CN114017835A - 一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置，包括光伏发电模块、电压电流采样器、电网接口、逆变器、电加热器、控制处理器、水蓄热器，所述水蓄热器蓄热出水连接到水泵，水泵的另一端连接到光伏背板余热回收的进口和三通阀，光伏背板余热回收出口还连接到三通阀，三通阀还连接到电加热器进口，本发明的有益效果是：1.电加热器直接利用光伏直流电，摒弃逆变的损耗；2.采用MPPT跟踪技术，实现功率传输的最大化；3.可以利用通常逆变系统会丢弃的垃圾电，有效利用光伏发电的时长；4.光伏背板在发电时产生的热量回收利用，可以大幅提高光伏组件的太阳能综合利用率。

Description

一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，具体是一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置。
背景技术
太阳能是最清洁的能源，但光伏发电不稳定，上网容量受限，北方冬季采暖推行电供暖，用电成本较高。将光伏发电用于供暖，本身光电转换效率低，采用逆变后供给电热装置，还存在逆变损耗，如何最大程度减少供暖造成的污染，降低供热成本，提高光伏系统的综合利用率，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置，包括光伏发电模块、电压电流采样器、电网接口、逆变器、电加热器、控制处理器、水蓄热器，所述水蓄热器蓄热出水连接到水泵，水泵的另一端连接到光伏背板余热回收的进口和三通阀，光伏背板余热回收出口还连接到三通阀，三通阀还连接到电加热器进口，电加热器出口连接到水蓄热器的蓄热进口，水蓄热器供热放热口连接到供热接口，光伏发电模块连接逆变器和双电源开关的一个输入端，光伏发电模块和逆变器之间的线路上设有电压电流采样器，逆变器出口连接到电网接口，电网接口还连接双电源开关的另一个输入端，双电源开关的输出端同时连接到多个加热接触器，加热接触器各自连接到电加热器内部的电热丝，控制处理器分别连接温度传感器、蓄热量检测模块、加热接触器、双电源开关、逆变器、三通阀和电流电压采样器，水蓄热器连接着蓄热量检测模块。
作为本发明的进一步技术方案，所述水泵出口管道上连接有温度传感器。
作为本发明的进一步技术方案，所述光伏背板余热回收出口管道上连接有温度传感器。
作为本发明的进一步技术方案，在光伏发电期间，水蓄热器蓄热量未满时，控制双电源切换到光伏组件，直接使用光伏直流电加热，同时控制逆变器停止并网发电。
作为本发明的进一步技术方案，通过电流电压采样器，检测光伏发电情况，自动控制加热接触器的投入，匹配光伏组件的发电功率。
作为本发明的进一步技术方案，所述三通阀，在光伏背板热量不足时，切断余热回收装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.电加热器直接利用光伏直流电，摒弃逆变的损耗；2.采用MPPT跟踪技术，实现功率传输的最大化；3.可以利用通常逆变系统会丢弃的垃圾电，有效利用光伏发电的时长；4.光伏背板在发电时产生的热量回收利用，可以大幅提高光伏组件的太阳能综合利用率。
附图说明
图1为本发明的原理方框图。
图中：1-逆变器、2-电流电压采样器、3-光伏发电模块、4-光伏背板余热回收、5-三通阀、6-水泵、7-水蓄热器、8-供热接口、9-蓄热量检测模块、10-控制处理器、11-电网接口、12-加热接触器、13-双电源开关、14-电加热器、15-温度传感器。
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做出创造性劳动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。
请参阅图1所示，一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置，包括光伏发电模块3、电压电流采样器2、电网接口11、逆变器1、电加热器14、控制处理器10、光伏发电模块3和水蓄热器7，所述水蓄热器7蓄热出水连接到水泵6，水泵6的另一端连接到光伏背板余热回收4的进口和三通阀5，光伏背板余热回收4出口还连接到三通阀5，三通阀5还连接到电加热器14进口，电加热器14出口连接到水蓄热器7蓄热进口，水蓄热器7供热放热口连接到供热接口5，光伏发电模块3连接逆变器1和双电源开关13的一个输入端，光伏发电模块3和逆变器1之间的线路上设有电压电流采样器2，逆变器1出口连接到电网接口11，电网接口11还连接双电源开关13的另一个输入端，双电源开关13的输出端同时连接到多个加热接触器12，加热接触器12各自连接到电加热器14内部的电热丝，控制处理器10分别连接温度传感器15、蓄热量检测模块9、加热接触器12、双电源开关13、逆变器1、三通阀5和电流电压采样器2，水蓄热器7连接着蓄热量检测模块9。
水泵6出口管道上连接有温度传感器15。光伏背板余热回收4出口管道上连接有温度传感器15。在光伏发电期间，水蓄热器7蓄热量未满时，控制双电源切换到光伏组件，直接使用光伏直流电加热，同时控制逆变器1停止并网发电。通过电流电压采样器2，检测光伏发电情况，自动控制加热接触器12的投入，匹配光伏组件的发电功率。所述三通阀5，在光伏背板余热回收4热量不足时，切断余热回收装置。
本设计在光伏发电期间，水蓄热器7蓄热量未满时，控制双电源切换到光伏组件，直接使用光伏直流电加热，同时指令逆变器1停止并网发电。通过电流电压采样器2，检测光伏发电情况，自动控制加热接触器的投入，匹配光伏组件的发电功率。从而达到最大利用太阳能的目的。
实施例2，在实施例1的基础上，本设计的光伏发电模块3可以采用单晶硅光伏板，其体积小，光电转换效率高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置，包括光伏发电模块(3)、电压电流采样器(2)、电网接口(11)、逆变器(1)、电加热器(14)、控制处理器(10)、光伏发电模块(3)和水蓄热器(7)，其特征在于，所述水蓄热器(7)蓄热出水连接到水泵(6)，水泵(6)的另一端连接到光伏背板余热回收(4)的进口和三通阀(5)，光伏背板余热回收(4)出口还连接到三通阀(5)，三通阀(5)还连接到电加热器(14)进口，电加热器(14)出口连接到水蓄热器(7)蓄热进口，水蓄热器(7)供热放热口连接到供热接口(8)，光伏发电模块(3)连接逆变器(1)和双电源开关(13)的一个输入端，光伏发电模块(3)和逆变器(1)之间的线路上设有电压电流采样器(2)，逆变器(1)出口连接到电网接口(11)，电网接口(11)还连接双电源开关(13)的另一个输入端，双电源开关(13)的输出端同时连接到多个加热接触器(12)，加热接触器(12)各自连接到电加热器(14)内部的电热丝，控制处理器(10)分别连接多个温度传感器(15)、蓄热量检测模块(9)的输出端、加热接触器(12)的控制端、双电源开关(13)的控制端、逆变器(1)通讯口、三通阀(5)的控制端和电流电压采样器(2)的通讯口，水蓄热器(7)连接着蓄热量检测模块(9)。
2.根据权利要求1所述的一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置，其特征在于，所述水泵(6)出口管道上连接有温度传感器(15)。
3.根据权利要求2所述的一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置，其特征在于，所述光伏背板余热回收(4)出口管道上连接有温度传感器(15)。
4.根据权利要求2所述的一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置，其特征在于，在光伏发电期间，水蓄热器(7)蓄热量未满时，控制双电源切换到光伏组件，直接使用光伏直流电加热，同时控制逆变器(1)停止并网发电。
5.根据权利要求1所述的一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置，其特征在于，通过电流电压采样器(2)，检测光伏发电情况，自动控制加热接触器(12)的投入，匹配光伏组件的发电功率。
6.根据权利要求1所述的一种高效率低成本光伏水蓄热供暖装置，其特征在于，所述三通阀(5)，在光伏背板(4)热量不足时，切断余热回收装置。
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