CN217303055U - 太阳能多形式互补智能三联供系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能多形式互补智能三联供系统，包括光伏光热一体化系统，热蓄能系统和制冷系统，光伏光热一体化系统包括光伏系统和光热系统，热蓄能系统与光热系统通过传热介质连通，制冷系统与光伏系统电压输出端连接。本实用新型通过太阳能实现发电和产热，发的电通过逆变器将电能供给空气源系统，实现冬季采暖、夏季空调，产出的热量通过介质循环将热量储存到水箱，实现四季热水；PV/T组件可离网或并网发电，阴天或夜晚不能发电时系统自动切入市电完成以上工作来保障系统正常运转，实现最佳节能运行方案。

Description

太阳能多形式互补智能三联供系统

技术领域

本实用新型涉及冷热电三联供技术领域，具体涉及一种太阳能多形式互补智能三联供系统。

背景技术

冷热电三联供(简称三联供)，即CCHP(Combined Cooling,Heating and Power)，是分布式能源系统中非常重要的形式之一，因在能耗、经济和环境等方面的显著综合效益，近年受到国内外的广泛关注和应用。三联供系统大多以天然气为主要燃料，带动燃气轮机、微燃机或内燃机发电机等燃气发电设备运行，产生的电力供应用户的电力需求，系统发电后排出的余热通过余热回收利用设备(余热锅炉或者余热直燃机等)向用户供热、供冷。据测算，传统煤电的二氧化碳排放量约为796.7克/度，天然气发电约为500克/度，而光伏发电的二氧化碳排放量只是化石能源的十分之一到二十分之一，为33-50克/度，所以光伏发电在降低碳排放方面拥有压倒性的优势。因此，在有限的碳排放份额下提高三联供系统的能效是我们需要解决的问题。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提出一种太阳能多形式互补智能三联供系统，包括光伏光热一体化系统，热蓄能系统和制冷系统，所述光伏光热一体化系统包括光伏系统和光热系统，所述热蓄能系统与所述光热系统通过传热介质连通，所述制冷系统与所述光伏系统电压输出端连接；

所述光伏系统包括：PV/T组件阵列和与其并联的逆变器，所述逆变器的输出端为供电端同时并入电网；

所述光热系统包括：与所述光伏系统共用的所述PV/T组件阵列和贮热水箱，所述PV/T组件阵列和所述贮热水箱通过供水管道连通，在所述供水管道靠近所述PV/T组件的一端设有PV/T循环泵，在所述供水管道靠近所述贮热水箱的一端设有水箱循环泵；所述贮热水箱的输入端连接自来水系统；

其中，所述PV/T组件阵列包括多个并联或串联的PV/T组件。

作为改进，所述热蓄能系统包括蓄能水箱，所述蓄能水箱的接入端和/或输出端设有智能泵和第一电动三通阀，当所述第一电动三通阀处于第一状态时使得所述蓄能水箱与地暖系统连通。

作为进一步改进，所述制冷系统包括空气源热泵，所述空气源热泵的输出端设有第二电动三通阀，当所述第二电动三通阀处于第一状态时使得所述空气源热泵通过传热介质与所述地暖系统连通，当所述第二电动三通阀处于第二状态时使得所述空气源热泵通过传热介质与所述蓄能水箱连通。

作为进一步改进，还包括数据采集管理系统，该系统包括相互通信的云端数据分析管理系统和智能管理系统，所述智能管理系统包括终端数据传感器和与之通信的终端控制器和处理器。

作为进一步改进，还包括双向电度表，所述双向电度表的第一端接入电网，第二端与所述太阳能多形式互补智能三联供系统并联。

作为进一步改进，所述光伏系统的逆变器的输出端连接光伏电度表后并入电网。

作为进一步改进，每个所述PV/T组件包括太阳能电池板和集热器。

本实用新型通过太阳能实现发电和产热，发的电通过逆变器将电能供给空气源系统，实现冬季采暖、夏季空调，产出的热量通过介质循环将热量储存到水箱，实现四季热水；PV/T组件可离网或并网发电，阴天或夜晚不能发电时系统自动切入市电(若有低谷电时自动切入)完成以上工作来保障系统正常运转，同时，该系统通过智能控制设备，实现最佳节能运行方案。

附图说明

图1、一种实施例的光伏光热一体化系统连接关系图；

图2、一种实施例的太阳能多形式互补智能三联供系统原理图；

图3、一种实施例的PV/T组件的连接关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述，下列实施例仅用于解释本实用新型的实用新型内容，不用于限定本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

一些实施例的太阳能多形式互补智能三联供系统包括光伏光热一体化系统，热蓄能系统和制冷系统，其中，如图1的光伏光热一体化系统包括光伏系统和光热系统，热蓄能系统与光热系统通过传热介质连通，制冷系统与光伏系统的电压输出端连接；

如图1，光伏系统包括：PV/T组件阵列1和与其并联的逆变器2，逆变器的输出端为供电端4同时并入电网；一些优选的实施例，光伏系统的逆变器的输出端连接光伏电度表3后并入电网。

光伏系统在日间光照充足的时间里将太阳能转换为电能输出，作为日常生活供电，当产能大于供电需要时可以将过剩的电能输出至电网。光伏电度表记录光伏系统的供电数据。通常水作为传热介质。

如图1，光热系统包括：与光伏系统共用的PV/T组件阵,1和贮热水箱5，PV/T组件阵列和贮热水箱通过供水管道6连通，在供水管道6靠近PV/T组件的一端设有PV/T循环泵7，在供水管道靠近贮热水箱的一端设有水箱循环泵8；贮热水箱的输入端连接自来水系统。

自来水系统将冷水通过水箱循环泵送至PV/T组件阵列中加热，PV/T组件阵列将热水通过PV/T循环泵输出至贮热水箱，作为居民供水输出。

一些实施例，热蓄能系统包括蓄能水箱，蓄能水箱的接入端和/或输出端设有智能泵和第一电动三通阀，当第一电动三通阀处于第一状态时使得蓄能水箱与地暖系统连通。当第一电动三通阀处于第二状态时使得空气源热泵通过传热介质与地暖系统连通。

一些实施例，制冷系统包括空气源热泵，空气源热泵的输出端设有第二电动三通阀，当第二电动三通阀处于第一状态时使得空气源热泵通过传热介质与地暖系统连通，当第二电动三通阀处于第二状态时使得空气源热泵通过传热介质与蓄能水箱连通。通常用水作为传热介质。

一些具体的实施例，太阳能多形式互补智能三联供系统的原理如图2，日间有光照，PV/T组件发电通过逆变器将电能供给制冷系统，制冷系统的空气源热泵冬天制热可直接输入地暖或暖气片，达到室内设定温度后，热量自动储蓄到蓄能水箱。蓄能水箱的热量可在PV/T组件不能发电至低谷电的时间段内释放热能，实现采暖。日间PV/T组件产生的热能通过循环泵推动介质循环将热量通过贮热水箱中的盘管热交换方式将热量输送到贮热水箱中，起到节能互补作用。

夏天空气源热泵制冷可用于空调，达到室内设定温度后，自动转入蓄能水箱，蓄能水箱的冷量可在PV/T组件不能发电至低谷电之间的时间段内供给空调，起到节能互补作用。

如阴天、下雨等天气PV/T组件不能发电和产热时系统自动切入市电(若有低谷电时自动切入)完成以上工作来保障系统正常运转；

一些实施例，还包括数据采集管理系统，该系统包括相互通信的云端数据管理系统和智能管理系统，智能管理系统包括传感器和与之通信的终端控制器和处理器。优选的实施例中，采购北京创意博能源科技有限公司生产的能源管理采集柜作为数据采集管理系统的硬件；云端数据管理系统可以采用北京创意博能源科技有限公司提供的云平台服务产品：追能云V3.0.7。

分布在终端的传感器将采集的信号传送至处理器，采集的信号包括：PV/T组件的电压、发电量、PV/T组件内部温度、贮热水箱温度、蓄能水箱温度、储能量、空气源热泵的制热量制冷量、用电量、运行电流和电压，人工设置数据等。处理器将处理后的信号发送至云端数据管理系统，云端数据管理系统分析处理后的信号并反馈至无线远传采集终端，通过终端控制器对智能泵自动开关等元器件的控制执行任务。

智能管理系统将从无线远传采集终端采集的数据进行智能运算，发送至云端数据分析系统，云端数据分析系统通过数据分析来调整太阳能多形式互补智能三联供系统的运行工况，再由智能管理系统基于数据分析的结果选择最优的运行方案。一些更具体的实施例通过手机端随时查看太阳能多形式互补智能三联供系统动态并进行设置及控制设备启或停。无线远传采集终端采集包括：PV/T组件发电量、市电用量自动统计并远程观察记录，室内外四季温度目标，生活用热水温度体积指标远程监测及记录等信息。

一些实施例，接入电网端设有双向电度表(或双向计量电能表)，该双向电度表的输出端与太阳能多形式互补智能三联供系统并联。

双向电度表(或双向计量电能表)就是能够同时计量用电量和发电量的电表，耗电的算为正功率或正电能；发电的算为负功率或负电能；双向电表可实现电能的正、反向分开计量、分开存储、分开显示。

一些实施例的PV/T组件阵列包括多个并联或串联的PV/T组件，这些PV/T组件的连接方式如图3。每个PV/T组件包括太阳能电池板和集热器。

一些实施例采用一种PV/T组件：由多个平板形组件构成的层状结构，包括位于顶层的柔性电池组件、位于其下层的热收集器，两者之间通过导热硅脂或导热硅胶贴合。热收集器包括相互连通的多条支管。

以上实施例包含所有种类的用于处理数据的设备、装置以及机器，作为实例，包括可编程处理器、计算机或者多重处理器或者多重计算机，其中，设备可以包括专用逻辑电路，例如，FPGA(现场可编程门阵列)或者ASIC(专用集成电路)。

以上实施例仅仅是本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种太阳能多形式互补智能三联供系统，包括光伏光热一体化系统，热蓄能系统和制冷系统，其特征在于，所述光伏光热一体化系统包括光伏系统和光热系统，所述热蓄能系统与所述光热系统通过传热介质连通，所述制冷系统与所述光伏系统的电压输出端连接；

所述光伏系统包括：PV/T组件阵列和与其并联的逆变器，所述逆变器的输出端为供电端同时并入电网；

所述光热系统包括：与所述光伏系统共用的所述PV/T组件阵列和贮热水箱，所述PV/T组件阵列和所述贮热水箱通过供水管道连通，在所述供水管道靠近所述PV/T组件的一端设有PV/T循环泵，在所述供水管道靠近所述贮热水箱的一端设有水箱循环泵；所述贮热水箱的输入端连接自来水系统；

其中，所述PV/T组件阵列包括多个并联或串联的PV/T组件。

2.如权利要求1所述的太阳能多形式互补智能三联供系统，其特征在于，所述热蓄能系统包括蓄能水箱，所述蓄能水箱的接入端和/或输出端设有智能泵和第一电动三通阀，当所述第一电动三通阀处于第一状态时使得所述蓄能水箱与地暖系统连通。

3.如权利要求2所述的太阳能多形式互补智能三联供系统，其特征在于，所述制冷系统包括空气源热泵，所述空气源热泵的输出端设有第二电动三通阀，当所述第二电动三通阀处于第一状态时使得所述空气源热泵通过传热介质与所述地暖系统连通，当所述第二电动三通阀处于第二状态时使得所述空气源热泵通过传热介质与所述蓄能水箱连通。

4.如权利要求3所述的太阳能多形式互补智能三联供系统，其特征在于，还包括数据采集管理系统，该系统包括相互通信的云端数据分析管理系统和智能管理系统，所述智能管理系统包括终端数据传感器和与之通信的终端控制器和处理器。

5.如权利要求4所述的太阳能多形式互补智能三联供系统，其特征在于，还包括双向电度表，所述双向电度表的第一端接入电网，其第二端与所述太阳能多形式互补智能三联供系统并联。

6.如权利要求1所述的太阳能多形式互补智能三联供系统，其特征在于，所述光伏系统的逆变器的输出端连接光伏电度表后并入电网。

7.如权利要求1所述的太阳能多形式互补智能三联供系统，其特征在于，每个所述PV/T组件包括太阳能电池板和集热器。

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