[发明专利]一种太阳能光电光热建筑一体化系统

说明书

本发明公开了一种太阳能光电光热建筑一体化系统，具体是一种轻薄、便于快速安装与更换的，均匀降温、高效集热、高效发电、温度可控的新型太阳能光伏/集热/地源热泵/温差发电一体化系统(即BIPV/T复合系统)，通过轻薄型的双螺旋热收集毛细管的集热模块，能均匀地降低温，并且高效集热和发电。同时通过复合的各种系统，能高效合理地利用收集的热量，整个过程都具有可控性。轻薄的特点增加了其与建筑结合的可能性，有利于实现太阳能光电光热建筑一体化。

技术领域

本发明涉及太阳能光电光热建筑一体化系统(BIPV/T)，尤其是太阳能光伏 /集热/地源热泵/温差发电的光电光热建筑一体化系统(即BIPV/T复合系统)。

背景技术

目前，商业化太阳能光伏电池有：光电转化效率为13％～17％的单晶硅光伏电池，光电转化效率为11％～15％的多晶硅光伏电池，光电转化效率为6％～8％的非晶硅光伏电池。对于太阳辐射总量，80％～90％的能量没有转化为电能，而是转化为热能或以电磁波形式辐射出去，使太阳能光伏电池温度升高。对于硅基太阳电池，随着温度升高，效率降低的幅度不断增大。研究表明，太阳能电池的理想工作温度为25摄氏度，每上升1℃，单晶硅太阳电池的效率降低0.3％～0.5％，多晶硅太阳电池的效率降低0.4％。同样，光伏阵列的使用寿命在较高的运行温度下也会缩短。太阳能光伏光热综合利用(PV/T)技术将太阳能光伏发电技术与太阳能集热技术有机结合。一方面，可以将太阳能转化为电能和热能，同时获得两种能量的收益，提高了系统太阳能的综合利用率；冷却流体可以将光伏电池的热量带走，从而达到对电池的冷却作用，提高其光伏发电效率和PV阵列寿命。另外，PV/T在建筑行业的应用，应该充分考虑其与建筑完美结合的可能性，兼顾节能和美观的要求。

PV/T集热器的热收集管径一般比较粗，与背板接触面小，不能有效地收集热量和降低PV板的温度；且冷热管设计不合理会产生温度梯度，造成电池板温度分布不均匀，降低了电池板的使用寿命。集热器较粗的集热管径和复杂的复合系统也造成PV/T构件过厚，质量过重，造成PV/T构件的安装施工困难，美学效果不佳，不利于实现与建筑的结合。

目前对于低品位余热的回收还相对比较欠缺，相对于髙品位能源(煤、石油、天然气等)而言,低品位余热在相同单位内包含的能量很低，利用难度大。但从能源利用的格局来看,低品位余热将作为产能和用能的关键环节，对节能减排战略的具体实施起到重要作用。如果能对收集热量进行充分回收利用，对于实现零能耗建筑有着重要的意义。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种轻薄、便于快速安装与更换的，均匀降温、高效集热、高效发电、温度可控的光电光热建筑一体化系统(即BIPV/T复合系统)。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种太阳能光电光热建筑一体化系统，包括PV/T系统、地源热泵系统、中高温热泵系统、低温差发电系统、制冷系统、热水系统、采暖系统、除湿系统和控制系统。

优选地，PV/T系统包括PV/T组件,第一动力泵、第一膨胀阀、第一补液器和第一热交换器；

所述地源热泵系统包括室外系统、第二动力泵、第三膨胀阀、第四补液器、第三换热盘管和第一热交换器；

所述中高温热泵系统包括高温热泵、第一三通球阀、第二膨胀阀、第二补液器、第二换热盘管、第四换热盘管和第一热交换器，第二热交换器；

所述低温差发电系统包括第二热交换器、热端、冷端、冷却室、半导体热电器件、绝热层、电压变化及功率调节器和地源热泵；

所述制冷系统包括中高温热泵、第一三通球阀、第二补液器、第二膨胀阀、第七换热盘管、第四换热盘管和第二热交换器；

所述热水系统包括第八换热盘管、第二膨胀阀、冷热水管道和第二热交换器；

所述采暖系统包括第九换热盘管、第二三通球阀、第三补液器和第二热交换器；