本發(fā)明公開了一種聚光式光伏/光熱一體化熱/電/冷聯(lián)供系統(tǒng)。

背景技術：

隨著節(jié)能減排的意識深入人心，人們對于能源問題有了更進一步的認識，太陽能、風能等新能源的利用逐漸成為解決目前日益嚴重的能源短缺和環(huán)境污染問題的有效途徑。我國的太陽能光伏光熱一體化利用技術正從示范應用向工程化規(guī)模應用轉變。光伏光熱一體化熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)勢在于采用CPC聚光結構在相同發(fā)電功率的條件下，大大減少了PV電池板鋪設的面積，進而降低了成本。另外，采用PV/T技術且以水為換熱工質時，一方面可對電池板進行持續(xù)的冷卻使其發(fā)電效率保持穩(wěn)定，另一方面通過吸收電池散熱和太陽輻射中的紅外輻射熱使得工質水作為低位熱源供給用戶使用。就太陽能供熱而言，目前國內絕大部分企業(yè)主要研究太陽能衛(wèi)生熱水系統(tǒng)。太陽能供熱采暖系統(tǒng)在國內的研究剛剛開始，但目前尚無法大規(guī)模推廣，其原因在于：一般需要配備很大的集熱器面積，這筆投入很大，可是過了供熱季節(jié)，設備閑置，不僅造成投資的浪費，太陽能集熱器長期空曬還會造成系統(tǒng)老化甚至被破壞，而且，北方地區(qū)采用大面積集熱器的壁壘是：冬季抗凍、夏季防過熱問題，獨立的太陽能系統(tǒng)內部不可進行能量分配、調節(jié)和平衡，無法適應季節(jié)變化和天氣變化，很難兼顧冬季、夏季的工況及天氣變化，太陽能的利用效率低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種聚光式光伏/光熱一體化熱/電/冷聯(lián)供系統(tǒng)，將聚光式光伏光熱系統(tǒng)與建筑一體化結合，為用戶提供采暖、發(fā)電、制冷，實現(xiàn)太陽能規(guī)模化、高效低成本利用。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種聚光式光伏/光熱一體化熱/電/冷聯(lián)供系統(tǒng)，包括聚光式光伏/光熱系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、熱媒共用箱、生活熱水系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)，所述聚光式光伏光熱系統(tǒng)、供電系統(tǒng)與熱媒共用箱依次連接；聚光式光伏光熱系統(tǒng)、太陽能循環(huán)泵與熱媒共用箱依次連接；熱媒共用箱、一號換熱泵、蓄熱換熱器、二號換熱泵、蓄熱水箱、生活熱水增壓泵與生活熱水系統(tǒng)依次連接；熱媒共用箱、供暖換熱器、供暖泵與供暖系統(tǒng)依次連接；熱媒共用箱、制冷系統(tǒng)與冷輸出裝置依次連接。

所述聚光式光伏/光熱系統(tǒng)，由常規(guī)的光伏光熱組件加復合拋物面聚光鏡組成。

所述供電系統(tǒng)，包括MPPT控制器、蓄電池、光伏逆變器、并網(wǎng)裝置、負載，MPPT控制器與蓄電池連接，MPPT控制器與光伏逆變器連接，光伏逆變器分別與并網(wǎng)裝置和負載連接，光伏逆變器與熱媒共用箱中的輔助熱源連接。

所述MPPT控制器，能夠實時檢測太陽能板電壓和電流，并不斷追蹤最大功率，使系統(tǒng)始終以最大功率對蓄電池進行充電。

所述熱媒共用箱頂部設置輔助熱源，內部設置有多層孔板，熱媒可選用乙二醇等防凍液。

所述蓄熱水箱為保溫水箱，利用蓄熱換熱器，儲存多余的熱量。

所述制冷系統(tǒng)，為吸收式制冷循環(huán)，包括發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器與吸收器，發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器與吸收器首尾連接，形成循環(huán)。

本發(fā)明的有益效果為：

1、熱媒共用箱的設置，是聚光式光伏光熱系統(tǒng)、蓄熱水箱、采暖系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)之間能量分配和平衡的交匯點，同時它也是各個循環(huán)回路公用的體積膨脹緩沖空間，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保證。

2、采用熱媒共用技術，蓄熱水系統(tǒng)和熱媒介質系統(tǒng)獨立運行，使熱媒循環(huán)回路的通流量大大減小，以防凍液（如乙二醇）作為熱媒進行循環(huán)，動態(tài)的轉移熱能，有效地解決冬季抗凍問題。

3、由于蓄熱水箱具有極大的蓄熱能力，在太陽能產能的高峰時間段，可將過剩的熱量貯藏在蓄熱水箱中，在太陽能產能的低谷時間段，蓄熱水箱再將熱量轉移給負載或終端的用戶，有效地提高了太陽能的保證率。蓄熱水箱還可以提供大量生活用熱水，有效避免了系統(tǒng)夏季出現(xiàn)過熱的情況。

附圖說明

下面根據(jù)附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1是聚光式光伏/光熱一體化熱/電/冷聯(lián)供系統(tǒng)流程示意圖。

圖中：

1，聚光式光伏光熱系統(tǒng)；1-1，太陽能循環(huán)泵；2，供電系統(tǒng)；2-1，MPPT控制器；2-2蓄電池，2-3，光伏逆變器；2-4，并網(wǎng)裝置；2-5，負載；3，熱媒共用箱；3-1，輔助熱源；4，蓄熱換熱器；4-1，一號換熱泵；4-2，二號換熱泵；5，蓄熱水箱； 6，生活熱水系統(tǒng)；6-1，生活熱水增壓泵；7，供暖換熱器；8，供暖系統(tǒng)；8 -1，供暖泵；9，制冷循環(huán)系統(tǒng)；9-1，發(fā)生器；9-2，冷凝器；9-3，蒸發(fā)器；9-4，吸收器；10，冷輸出裝置。

圖2是熱媒共用箱基本結構及管路連接方式圖。

圖中:

1，聚光光伏光熱系統(tǒng)；1-1，太陽能循環(huán)泵；3，熱媒共用箱；3-1，輔助熱源；3-2，孔板；4，蓄熱換熱器；4-1，一號換熱泵；7，供暖換熱器。

具體實施方式

附圖非限制性地公開了本發(fā)明涉及優(yōu)選實施例的結構示意圖，以下結合具體實施例對上述方案進一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種聚光式光伏/光熱一體化熱/電/冷聯(lián)供系統(tǒng)，包括聚光式光伏光熱系統(tǒng)1、太陽能循環(huán)泵1-1、供電系統(tǒng)2、MPPT控制器2-1、蓄電池2-2、光伏逆變器2-3、并網(wǎng)裝置2-4、負載2-5、熱媒共用箱3、輔助熱源3-1、蓄熱換熱器4、一號換熱泵4-1、二號換熱泵4-2、蓄熱水箱5、生活熱水系統(tǒng)6、生活熱水增壓泵6-1、供暖換熱器7、供暖系統(tǒng)8、供暖泵8-1、制冷循環(huán)系統(tǒng)9、發(fā)生器9-1、冷凝器9-2、蒸發(fā)器9-3、吸收器9-4、冷輸出裝置10。

系統(tǒng)正常運行時，聚光式光伏光熱系統(tǒng)1產生直流電送入MPPT控制器2-1中，MPPT控制器2-1實時偵測光伏電池板的電流電壓，并追蹤光伏電池的最大功率點，使電池板始終以最大功率輸出直流電，其中一部分直流電用于蓄電池2-2充電，另一部分輸入光伏逆變器2-3，光伏逆變器2-3將輸入的直流電轉化為交流電，供給并網(wǎng)裝置2-4，家用電負載2-5及熱媒共用箱3內裝置的輔助熱源3-1。

熱媒共用箱3中的低溫熱媒，由熱媒共用箱底部出口流出，經(jīng)過太陽能循環(huán)泵升壓后流入聚光式光伏光熱系統(tǒng)1，對電池板進行冷卻降溫，升溫后的熱媒流入熱媒共用箱上端入口，為生活熱水系統(tǒng)6、供暖系統(tǒng)8及制冷系統(tǒng)9提供熱量。箱內多層孔板3-2的設置，減少了對流擾動、強化了熱媒在箱體內分層，形成溫度梯度，有利于更好地利用高溫熱媒。

對于生活熱水系統(tǒng)6，高溫熱媒由熱媒共用3箱上端出口流出，經(jīng)過一號換熱泵4-1的升壓流入蓄熱換熱器4，同時，蓄熱工質由蓄熱水箱5出口流出，經(jīng)二號換熱泵4-2流入蓄熱換熱器4，在換熱器中，高溫熱媒與蓄熱工質進行換熱，降溫后的熱媒又重新流入熱媒共用箱3的下端入口，升溫后的蓄熱工質流入蓄熱水箱4入口。蓄熱工質由水箱出口流出，經(jīng)過生活熱水增壓泵6-1，流入生活熱水系統(tǒng)6。蓄熱水箱4中設置了簡易的閉環(huán)控制系統(tǒng)，水位不足時由自來水直接補充。

對于供暖系統(tǒng)8，高溫熱媒由熱媒共用箱3上端出口流出，，與自來水在供暖換熱器7進行換熱，降溫后的熱媒重新流入熱媒共用箱3的下端入口，自來水升溫后經(jīng)過供暖泵8-1流入供暖系統(tǒng)8，由供暖系統(tǒng)8對用戶供暖。

對于制冷系統(tǒng)9，以水為制冷劑，溴化鋰溶液為吸收劑。高溫熱媒進入發(fā)生器9-1，加熱溴化鋰溶液，使溶液中的水汽化，降溫后的熱媒與供暖換熱器7流出的熱媒匯合，流入熱媒共用箱3的下端入口。隨著水的汽化，發(fā)生器9-1內的溴化鋰溶液濃度升高，進入吸收器9-4；水蒸氣進入冷凝器9-2，凝結成高壓低溫的液態(tài)水，后進入蒸發(fā)器9-3膨脹汽化，并在汽化過程中大量吸收蒸發(fā)器9-3內冷媒水的熱量，降溫后的冷媒水輸入冷輸出裝置10并供給于用戶。同時低溫水蒸氣進入吸收器9-4，被溴化鋰溶液吸收，再送回發(fā)生器9-1。

本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內。