[发明专利]基于光伏光热的家庭热电节能系统

说明书

本发明设计了一种基于光伏光热的家庭热电节能系统，以分布式能源为用户端能源供应方式，对太阳能进行全面、综合的梯级利用。系统主要包括四部分：太阳能采集部分，包括槽式太阳能集热器（9）加热导热油与光伏电池板（8）光伏发电。热发电部分，采用斯特林发动机（6）或温差发电片对高温导热油进行第一梯度的利用，实现热变电。制冷换热部分（5），采用吸收式制冷对中高温导热油实现第二梯度的利用。热水换热部分（3），利用导热油余下的热量加热热水，实现能量的第三级利用。本设计以导热油为传热工质，过程中无蒸汽产生，能量梯级利用的各级温度刚好满足各部分的温度要求，大大的提高了太阳能的利用效率，符合节能环保的绿色理念。

技术领域

本发明涉及新能源利用领域，具体地，涉及小型分布式太阳能热电冷三联产系统及使用方法。

背景技术

随着全球化石能源的日益减少，新能源的开发利用已成为各国能源战略的重点。从我国目前的电力供应上看，以火电为主，主要依靠化石燃料的传统能源供应结构由于煤、石油等化石燃料的枯竭亟待改革，还造成了供热供电不匹配、发电过剩、严重的环境污染等问题。因此，大力发展太阳能在我国具有重要的战略意义。

从目前太阳能应用的现状来看，各国对于太阳能利用大多研究重点都集中于研究设计大型集中式的太阳能发电厂，属于太阳能中高温热利用方向，对于集中式的太阳能发电由于涉及到汽轮机、锅炉等部件和熔融盐传热介质，存在着前期投资巨大，材料要求高等系列问题，目前还在大力研究。

另一方面，目前对于太阳能发电的小型化研究仅仅在光伏发电领域取得一定成果，在太阳能热发电领域和太阳能空调领域等的小型化研究严重不足。一般的太阳能热发电采用的形式与火力发电大同小异，都采用透平、锅炉等部件，这就限制了太阳能综合利用的小型化。

于是，本发明提出了基于光伏光热的家庭热电节能系统，对能量进行三个梯度的分级利用，大大提高能系统的效率。系统采用导热油作为传热介质，其最高工作温度在320-350摄氏度，当工作温度在最高工作温度以下时，不产生蒸汽，对系统的压力要求不高。能量的第一梯度的利用采用温差发电的形式，其温度在250-320摄氏度，具体为利用斯特林机实现热能向机械能再向电能的转换或者直接利用温差发电片将热能转换为电能。能量的第二梯度利用为吸收式制冷，其工作温度在100-200摄氏度，以中高温的导热油作为吸收式制冷的热源加热蒸发低沸点的工质，这将为太阳能空调的小型化提供发展的契机。能量的第三梯队利用为利用导热油剩余的热量加热水，为家庭的提供生活所需的热水。

发明内容

针对现有技术中不足，本发明提供了一种小型分布式太阳能热电冷三联产系统。

根据本发明提供的一种小型分布式太阳能热电冷三联产系统，主要包括太阳能采集部分（8）（9）（10）、太阳能热发电部分（6）（7）、制冷换热部分（5）、热水换热部分（3）。

本发明设计了一种适合农村、部分公共场所、边远工作站的系统，能够利用太阳能满足人们对电、冷、热的需求，该系统中没有产生蒸汽，也没有汽轮机、锅炉、凝汽器等结构，设备部件少、运行简单、前期投资低。

本发明对所采集的太阳能进行了三个梯度的利用，各个梯度的温度刚好满足各个部分对温度的要求范围。分别为热发电、制冷、加热家庭用水；热发电的形式为温差发电，具体为利用斯特林机实现热能向机械能再向电能的转换或者直接利用温差发电片将热能转换为电能；制冷部分采用吸收式制冷，具体为以中高温的导热油作为吸收式制冷的热源加热蒸发低沸点的工质，制冷工质采用氨水-水、溴化锂-水等工质对；制冷换热部分的换热器（5）和热水换热部分的换热器（3）的换热方式是间壁式换热器，更细分为管壳式、套管式和其他型式的换热器。