时，从集热器出口处产生热流体，进而待加热介质加热，实现热电联产；所述光热模块2还可以预热进入第一加热装置22的空气，进一步降低了热量损失，提高了利用效率并有利于光伏组件降温；
在一些可选的实施例，在电加热介质时使用电磁加热可以避免接触式加热带来的损耗及传热缓慢问题，可以迅速加热并提高能量利用效率；
在一些可选的实施例，发电模块加入聚光单元12，进一步提高光能收集面积和功率，并和光热模块2的热交换功能集合避免了发电模块因温度导致发电模块效率降低。
实施例3
在已公开实施例基础上公开提供了一种光伏光热一体化加热系统实施方式用于化工厂聚合物原料至港口20km长距离运输，因运量大建设相应运输管道，如图1所示包括光伏发电模块1、光热模块2、电加热模块3及控制模块4；所述光伏发电模块1包括光伏发电单元11；所述光热模块2布置于所述光伏发电单元11下方、侧方及侧下方用于吸收所述光伏发电单元11在发电过程中耗散的余热；所述光伏发电模块1功能包括光伏发电、储电及供电；所述电加热模块3用于加热；所述控制模块4功能包括控制系统内模块运行；所述光热模块2和所述电加热模块3均可用于待加热介质加热。所述运输区域，全年光照良好，降水日50-60d，光伏及光热模块2不可以满足全年加热及供电，管道温度范围55-66℃，因而需要配备第一加热模块。
所述控制模块4通过所述温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并控制所述电加热模块3加热功率。
所述光热模块2包括加热管路21；待加热介质进入所述加热管路21，由所述余热对所述待加热介质进行加热。
所述光热模块2还包括第一加热装置22，所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过所述进料阀门221控制所述燃料燃烧并对待加热介质进行加热。
所述光热模块2还包括保温层23、保护罩24及换热器25；光热模块2还可以预热进入第一加热装置22的空气，空气从空气预热进气口26进气及空气预热出气口27出气实现提高第一加热装置22运行效率的目的。
如图2所示，所述光伏发电模块1还包括聚光单元12、储电单元13、逆变单元14、防过载保护单元15；所述聚光单元12用于光照聚集；所述储电单元13用于电能储存；所述逆变单元14用于将所述储电单元13电能输出由直流转变为交流。
所述聚光单元12为反射镜；所述逆变单元14为DC/AC逆变器。
所述电阻加热单元为穿心电加热。
本实施例中光热模块2还可以预热进入第一加热装置22的空气，进一步节约第一加热模块能耗。
所述电加热模块3包括电磁控制单元32；所述电磁控制单元32
将交流电整流变成直流电，再将直流电转换成高频高压电，或，直接将直流电转换成高频高压电；所述高频高压电流流过所述电磁感应单元31会产生交变磁场，进而完成加热。
所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过内部电路控制所述电加热模块3加热。
所述燃料为液化石油气。
本发明实施方式还提供了一种光伏光热一体化加热系统运行方法，用于上述系统运行，包含以下部分：
光照条件下，光线经过所述聚光单元12和防过载保护单元15经所述储电单元13储存为电能；
同时，光照条件下，所述待加热介质进入所述光热模块2加热管路21，由所述余热对所述待加热介质进行加热，维持待加热介质在设定温度范围；
同时，所述储电单元13提供电能经所述逆变单元14转变为交流电并输出用于所述电加热模块3加热，由所述储电单元13直接提供直流电并输出用于阀门、传感器及控制模块4；
同时，所述余热加热无法满足所述待加热介质在所述温度范围，所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，通过内部电路控制所述电加热模块3加热，维持所述待加热介质在所述温度范围；
同时，所述余热加热及所述电加热模块3均无法满足所述待加热介质在所述温度范围，所述控制模块4通过所述第一加热装置22的进料阀门221控制对待加热介质加热；所述控制模块4通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过所述进料阀门221控制所述燃料燃烧过程，维持所述待加热介质在所述温度范围。
在一些可选的实施例，该系统将太阳能的光伏和光热相结合，形成一套适用于有温度需求的长距离原料管路的聚光型光伏光热一体化电加热系统，这对减少加热负荷，降低消耗的电或燃料气(燃料油或煤炭)及加热成本；
在一些可选的实施例，光伏发电模块1还可为整个加热区域的自动控制系统提供电能，实现系统内电能的自给自足，不需要额外的电能输入，达到节约电能的目的，光热模块2还可以预热进入第一加热装置22的空气，实现提高第一加热装置22运行效率的目的；
在一些可选的实施例，该系统将光伏组件用作集热器的一部分，通过导热硅脂或层压技术，将光伏组件与导热材料制成的集热器相结合，在集热器的入口通过冷流体，通过换热带走电池表面的热量，保证光伏组件发电最高效率，同时，从集热器出口处产生热流体，进而待加热介质加热，实现热电联产；所述光热模块2还可以预热进入第一加热装置22的空气，进一步降低了热量损失，提高了利用效率并有利于光伏组件降温；
在一些可选的实施例，发电模块加入聚光单元12，进一步提高光能收集面积和功率，并和光热模块2的热交换功能集合避免了发电模块因温度导致发电模块效率降低。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏光热一体化加热系统，其特征在于，包括光伏发电模块(1)、光热模块(2)、电加热模块(3)及控制模块(4)；所述光伏发电模块(1)包括光伏发电单元(11)；所述光热模块(2)布置于所述光伏发电单元(11)下方、侧方及侧下方用于吸收所述光伏发电单元(11)在发电过程中耗散的余热；所述光伏发电模块(1)功能包括光伏发电、将光伏发发电电能储电及向所述电加热模块(3)、光热模块(2)和控制模块(4)供电；所述控制模块(4)功能包括控制系统内模块运行；所述光热模块(2)和所述电加热模块(3)均可用于待加热介质加热；加热系统将光能转化为电能、热能，并在必要时将电能进一步转换为热能对所述待加热介质加热；所述控制模块(4)包括温度传感器，并通过温度传感器接受待加热介质温度信号，并控制所述电加热模块(3)加热功率实现智能供电。
2.根据权利要求1所述加热系统，其特征在于，所述光热模块(2)包括加热管路(21)；待加热介质进入所述加热管路(21)，由余热对所述待加热介质进行加热；所述控制模块(4)通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过内部电路控制所述电加热模块(3)加热。
3.根据权利要求2所述加热系统，其特征在于，所述光热模块(2)还包括第一加热装置(22)；第一加热装置(22)包含用于燃料进料的进料阀门(221)；所述控制模块(4)通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过进料阀门控制燃料燃烧并对待加热介质进行加热；燃料包括天然气、燃油及液化石油气。
4.根据权利要求3所述加热系统，其特征在于，所述光热模块(2)还包括保温层(23)、保护罩(24)、换热器(25)、所述第一加热装置(22)的空气预热进气口(26)及所述第一加热装置(22)的空气预热出气口(27)；所述光热模块(2)可以预热进入所述第一加热装置(22)的空气。
5.根据权利要求4所述加热系统，其特征在于，所述光伏发电模块(1)还包括聚光单元(12)、储电单元(13)、逆变单元(14)、防过载保护单元(15)；所述聚光单元(12)用于光照聚集；所述储电单元(13)用于电能储存；所述逆变单元(14)用于将所述储电单元(13)电能输出由直流转变为交流。
6.根据权利要求5所述加热系统，其特征在于，所述聚光单元(12)包括反射镜；所述逆变单元(14)包括DC/AC逆变器。
7.根据权利要求6所述加热系统，其特征在于，所述电加热模块(3)包含加热单元(31)；所述加热单元(31)为电磁感应单元或电阻加热单元中任一种。
8.根据权利要求7所述加热系统，其特征在于，所述电阻加热单元包含电热带、碳纤维电热管或穿心电加热中任一种。
9.根据权利要求8所述加热系统，其特征在于，所述电加热模块(3)包括电磁控制单元(32)；所述电磁控制单元(32)将交流电整流变成直流电，再将直流电转换成高频高压电，或，直接将直流电转换成高频高压电；高频高压电经过所述电磁感应单元会产生交变磁场，进而完成加热。
10.一种光伏光热一体化加热系统运行方法，其特征在于，用于权利要求9所述系统运行，包含以下部分：
光照条件下，光线经过所述聚光单元(12)和防过载保护单元(15)经所述储电单元(13)储存为电能；
和，光照条件下，所述待加热介质进入所述加热管路(21)，由所述余热对所述待加热介质进行加热；
和，所述储电单元(13)提供电能经所述逆变单元(14)转变为交流电并输出用于所述电加热模块(3)的加热，同时由所述储电单元(13)直接提供直流电并输出用于阀门、传感器及控制模块(4)；
和，余热无法满足待加热介质的温度稳定时，所述控制模块(4)通过温度传感器接受所述待加热介质的温度信号并控制所述电加热模块(3)加热运行；
和，余热及所述电加热模块(3)均无法满足所述待加热介质温度稳定时，所述控制模块(4)通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过所述进料阀门(221)控制所述燃料燃烧。
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