CN220793244U - 一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统 - Google Patents
一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220793244U CN220793244U CN202321478111.4U CN202321478111U CN220793244U CN 220793244 U CN220793244 U CN 220793244U CN 202321478111 U CN202321478111 U CN 202321478111U CN 220793244 U CN220793244 U CN 220793244U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photovoltaic
- phase
- heat storage
- grid
- power generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 title claims abstract description 90
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 7
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 4
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000013084 building-integrated photovoltaic technology Methods 0.000 claims description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 4
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 14
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，包括太阳能光伏并网发电系统、并网配电柜、相变储热系统和供暖系统，太阳能光伏并网发电系统包括光伏组件和光伏并网逆变器，光伏组件与光伏并网逆变器连接，光伏并网逆变器通过并网配电柜分别与电网和相变储热系统连接，相变储热系统与供暖系统连接。本实用新型使用成本低，节能环保，绿色低碳，良好的经济性，比烧天然气、用市电更划算，系统寿命长。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统。
背景技术
目前，我国农村点多面广，按照现在清洁供暖的方式，没有条件达到，煤改电，电网不能承载，而且后期费用太高，煤改天然气，没有那么多的气源。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，使用成本低，节能环保，绿色低碳，良好的经济性，比烧天然气、用市电更划算，系统寿命长。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，包括太阳能光伏并网发电系统、电网系统电压、相变储热系统和供暖系统，太阳能光伏并网发电系统包括光伏组件阵列和光伏并网逆变器，光伏组件阵列与光伏并网逆变器连接，光伏并网逆变器通过并网配电柜分别与国家电网和相变储热系统连接，相变储热系统与房屋内的供暖系统连接。
按照上述技术方案，光伏组件阵列包括屋顶光伏(BAPV)组件阵列、房屋墙面光伏幕墙(BIPV)组件阵列、庭院光伏组件阵列中的任意一种或任意多种组合。
按照上述技术方案，各光伏组件阵列由相应的光伏组件通过直流电缆依次连接形成，其中光伏组件采用单晶硅片元件组合而成。
按照上述技术方案，并网配电柜通过计量箱与电网连接。
按照上述技术方案，计量箱内配置有双向计量电表。
按照上述技术方案，相变储热系统包括电热转换装置、相变储热装置、换热器、第一循环水泵和膨胀水箱，第一循环水泵的一端通过管道与电热转换装置的一端连接，第一循环水泵的另一端通过管道与相变储热装置的一端连接，相变储热装置的另一端和电热转换装置的另一端分别通过管道与换热器一侧的进口端和出口端连接，换热器另一侧的进口端和出口端分别通过管道与供暖系统连接，相变储热装置与并网配电柜和电网连接。
按照上述技术方案，相变储热装置的两端并联有旁通管道，旁通管道上设有阀门。
按照上述技术方案，供暖系统包括第二循环水泵、散热设备，第二循环水泵的一端通过管道与散热设备的一端连接，第二循环水泵的另一端和散热设备的另一端分别与换热器另一侧的进口端和出口端连接。
按照上述技术方案，散热设备包括暖气片和/或地暖，若同时有暖气片和地暖，两者并联。
按照上述技术方案，电热转换装置与换热器之间的连接管道上连接有支管道，支管道连接有膨胀水箱。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型通过光伏组件阵列和光伏并网逆变器将光能转化电能，并将太阳能光伏并网发电系统同时与相变储热系统和电网连接，可以在白天通过光伏发电供相变储热器系统产热水供暖和蓄热，在晚上用谷电供相变储热器系统或直接用相变储热器系统蓄热产热水产热水供暖，使用成本低，无需使用煤气和天然气等气源，节能环保，绿色低碳，良好的经济性，比烧天然气、用市电更划算，系统寿命长。
附图说明
图1是本实用新型实施例中集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统的原理图；
图2是本实用新型实施例中相变储热系统和供暖系统的结构示意图；
图3是本实用新型实施例中太阳能光伏并网发电系统的电路图；
图中，1-相变储热系统，2-供暖系统，3-相变储热装置，4-第一循环水泵，5-第二循环水泵，6-电热转换装置，7-膨胀水箱，8-换热器，9-旁通管道，10-地暖，11-暖气片，12-并网配电柜，13-光伏并网逆变器，14-光伏组件阵列。
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说明。
参照图1～图3所示，本实用新型提供的一种实施例1中一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，包括太阳能光伏并网发电系统、电网系统电压、相变储热系统1和供暖系统2，太阳能光伏并网发电系统包括光伏组件阵列14和光伏并网逆变器13，光伏组件阵列14与光伏并网逆变器13连接，光伏并网逆变器13通过并网配电柜12分别与国家电网和相变储热系统1连接，相变储热系统1与房屋内的供暖系统2连接；所述的相变储热系统1既和并网配电柜12相连，又通过计量箱和市电电网相连，白天通过光伏发电供相变储热器系统产热水供暖和蓄热，晚上用谷电供相变储热器系统或直接用相变储热器系统蓄热产热水产热水供暖，多重防护，绝对安全，系统寿命长，可达25年以上。
太阳能光伏并网发电系统由多种光伏形式的光伏组件阵列14、电缆、光伏并网逆变器13、并网配电柜12及计量箱组成。
实施例2
如图1和3所示，在实施例1的基础上进一步的对光伏组件阵列的进行限定，限定后的实施例2的性能更加优良。
光伏组件阵列包括屋顶光伏(BAPV)组件阵列、房屋墙面光伏幕墙(BIPV)组件阵列、庭院光伏组件阵列中的任意一种或任意多种组合。
屋顶光伏组件阵列、房屋墙面光伏幕墙组件阵列均为BIPV光伏建筑一体化式结构。
进一步地，光伏并网逆变器13连接有控制器。
进一步地，各光伏组件阵列由相应的光伏组件通过直流电缆依次连接形成，其中光伏组件采用单晶硅片元件组合而成。
进一步地，并网配电柜12通过计量箱与电网连接，实现户用光伏发电给户用设备配电、余电上网、市电输出功能及电量计量功能。
进一步地，计量箱内配置有双向计量电表，计量箱或计量电表内置于并网配电柜12内。
进一步地，光伏组件阵列发出的低压直流电通过直流电缆汇集到光伏并网逆变器13，通过并网逆变器将直流电源转换成能上网的交流电源(380V)；所述的光伏并网逆变器13转换交流电通过交流电缆进入并网配电柜12，实现给户用电设备(电锅炉等)配电和余电上网。
实施例3
如图1和2所示，在实施例1的基础上进一步的对相变储热系统1和供暖系统2的进行限定，限定后的实施例3的性能更加优良。
相变储热系统1包括电热转换装置6、相变储热装置3、换热器8、第一循环水泵4和膨胀水箱7，第一循环水泵4的一端通过管道与电热转换装置6的一端连接，第一循环水泵4的另一端通过管道与相变储热装置3的一端连接，相变储热装置3的另一端和电热转换装置6的另一端分别通过管道与换热器8一侧的进口端和出口端连接，换热器8另一侧的进口端和出口端分别通过管道与供暖系统2连接，相变储热装置3与并网配电柜12和电网连接。
进一步地，相变储热装置3的两端并联有旁通管道9，旁通管道9上设有阀门。
进一步地，供暖系统2包括第二循环水泵5、散热设备，第二循环水泵5的一端通过管道与散热设备的一端连接，第二循环水泵5的另一端和散热设备的另一端分别与换热器8另一侧的进口端和出口端连接。
进一步地，散热设备包括暖气片11和/或地暖10，若同时有暖气片11和地暖10，两者并联。
进一步地，电热转换装置6与换热器8之间的连接管道上连接有支管道，支管道连接有膨胀水箱7。
进一步地，换热器为板式换热器，从相变储热装置流经换热器一侧的液体与从散热片流经换热器另一侧的液体之间进行热交换。
进一步的，所述的相变储热材料具有储能密度大、效率高、热损小、不可燃、“无毒性”、“寿命长”等特征。
进一步的，所述的相变储热系统1配套自动控制系统，实现双储热模式的自动切换；
进一步的，所述的集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖技术，就是在有效光照时段内，光伏发电系统所发出的电既通过相变储热系统1产热水供暖，也可开启相变储热系统1内部储能装置储热，保证其他时间段的供应；在夜间谷电期间时段内，可以谷电通过相变储热器产热水供暖或直接通过相变储热器蓄热产热水供暖，充分利用能源价格低的时候的余电，确保整套系统的经济性。
实施例4为某20kW集户用光伏发电及相变储热系统的双储热的供暖技术方案：
1、光伏组件选择：本工程选用LR4-72HPH-450M型电池组件，其技术参数如下：峰值功率P＝450W；开路电压U＝49.3V；工作电压U＝41.5V；短路电流I＝11.60A；工作电流I＝10.85A；组件发电效率n＝20.7％；重23.3kg；长x宽x厚＝2094x1038x35mm，总数为45组。其中各种光伏组件阵列数量可根据房屋面积和光伏形式进行多种组合；
2、光伏组件方阵选择：一般户用光伏逆变器最大直流输入电压1100V，满载MPPT电压范围430～850V，则单串电池组件个数为15，并联组串3组。
3、户用光伏逆变器选择：本工程选用SG20RT-20型并网逆变器，其技术参数如下：最大直流输入电压1100V，满载MPPT电压范围430～850V，额定输出功率20kW，最大输出视在功率22kVA。实现将光伏组件产生的直流电转化为380V的交流电，通过并网配电柜实现给户用电设备配电和余电上网。
4、并网配电(计量)柜选择：本工程选用GGD型并网配电柜，功率20kW，单独设置计量箱配套双向计量电表，实现户用光伏发电给户用设备配电、余电上网、市电输出功能及电量计量功能。
5、相变储热系统1选择：本工程选用功率20kW的相变储热系统1，供暖面积暖气片140～160m2、地暖100～120m2。
下面以一套20kw集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖技术方案为例来说明其经济性有益效果：
一套20kW集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖技术方案的整套设备在10万左右，其中光伏发电装置7万元，相变储热器3万；北方农村年有效光照时间约为1500小时，第一年年发电量3万度电，25年总发电量65万度，按农业用电0.65元/度电计，总收益42.25万元，5.91年收回投资。若仅建设用户光伏发电装置，按上网电价0.37元/度电计，总收益24.05万元，要7年才收回投资。
显然，集集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖技术方案的经济性是优于纯光伏发电上网的收益或纯电锅炉供暖。
鉴于北方地区农村属光伏资源较为丰富地区，农户现有房屋面积和房前屋后庭院均可布置太阳能光伏组件，本实用新型提出了一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖技术：即冬季白天利用农村房屋屋顶、房屋墙面和家庭庭院空地建设多种形式光伏组合的太阳能光伏发电系统发电供相变储热系统产热水供暖和蓄热，晚上用谷电供相变储热系统或直接用相变储热系统蓄热产热水供暖，其他季节利用太阳能光伏自发自用，余电上网。
以上的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，其特征在于，包括太阳能光伏并网发电系统、并网配电柜、相变储热系统和供暖系统，太阳能光伏并网发电系统包括光伏组件阵列和光伏并网逆变器，光伏组件阵列与光伏并网逆变器连接，光伏并网逆变器通过并网配电柜分别与电网和相变储热系统连接，相变储热系统与供暖系统连接。
2.根据权利要求1所述的集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，其特征在于，光伏组件阵列包括屋顶光伏组件阵列、房屋墙面光伏幕墙组件阵列、庭院光伏组件阵列中的任意一种或任意多种组合。
3.根据权利要求2所述的集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，其特征在于，屋顶光伏组件阵列、房屋墙面光伏幕墙组件阵列均为BIPV光伏建筑一体化式结构。
4.根据权利要求1所述的集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，其特征在于，各光伏组件阵列由相应的光伏组件通过直流电缆依次连接形成，其中光伏组件采用单晶硅片元件组合而成。
5.根据权利要求1所述的集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，其特征在于，并网配电柜通过计量箱与电网连接。
6.根据权利要求5所述的集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，其特征在于，计量箱内配置有双向计量电表。
7.根据权利要求1所述的集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，其特征在于，相变储热系统包括电热转换装置、相变储热装置、换热器、第一循环水泵和膨胀水箱，第一循环水泵的一端通过管道与电热转换装置的一端连接，第一循环水泵的另一端通过管道与相变储热装置的一端连接，相变储热装置的另一端和电热转换装置的另一端分别通过管道与换热器一侧的进口端和出口端连接，换热器另一侧的进口端和出口端分别通过管道与供暖系统连接，相变储热装置与并网配电柜和电网连接。
8.根据权利要求7所述的集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，其特征在于，相变储热装置的两端并联有旁通管道，旁通管道上设有阀门。
9.根据权利要求7所述的集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，其特征在于，供暖系统包括第二循环水泵、散热设备，第二循环水泵的一端通过管道与的一端连接，第二循环水泵的另一端和散热设备的另一端分别与换热器另一侧的进口端和出口端连接。
10.根据权利要求7所述的集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统，其特征在于，电热转换装置与换热器之间的连接管道上连接有支管道，支管道连接有膨胀水箱。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321478111.4U CN220793244U (zh) | 2023-06-12 | 2023-06-12 | 一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321478111.4U CN220793244U (zh) | 2023-06-12 | 2023-06-12 | 一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220793244U true CN220793244U (zh) | 2024-04-16 |
Family
ID=90636046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321478111.4U Active CN220793244U (zh) | 2023-06-12 | 2023-06-12 | 一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220793244U (zh) |
-
2023
- 2023-06-12 CN CN202321478111.4U patent/CN220793244U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2019076279A1 (zh) | 多能互补应用系统 | |
| KR101979659B1 (ko) | 건물일체형 태양광·태양열 시스템 | |
| Ganthia et al. | An economic rural electrification study using combined hybrid solar and biomass-biogas system | |
| CN102809245A (zh) | 完全太阳能全天候冷热电气联产联供系统 | |
| CN111416391A (zh) | 基于风光分布式电源的楼宇建筑节能综合利用系统及控制方法 | |
| Offiong | Assessing the Economic and Environmental Prospects of stand-By solar powered systems in Nigeria | |
| Janardhan et al. | Hybrid solar PV and biomass system for rural electrification | |
| CN220793244U (zh) | 一种集户用光伏发电及相变储热系统的双储热供暖系统 | |
| CN115388484B (zh) | 光伏直驱的直膨式太阳能热泵热电联供系统及其控制方法 | |
| RU185808U1 (ru) | Тепличный комплекс с системой комбинированного теплоснабжения | |
| CN204616798U (zh) | 太阳能乌龟越冬养殖池 | |
| CN216056354U (zh) | 集储能和并离网供电功能的光伏发电系统结构 | |
| CN213421496U (zh) | 风光电储热系统 | |
| CN202835758U (zh) | 一种新能源发电蓄能供热供电系统 | |
| CN216522492U (zh) | 一种基于可再生能源耦合应用的零碳冷热供应系统 | |
| CN217036758U (zh) | 供能系统 | |
| CN212033776U (zh) | 基于风光分布式电源的楼宇建筑节能综合利用系统 | |
| CN112531749B (zh) | 一种基于慢动态响应的离网型风光氢热储系统及控制方法 | |
| CN211739255U (zh) | 一种基于干旱地区的新型供暖供电蓄能装置 | |
| CN112113357A (zh) | 风光电储热系统及储热方法 | |
| Baki et al. | Assessment of the Thermal and Electrical Energy Needs of an Autonomous Single-Family House | |
| CN1403760A (zh) | 多能互补能源系统 | |
| CN206300246U (zh) | 生活热水系统 | |
| CN112197333A (zh) | 基于光伏发电余热的地源热泵供暖系统 | |
| Lämmle et al. | Smart Urban Energy Concept: Integration of Heat Pumps, PV, Cogeneration, and District Heating in existing Multi-Family Buildings |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |