本實(shí)用新型涉及可再生能源供電、供能技術(shù)領(lǐng)域，尤其是采用太陽能光伏、風(fēng)能、太陽能光熱、空氣源熱能及地源熱能實(shí)現(xiàn)高原農(nóng)村地區(qū)供電、供能等功能。
背景技術(shù)：
隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的愈加突出，利用可再生能源的優(yōu)勢愈加顯著。目前我國高原農(nóng)村地區(qū)供能仍然主要依靠常規(guī)能源，且存在能源利用率不高、污染環(huán)境、能源缺乏等問題，也存在利用單一可再生能源，實(shí)現(xiàn)供電、供能的系統(tǒng)可用性很差，及其不穩(wěn)定。因此，急需采用多種可再生能源優(yōu)勢互補(bǔ)、聯(lián)合實(shí)現(xiàn)該地區(qū)的供電、供能。國內(nèi)現(xiàn)有可再生能源供電、供能技術(shù)主要有太陽能光伏技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、太陽能集熱技術(shù)、空氣源熱泵技術(shù)、地源熱泵技術(shù)等，但將其應(yīng)用于高原農(nóng)村地區(qū)都存在相應(yīng)的缺陷。高原地區(qū)太陽能資源很豐富，但是太陽能資源存在間歇性的特點(diǎn)，而且高原農(nóng)村地區(qū)太陽能集熱技術(shù)供能存在太陽能能流密度低、本身不能儲存、供能和用能時間不一致等問題；地源熱泵技術(shù)供能易引起地溫失衡、機(jī)組COP降低、系統(tǒng)能耗大等問題。
這些問題都是資源本身特點(diǎn)的引起的，結(jié)合高原地區(qū)的高海拔、高寒冷、早晚溫差大、光照資源和風(fēng)能資源豐富、國家電網(wǎng)沒有接入等地區(qū)特點(diǎn)，為了有效解決這些問題，我們需要把多種可再生能源進(jìn)行整合，開發(fā)一種能源優(yōu)勢互補(bǔ)、聯(lián)合的系統(tǒng)，以適應(yīng)高原農(nóng)村地區(qū)生活、生產(chǎn)的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了改善上述太陽能光伏技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、太陽能集熱技術(shù)、空氣源熱泵技術(shù)、地源熱泵技術(shù)供電、供能中存在的問題，本實(shí)用新型開發(fā)了高原型多種可再生能源聯(lián)合供電、供能系統(tǒng)，通過采用太陽能光伏和風(fēng)能互補(bǔ)發(fā)電，聯(lián)合蓄電池實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電；通過太陽能集熱、空氣源熱泵、地源熱泵互補(bǔ)聯(lián)合提熱實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供能，從而實(shí)現(xiàn)多種可再生能源優(yōu)勢互補(bǔ)，聯(lián)合供電、供能，為高原地區(qū)提供持續(xù)穩(wěn)定的、不受季節(jié)、白天晚上的影響供電、供能。
本實(shí)用新型高原型多種可再生能源聯(lián)合供電、供能系統(tǒng)通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：該系統(tǒng)包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)、太陽能集熱系統(tǒng)、空氣源熱泵集熱系統(tǒng)、地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)、熱能交換控制系統(tǒng)、用電系統(tǒng)、用能系統(tǒng)、微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)。所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池系統(tǒng)分別通過線纜和風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)連接；所述太陽能集熱系統(tǒng)、空氣源熱泵集熱系統(tǒng)、地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)分別通過線纜、管道和熱能交換控制系統(tǒng)連接；所述用電系統(tǒng)、用能系統(tǒng)分別通過線纜和管道與微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)連接；所述微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)通過線纜與風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)連接，通過管道與熱能交換控制系統(tǒng)連接。
本實(shí)用新型高原型多種可再生能源聯(lián)合供電、供能系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果：本實(shí)用新型在已有的可再生能源利用技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展開發(fā)，主要是：
利用太陽能電池組件和風(fēng)力發(fā)電機(jī)在各自資源充足時發(fā)電，并通過風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)控制存入蓄電池，待用戶用電時，通過微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)控制蓄電池放出電能，這種利用高原地區(qū)白天光照資源強(qiáng)，早晚風(fēng)資源豐富的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)發(fā)電，再用蓄電池存儲，微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)控制，到達(dá)穩(wěn)定供電，隨用隨取的效果。
利用太陽能集熱器和空氣源熱泵在各自資源充足時集熱，并通過熱能交換控制系統(tǒng)控制地緣熱泵存入地下土壤，待用戶用熱能時，通過微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)、熱能交換控制系統(tǒng)控制地緣熱泵交換出熱能，這種利用高原地區(qū)海拔高，白天光照資源強(qiáng)，白天空氣熱資源豐富的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)集熱，再用地下土壤存儲，還可通過地緣熱泵提取土壤中的熱量，微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)、熱能交換控制系統(tǒng)控制，到達(dá)穩(wěn)定供能，隨用隨取的效果；與現(xiàn)有的技術(shù)相比，該系統(tǒng)克服了高原地區(qū)單獨(dú)應(yīng)用太陽能集熱技術(shù)、空氣源熱泵技術(shù)、地源熱泵技術(shù)，有效利用現(xiàn)有的太陽能、空氣源熱、地源熱能，減少了常規(guī)能源的消耗，更增加了對環(huán)境的保護(hù)，是一種新型的可再生能源供能系統(tǒng)。
利用風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)、熱能交換控制系統(tǒng)分別獨(dú)立控制電能和熱能系統(tǒng)，用戶使用時不存在相互影響；而微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)又集中統(tǒng)一控制電能和熱能系統(tǒng)，管理維護(hù)方便，可以通過網(wǎng)絡(luò)或者無線遠(yuǎn)程管理。
利用熱能交換控制系統(tǒng)控制太陽能集熱器和空氣源熱泵，通過地源熱泵為土壤存儲熱量，實(shí)現(xiàn)了土壤地?zé)岬钠胶狻?/p>
利用熱能交換控制系統(tǒng)控制太陽能集熱器和空氣源熱泵，在夏季光照條件好時，通過地源熱泵為土壤存儲熱量，在冬季供暖時，通過地源熱泵提取土壤熱量，實(shí)現(xiàn)了跨季節(jié)儲熱供熱。
附圖說明
本實(shí)用新型高原型多種可再生能源聯(lián)合供電、供能系統(tǒng)有如下附圖：
圖1是本實(shí)用新型高原型多種可再生能源聯(lián)合供電、供能系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；
其中：10、風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)；20、熱能交換控制系統(tǒng)；30、微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)；11、太陽能發(fā)電系統(tǒng)；12、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)；13、蓄電池系統(tǒng)；21、太陽能集熱系統(tǒng)；22、空氣源熱泵集熱系統(tǒng)；23、地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)；31、用電系統(tǒng)；32、用能系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施案例對本實(shí)用新型高原型多種可再生能源聯(lián)合供電、供能系統(tǒng)技術(shù)方案進(jìn)一步的說明：
如圖所示，本實(shí)用新型高原型多種可再生能源聯(lián)合供電、供能系統(tǒng)主要包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)11、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)12、蓄電池系統(tǒng)13、風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)10、太陽能集熱系統(tǒng)21、空氣源熱泵集熱系統(tǒng)22、地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23、熱能交換控制系統(tǒng)20、用電系統(tǒng)31、用能系統(tǒng)32、微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)30。
所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)11、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)12、蓄電池系統(tǒng)13分別通過線纜和風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)10連接；
所述太陽能集熱系統(tǒng)21、空氣源熱泵集熱系統(tǒng)22、地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23分別通過線纜、管道和熱能交換控制系統(tǒng)20連接；
所述用電系統(tǒng)31、用能系統(tǒng)32分別通過線纜和管道與微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)30連接；
所述微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)30通過線纜與風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)10連接，通過管道與熱能交換控制系統(tǒng)20連接。
實(shí)施例1。
本實(shí)用新型高原型多種可再生能源聯(lián)合供電、供能系統(tǒng)主要包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)11、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)12、蓄電池系統(tǒng)13、風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)10、太陽能集熱系統(tǒng)21、空氣源熱泵集熱系統(tǒng)22、地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23、熱能交換控制系統(tǒng)20、用電系統(tǒng)31、用能系統(tǒng)32、微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)30。
所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)11、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)12、蓄電池系統(tǒng)13分別通過線纜和風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)10連接；
所述太陽能集熱系統(tǒng)21、空氣源熱泵集熱系統(tǒng)22、地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23分別通過線纜、管道和熱能交換控制系統(tǒng)20連接；
所述用電系統(tǒng)31、用能系統(tǒng)32分別通過線纜和管道與微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)30連接；
所述微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)30通過線纜與風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)10連接，通過管道與熱能交換控制系統(tǒng)20連接。
利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)11中的太陽能電池組件在白天有光照時通過風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)10給蓄電池系統(tǒng)13充電，利用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)12中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在有風(fēng)的情況下通過風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)10給蓄電池系統(tǒng)13充電，待用戶用電時，通過微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)30、風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)10控制蓄電池系統(tǒng)13放出電能。
利用太陽能集熱系統(tǒng)21中的太陽能集熱器在白天有光照時通過熱能交換控制系統(tǒng)20和地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23中的地源熱泵給土地補(bǔ)償熱量，利用空氣源熱泵集熱系統(tǒng)22中的空氣源熱泵在高溫的情況下通過熱能交換控制系統(tǒng)20和地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23中的地源熱泵給土地補(bǔ)償熱量，待用戶用熱能時，通過微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)30、熱能交換控制系統(tǒng)20控制地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23放出熱能。
利用風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)10、熱能交換控制系統(tǒng)20分別獨(dú)立控制用電系統(tǒng)31和用能系統(tǒng)32，用戶使用時不存在相互影響；而微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)30又集中統(tǒng)一控制用電系統(tǒng)31和用能系統(tǒng)32，管理維護(hù)方便，可以通過網(wǎng)絡(luò)或者無線遠(yuǎn)程管理。
利用熱能交換控制系統(tǒng)20控制太陽能集熱系統(tǒng)21中的太陽能集熱器和空氣源熱泵集熱系統(tǒng)22中的空氣源熱泵，通過地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23中的地源熱泵為土壤存儲熱量，實(shí)現(xiàn)了土壤地?zé)岬钠胶狻?/p>
利用熱能交換控制系統(tǒng)20控制太陽能集熱系統(tǒng)21中的太陽能集熱器和空氣源熱泵集熱系統(tǒng)22中的空氣源熱泵，在夏季光照條件好時，通過地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23中的地源熱泵為土壤存儲熱量，在冬季供暖時，通過通過地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23中的地源熱泵提取土壤熱量，實(shí)現(xiàn)了跨季節(jié)儲熱供熱。
所述的微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)30、用能系統(tǒng)32、熱能交換控制系統(tǒng)20、太陽能集熱系統(tǒng)21、空氣源熱泵集熱系統(tǒng)22、地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23管道中的熱水循環(huán)通過IR型熱水循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)；太陽能集熱系統(tǒng)21、空氣源熱泵集熱系統(tǒng)22、地源熱泵集熱儲熱系統(tǒng)23中都設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器與微機(jī)聯(lián)合控制系統(tǒng)30、熱能交換控制系統(tǒng)20連接，控制系統(tǒng)通過各部分的溫度值來自動控制IR型熱水循環(huán)泵、三通球閥YQ42F、直動式電磁閥的啟閉，來實(shí)現(xiàn)智能自動化的熱能循環(huán)交換。
以上所述僅為本實(shí)用新型最佳的具體實(shí)施例，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實(shí)用新型的專利范圍之中。