CN203872132U - 家用微机控制太阳能能源自给系统 - Google Patents

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Abstract

家用微机控制太阳能能源自给系统，是将以水作为工质的闭路循环热力系、发电系统、微型制氢储氢装置通过微机控制装置集合控制构成，所述热力系由低位水箱、循环水泵、太阳能电池集热管管排组合、膨胀机、真空泵、热交换器、储热水箱、散热器依次组成，并通过管道、阀门、电磁阀等连接构成一个封闭系统，系统内装有温度传感器和压力传感器；发电系统由太阳能电池光伏发电装置和与热力系中膨胀机联结的发电机构成，另外发电系统设置有用以储存电能的蓄电池；微型制氢储氢装置主要由电解水制氢装置和小型安全储氢设备成；微机控制装置用来控制整个系统的运行。通过对该微机控制太阳能能源自给系统的运用，为需要采暖和热水以及电力和燃料的家庭或单位供暖和供热水以及提供电力和氢燃料，达到能源自给或部分自给的目的。

Description

家用微机控制太阳能能源自给系统
技术领域
本实用新型属于太阳能集热和太阳能电池技术，工程热力学，制氢储氢技术，控制技术。 
背景技术
现有的太阳能热水系统，只可以提供热水。而现有太阳能发电系统不适合家庭使用。目前农村家庭以及小城镇的供暖由于没有集中供热系统，都是采取取暖炉或者空调，成本较高。 
发明内容
本实用新型目的是设计一种家用微机控制太阳能能源自给系统，以实现节能环保目的。 
具体地说，家用微机控制太阳能能源自给系统，其是将以水作为工质的闭路循环热力系、发电系统、微型制氢储氢装置通过微机控制装置集合控制构成，所述热力系由低位水箱、循环水泵、太阳能电池集热管管排组合、膨胀机、真空泵、热交换器、储热水箱、散热器依次组成，并通过管道、阀门、电磁阀等连接构成一个封闭系统，系统内装有温度传感器和压力传感器；发电系统由太阳能电池光伏发电装置和与热力系中膨胀机联结的发电机构成，另外发电系统设置有用以储存电能的蓄电池；微型制氢储氢装置主要由电解水制氢装置和小型安全储氢设备成；微机控制装置用来控制整个系统的运行。 
在太阳能电池集热管的表面制备有薄膜太阳能电池。 
微机控制装置与蓄电池的开关、微型制氢储氢装置的开关、热力系中循环水泵、发电机、太阳能电池集热管管排组合、真空泵电连接。 
太阳能电池集热管，其表面制备有太阳能电池，而管内通有循环水。循环水可以降低太阳能电池的温度，有利提高太阳能电池的效率；另一方面循环水吸热升温提供热能。本实用新型将太阳能光伏发电、太阳能熱力发电、太阳能采暖和提供热水集中到一个系统中，并通过微机控制，在有限的采光面积上尽可能多的获取太阳能，使一个家庭或单位达到能源自给或部分自给的目的。以水作为工质的闭路循环热力系，该热力系按朗肯循环运行。在太阳能电池集热管的表面制备有薄膜太阳能电池。微机控制的微型制氢储氢装置，实现自动控制制氢储氢。无论是提供采暖和热水，还是熱力发电，当循环水泵停止后，由太阳能电池集热管构成的管排组合中的循环水全部流回低位水箱。 
本实用新型使用该微机控制太阳能能源自给系统，让家庭或单位摆脱或减少对石化燃料的过分依赖，加强对环境的保护。与目前广泛使用的太阳能热水器或太阳能光伏发电相比较，该微机控制太阳能能源自给系统对于家庭(或单位)已属于太阳能大面积大规模运用。对用户来说，使用运行和管理该系统有一定的难度，但可通过人员培训学习，使运行人员以及维修人员掌握必要的知识和技能。通过使用该系统还能提高用户的科学素养。用户也可以根据自身的具体情况，有选择的选用该系统的一部分装置。对于长年，或一年中大部分时间需要采暖而阳光较充裕的高寒地区用户选用该系统应能取得明显的经济效果。氢燃料是绿色能源。氢气的储存可用两种方式，其一是常压 或微压储氢，供给日常使用；其二加压装瓶储氢。储氢即是储能，以丰补欠，四季均衡。 
附图说明
图1为本实用新型原理示意图。 
图号说明：1低位水箱 2循环水泵 3水管 4太阳能电池集热管管排组合 5膨胀机 6发电机 7阀门 8储热水箱 10热交换器 11散热器 12蓄电池 13微机控制装置 14制氢储氢装置 15真空泵 16安全阀 17放水阀 18进水阀 19溢流管 20电力输出 
具体实施方式
如图给出了本实用新型具体实施。结构组成：本系统主要由以下几部分组成： 
1、以水作为工质的闭路循环热力系(朗肯循环)。该热力系由低位水箱、循环水泵、太阳能电池集热管管排组合、膨胀机、真空泵、热交换器、储热水箱、散热器等组成，并通过管道、阀门、电磁阀等连接构成一个封闭系统。系统内装有温度传感器和压力传感器。 
2、发电部分。发电由两部分组成。一是太阳能电池光伏发电，另一个是与膨胀机联结的发电机发电。另外设置有蓄电池，用以储存电能，以备启动系统，或在缺电时供电。 
3、微型制氢储氢装置。主要由电解水制氢装置和小型安全储氢设备成。 
4、微机控制装置。用来控制整个系统的运行。 
5、其它还有用来固定安装各部分的结构件。 
工作过程和原理说明： 
1、光伏发电。白天，太阳能电池集热管受到阳光照射，其上的太阳能电池发电。由太阳能电池集热管构成的管排组合通过单个电池的串并联组成电池阵列，并通过微机控制，或直接给用电器供电，或自动给蓄电池充电。 
2、熱力发电。白天适时开启微机。启动真空泵和电磁阀抽除管道中的空气，达到设定真空度自动关闭真空泵和电磁阀。太阳能电池集热管管排组合(以下简称管排组合)受到太阳照射，温度升高，温度传感器将信号传送给微机，当温度达到设定值时，循环水泵起动，将低位水箱中的循环水压入管排组合。压力水升温后变为蒸汽，在膨胀机内膨胀做功而驱动发电机发电。做功后的蒸汽流经储热水箱中的热交换器和散热器，放热后凝结为水流回低位水箱。当管排组合温度降低到设定值时，由微机控制循环水泵停止，管排组合中的水流回低位水箱。当管排组合中的水温达不到熱力发电要求时，通过阀门控制，仅提供采暖和热水。 
3、提供采暖和热水。由管排组合产生的热蒸汽做功后流经储热水箱中的热交换器和散热器，同时也就提供了采暖和热水，或由管排组合产生的热水直接流经储热水箱中的热交换器和散热器提供采暖和热水。 
4、整个系统的运行由微机控制。循环水泵的流量由微机控制，以获取最大的热能或电能。光伏发电和熱力发电产生的电力，通过微 机控制，给用电器供电，或给蓄电池充电。氢气站的运行也由微机控制。产出的电除给蓄电池充电和用电器用电外，多余的电由氢气站自动制氢储氢。 

Claims (3)

1.家用微机控制太阳能能源自给系统，其特征是将以水作为工质的闭路循环热力系、发电系统、微型制氢储氢装置通过微机控制装置集合控制构成，所述热力系由低位水箱、循环水泵、太阳能电池集热管管排组合、膨胀机、真空泵、热交换器、储热水箱、散热器依次组成，并通过管道、阀门、电磁阀等连接构成一个封闭系统，系统内装有温度传感器和压力传感器；发电系统由太阳能电池光伏发电装置和与热力系中膨胀机联结的发电机构成，另外发电系统设置有用以储存电能的蓄电池；微型制氢储氢装置主要由电解水制氢装置和小型安全储氢设备成；微机控制装置用来控制整个系统的运行。
2.根据权利要求1所述家用微机控制太阳能能源自给系统，其特征是在太阳能电池集热管的表面制备有薄膜太阳能电池。
3.根据权利要求1或2所述家用微机控制太阳能能源自给系统，其特征是微机控制装置与蓄电池的开关、微型制氢储氢装置的开关、热力系中循环水泵、发电机、太阳能电池集热管管排组合、真空泵电连接。
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