CN205536610U - 一种太阳能发热发电一体化使用设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种太阳能发热发电一体化使用设备，包括太阳能组件、热水器组件、暖气组件和控制单元，热水器组件包括保温水箱、进水管道、出水管道和安装于保温水箱内部的电加热器，太阳能组件包括太阳光跟踪器、蓄电池和太阳能发热发电一体化单元，太阳能发热发电一体化单元固定于太阳光跟踪器上，太阳能发热发电一体化单元由太阳能发电板、平板太阳能集热器、驱动元件和由驱动元件驱动的转动板构成，太阳能发电板与平板太阳能集热器背面相对、相互平行并且分别安装于转动板的上表面和下表面上，进水管道、平板太阳能集热器、保温水箱和暖气组件顺序连通；该设备中平板太阳能集热器与太阳能发电板交替使用，极大提高了太阳能的利用效率。

Description

一种太阳能发热发电一体化使用设备
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能发热发电一体化使用设备，属于太阳能发电加热系统技术领域。
背景技术
我国太阳能热利用工程主要包括太阳能热水器、太阳房、太阳灶、采暖与空调、制冷、太阳能干燥、海水淡化和工业用热等领域，其中太阳能热水器在我国得到了快速发展和推广应用，是我国可再生能源领域中产业化发展最成功的范例。
我国太阳能热水器产品的质量总体水平不高，目前太阳能热水器生产企业有3000多家，大量作坊式企业生产使得市场上近70％的太阳能产品在冬天存有安全隐患，消费者的总体满意率只有33％至54％。特别是中小企业的产品质量不够稳定，在可靠性、耐久性和舒适性等方面还与燃气热水器、电热水器有着明显的差距。
太阳能发电主要包括太阳能热发电与太阳能光伏发电等形式。首先，太阳能热发电主要指聚光类太阳能热发电，是利用聚光集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环持续发电的技术。其次，通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统，即太阳能光伏发电系统。太阳能光伏发电目前工程上广泛使用的光电转换器件是晶体硅太阳能电池，生产工艺成熟，已进入大规模产业化生产，并且发展迅速。
我国太阳能发电技术中的硅材料主要依靠进口，光伏产业的核心技术及制造设备主要在国外，我国绝大部分光伏产品都出口到欧美及日本等国外市场，国内对太阳能光伏的应用主要集中在农村电气化和离网型太阳能光伏产品，真正并网型太阳能光伏市场目前还远未形成。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种太阳能发热发电以及暖气热水器一体化使用的设备，提高太阳能利用效率。
实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种太阳能发热发电一体化使用设备，至少包括太阳能组件，以及由太阳能组件加热的热水器组件和暖气组件，所述热水器组件包括保温水箱、进水管道、出水管道和安装于保温水箱内部的电加热器，出水管道与保温水箱连通，所述太阳能组件包括太阳光跟踪器、蓄电池和太阳能发热发电一体化单元，太阳能发热发电一体化单元固定于太阳光跟踪器上，所述太阳能发热发电一体化单元由太阳能发电板、平板太阳能集热器、驱动元件和由驱动元件驱动的转动板构成，太阳能发电板与平板太阳能集热器背面相对、相互平行并且分别安装于转动板的上表面和下表面上，进水管道、平板太阳能集热器、保温水箱和暖气组件顺序连通；还包括控制单元，所述控制单元包括控制器、加热开关和温度传感器A，温度传感器A安装于保温水箱内部并且与控制器的输入端电性连接，驱动元件和加热开关均连接控制器的输出端，太阳能发电板、蓄电池、加热开关和电加热器依次电性连接。
所述保温水箱由第一热水腔和第二热水腔构成，第一热水腔和第二热水腔通过带电磁单向阀的管道连通，电磁单向阀与控制器电性连接，第一热水腔与出水管道连通，第二热水腔与暖气组件连通。
所述暖气组件包括循环水管、暖气片和循环水泵，暖气片与第二热水腔通过循环水管连通。
所述太阳能组件包括太阳光跟踪器、蓄电池和2组以上太阳能发热发电一体化单元。
所述控制单元由控制器、加热开关、温度传感器A、旋转开关和温度传感器B构成，温度传感器B安装于平板太阳能集热器内部并且与控制器的输入端电性连接，驱动元件、旋转开关和控制器依次电性连接。
所述驱动元件为电动机、旋转气缸或者新田回转驱动装置。
由上述技术方案可知，本实用新型提供的太阳能发热发电一体化使用设备中，太阳能发电板与平板太阳能集热器背面相对、相互平行并且分别安装于转动板的上表面和下表面上，转动板由驱动元件驱动，驱动元件固定于太阳光跟踪器上，太阳光跟踪器确保太阳能发电板或平板太阳能集热器始终朝阳，太阳能发电板产生的电能存储于蓄电池中，平板太阳能集热器吸收太阳辐射能量并加热从进水管道流入平板太阳能集热器中的冷水，产生的热水直接流入保温水箱中，保温水箱同时与出水管道和暖气组件相连通，分别用于浴室沐浴和家庭供暖，光照充足时，集热板可在短时间内将冷水加热到沸腾状态，随后通过驱动元件驱动转动板旋转，使得太阳能发电板朝阳，太阳能发电板持续发电，蓄电池中存储的电能供生活用电，保温水箱的内部安装有电加热器，蓄电池中存储的电能也可用于电加热器加热冷水；温度传感器A安装于保温水箱内部并且与控制器的输入端电性连接，用于实时获取保温水箱内部的水温并将温度信号传输至控制器，控制器控制驱动元件旋转并可控制加热开关的通断，蓄电池为电加热器供电，通过电加热器加热保温水箱中的水，在控制器中写入控制程序，当保温水箱内部的水温超过设定值时控制器可控制驱动元件自动旋转，当水温始终达不到设定值时控制器控制加热开关开启进行电加热，本实用新型为智能运行的太阳能发热发电一体化使用设备提供硬件基础。
本实用新型提供的保温水箱由第一热水腔和第二热水腔构成，其中第一热水腔与出水管道连通，出水管道连接淋浴头提供沐浴用水，第二热水腔与暖气组件连通，热水在暖气组件循环流动用于提供暖气，由于水体反复加热会残留部分有毒有害物质，若直接接触皮肤或人体容易引发疾病，因此设计第一热水腔和第二热水腔通过带电磁单向阀的管道连通，电磁单向阀与控制器电性连接，控制器控制电磁单向阀定时开启，使得第一热水腔中残余的热水自动流入第二热水腔中，以此保证沐浴用水的新鲜度，而第二热水腔与暖气组件连通，暖气用水循环流动，对水质无要求。
与现有技术相比，本实用新型提供的太阳能发热发电一体化使用设备的优点如下：
1、太阳能发热与发电一体化使用，即太阳能发电板和平板太阳能集热器背对背设置，在温度没有达到要求时，平板太阳能集热器朝阳发热，在温度达到要求时，发电板朝阳发电，极大提高太阳能的利用效率；
2、平板太阳能集热器加热的热水可同时用作沐浴用水和暖气用水，能够缓解我国冬季北方甚至中部地区和部分南方的供暖问题，缓解煤炭使用压力，间接缓解空气污染问题；
3、太阳能发电板产生的电能存储于蓄电池中，蓄电池可为电加热器提供电能并且用于家庭用电，能够缓解我国家庭用电紧张问题，尤其是夏季用电高峰期，夏季水温很快达到要求，剩余时间太阳能发电板发电可以用来为家庭住户提供电源，减小火力发电压力，间接缓解由此带来的环境污染问题；
4、保温水箱内部具有两个独立的内腔，沐浴用水和暖气用水相互分离，并且沐浴用水定时更换，保证沐浴用水的新鲜度；
5、设置多组太阳能发热发电一体化单元，并且平板太阳能集热器内部安装温度传感器B，通过温度传感器B实时获取平板太阳能集热器内部的水温并将温度信号传输至控制器，可满足不同水温的生活用水需求，平板太阳能集热器内部的水温到达设定值时旋转开关开启，驱动元件驱动转动板翻转。
附图说明
图1为本实用新型提供的太阳能发热发电一体化使用设备的结构示意图。
图2为太阳能发热发电一体化单元的结构示意图。
图3为太阳能发热发电一体化使用设备的控制框图。
其中，1-平板太阳能集热器，2-太阳能发电板，3-转动板，4-温度传感器A，5-电加热器，6-保温水箱，61-第一热水腔，62-第二热水腔，7-出水管道，8-电磁单向阀，9-循环水管，10-暖气片，11-加热开关，12-蓄电池，13-驱动元件，14-太阳光跟踪器，15-循环水泵，16-进水管道，17-温度传感器B。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细具体说明，本实用新型的内容不局限于以下实施例。
本实用新型提供的太阳能发热发电一体化使用设备，其结构如图1和图2所示，包括太阳能组件、热水器组件、暖气组件和控制单元，热水器组件和暖气组件均由太阳能组件加热；
所述热水器组件包括保温水箱6、进水管道16、出水管道7和安装于保温水箱6内部的电加热器5，出水管道7与保温水箱6连通，所述保温水箱6由第一热水腔61和第二热水腔62构成，第一热水腔61和第二热水腔62通过带电磁单向阀8的管道连通，第一热水腔61与出水管道7连通，出水管道7与浴室沐浴用具连通，第二热水腔62与暖气组件连通；所述暖气组件包括循环水管9、暖气片10和循环水泵15，暖气片10与第二热水腔62通过循环水管9连通，循环水泵15安装于循环水管9上；
所述太阳能组件包括太阳光跟踪器14、蓄电池12和3组太阳能发热发电一体化单元，太阳能发热发电一体化单元固定于太阳光跟踪器上，参见图2，所述太阳能发热发电一体化单元由太阳能发电板2、平板太阳能集热器1、驱动元件13和由驱动元件驱动的转动板3构成，太阳能发电板2与平板太阳能集热器1背面相对、相互平行并且分别安装于转动板3的上表面和下表面上，进水管道16、平板太阳能集热器1、保温水箱6和暖气组件顺序连通；
控制单元由控制器、加热开关11、温度传感器A4、旋转开关和温度传感器B17构成，参见图3，温度传感器B17安装于平板太阳能集热器1内部并且与控制器的输入端电性连接，温度传感器A4安装于保温水箱6内部并且与控制器的输入端电性连接，加热开关11、旋转开关和电磁单向阀均连接控制器的输出端，太阳能发电板2、蓄电池12、加热开关11和电加热器5依次电性连接，旋转开关与驱动元件13电性连接，驱动元件可选用电动机、旋转气缸或者新田回转驱动装置。
实际使用中，由于洗漱、沐浴、暖气等所需水温不同，在控制器中设置不同的温度阈值，将3个温度传感器B采集的温度信号与设定的温度阈值对比，当对应平板太阳能集热器中的水温达到要求时控制器控制旋转开关开启，对应驱动元件转动，使得太阳能发电板朝阳发电；光照不足时，各平板太阳能集热器中的水温均达不到要求，由于平板太阳能集热器与保温水箱相连通，通过温度传感器A直接获取保温水箱中的水温，水温较低时，控制器控制加热开关开启，蓄电池为电加热器供能，通过电加热器加热保温水箱中的水；控制器在夜间定时控制电磁单向阀开启，使得第一热水腔中残余的热水流入第二热水腔中，由于第一热水腔为沐浴用具提供热水，以此保证沐浴用水始终为新鲜热水。

Claims (6)

1.一种太阳能发热发电一体化使用设备，至少包括太阳能组件，以及由太阳能组件加热的热水器组件和暖气组件，其特征在于：所述热水器组件包括保温水箱、进水管道、出水管道和安装于保温水箱内部的电加热器，出水管道与保温水箱连通，所述太阳能组件包括太阳光跟踪器、蓄电池和太阳能发热发电一体化单元，太阳能发热发电一体化单元固定于太阳光跟踪器上，所述太阳能发热发电一体化单元由太阳能发电板、平板太阳能集热器、驱动元件和由驱动元件驱动的转动板构成，太阳能发电板与平板太阳能集热器背面相对、相互平行并且分别安装于转动板的上表面和下表面上，进水管道、平板太阳能集热器、保温水箱和暖气组件顺序连通；还包括控制单元，所述控制单元包括控制器、加热开关和温度传感器A，温度传感器A安装于保温水箱内部并且与控制器的输入端电性连接，驱动元件和加热开关均连接控制器的输出端，太阳能发电板、蓄电池、加热开关和电加热器依次电性连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能发热发电一体化使用设备，其特征在于：所述保温水箱由第一热水腔和第二热水腔构成，第一热水腔和第二热水腔通过带电磁单向阀的管道连通，电磁单向阀与控制器电性连接，第一热水腔与出水管道连通，第二热水腔与暖气组件连通。
3.根据权利要求2所述的太阳能发热发电一体化使用设备，其特征在于：所述暖气组件包括循环水管、暖气片和循环水泵，暖气片与第二热水腔通过循环水管连通。
4.根据权利要求1所述的太阳能发热发电一体化使用设备，其特征在于：所述太阳能组件包括太阳光跟踪器、蓄电池和2组以上太阳能发热发电一体化单元。
5.根据权利要求4所述的太阳能发热发电一体化使用设备，其特征在于：所述控制单元由控制器、加热开关、温度传感器A、旋转开关和温度传感器B构成，温度传感器B安装于平板太阳能集热器内部并且与控制器的输入端电性连接，驱动元件、旋转开关和控制器依次电性连接。
6.根据权利要求1所述的太阳能发热发电一体化使用设备，其特征在于：所述驱动元件为电动机、旋转气缸或者新田回转驱动装置。
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