[发明专利]耦合光伏的碳纤维远红外发热融雪化冰系统及制备方法

权利要求书

1.耦合光伏的碳纤维远红外发热融雪化冰系统，其特征在于，包括太阳能光伏发电系统和碳纤维混凝土板，太阳能光伏发电系统供能给碳纤维混凝土板加热，从而融化冰雪，太阳能光伏发电系统包括太阳能电池方阵、控制器和蓄电池组；太阳能光伏发电系统由控制器控制，太阳能电池方阵将光能转化为电能储存到蓄电池组内，再通过直流逆变器或交流逆变器输出电能；所述碳纤维混凝土加热板由从上到下依次设置的混凝土蓄热层、碳纤维发热线、反射层和绝热层组成，所述碳纤维发热线连接有温控器。

2.根据权利要求1所述耦合光伏的碳纤维远红外发热融雪化冰系统，其特征在于，所述混凝土蓄热层的厚度为25cm。

3.耦合光伏的碳纤维远红外发热融雪化冰系统的制备方法，用于制备权利要求1所述碳纤维远红外发热融雪化冰系统，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据实际需求确定太阳能光伏发电系统中各组件的参数，包括蓄电池组的容积计算、控制器的参数选择、逆变器的功率选择和太阳能电池方阵的计算；

(2)根据实际需求确定碳纤维混凝土加热板中各组件的参数，包括设计参数、物理参数、环境参数和边界条件；

(3)根据以上步骤确定的参数计算融雪时间融雪效果；

(4)制备所述碳纤维远红外发热融雪化冰系统的实物，并进行融雪化冰效果验证和节能减排效果验证。

4.根据权利要求3所述耦合光伏的碳纤维远红外发热融雪化冰系统的制备方法，其特征在于，步骤(1)中蓄电池组的容积计算包括以下步骤：

蓄电池的容积根据融雪化冰系统日用电量、蓄能的天数及蓄电池组放电的深度确定，其计算公式为:

式中：L－融雪化冰系统使用一次耗电量，单位kW·h；D－估计最多使用次数；DOD－蓄电池的最大放电深度；E₁－系统能量转换率；E₂－电力传输损失。

5.根据权利要求3所述耦合光伏的碳纤维远红外发热融雪化冰系统的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述设计参数包括混凝土蓄热层的规格尺寸、碳纤维发热线的参数选择、碳纤维发热线的布置厚度、碳纤维发热线的布置间距、绝热层的布置深度和碳纤维发热线的输入功率。

6.根据权利要求5所述耦合光伏的碳纤维远红外发热融雪化冰系统的制备方法，其特征在于，所述碳纤维发热线呈S形布置，布置厚度为35-45mm，绝热层布置深度为3-5cm，碳纤维发热线的布置间距为90-110mm，碳纤维发热线的单根长度12.5m，电阻为17Ω/m，线功率为230W/m。

7.根据权利要求3所述耦合光伏的碳纤维远红外发热融雪化冰系统的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述物理参数包括混凝土蓄热层的密度和热性能参数及冰雪的密度和热性能参数。

8.根据权利要求3所述耦合光伏的碳纤维远红外发热融雪化冰系统的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述环境参数包括空气温度和对流换热系数。

9.根据权利要求3所述耦合光伏的碳纤维远红外发热融雪化冰系统的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述边界条件包括融雪化冰的温度与时间及冰雪厚度。