[发明专利]一种太阳能光伏光热一体化供热系统

说明书

本发明公开了一种太阳能光伏光热一体化供热系统，包括太阳能光伏系统、风换热管道、水换热管道、蓄水箱、电辅热装置、冷水进水泵、热水进水泵和水环式真空泵；太阳能光伏系统包括玻璃面板、太阳能面板和底板，太阳能面板铺设在底板上，玻璃面板铺设在太阳能面板上表面；风换热管道和水换热管道铺设在太阳能面板和底板之间；风换热管道的一端连接空气进口，另一端通过水环式真空泵连接热风出口；水换热管道的一端连接蓄水箱，另一端通过热水进水泵连接电辅热装置，蓄水箱通过冷水进水泵连接电辅热装置，电辅热装置上设有外接用水出口。本发明结合太阳能供热供电和水环式真空泵抽气的优点，节省电能，运行成本低，太阳能利用率高，实现了能量的梯级利用。

技术领域

本发明属于太阳能利用技术领域，特别涉及一种太阳能光伏光热一体化供热系统。

背景技术

中国能源消费由于过于依赖以煤炭为首的化石能源，导致环境污染问题非常严峻。为了保持社会的可持续发展，我国能源安全必然要面对资源瓶颈约束及环境恶化等巨大压力，因此发展可再生能源来替代传统化石能源势在必行。太阳能作为可再生能源，合理利用和发展太阳能是我国优化能源结构，降低环境污染，提高能源供给安全的重要途径。

太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的清洁健康能源，是应用前景最广阔的替代能源，它必将成为今后的主导能源。开发利用太阳能，对于节约常规能源，保护自然环境，减缓气候变化等，都具有极其重大的意义。将太阳能集热与电辅热系统联合运行，可充分利用“峰谷电价”政策，降低运行成本。

一些研究者发现，照射到光伏电池表面的太阳能80％以上并未转化为电能,而是转化为热能,这些能量会导致电池组件的温度升高,从而使其光电转换光伏效率下降。如果可以通过加强散热的方式，使用流体(例如水或空气)带走热量来降低电池温度,就可以提高光伏电池的发电效率。若这些热量还可以通过被额外利用,那么这种系统就可以既产生电能还可以提供热能，因此可称之为光伏光热一体化(PV/T)系统。

早在19世纪70年代Kerlpsi就提出了太阳能光电光热一体化(PV/T)系统的概念。几十年中，大量研究工作者们从不同角度对PV/T系统进行了理论分析、仿真模拟和实验研究。对于太阳能光伏光热一体化系统的研究与应用，其在为用户提供清洁电能的同时，还可以为用户提供热能，可以称得上是太阳能利用相关技术中最合理发展方向之一。研究表明，PV/T系统太阳能利用总效率最高可达70％，因此利用PV/T技术，用同样的面积可以比传统单一太阳能利用技术—太阳能光伏和太阳能热水器—生产出更多的能量。

发明内容

针对目前太阳能光伏系统中有相当一部分太阳能转化为热能白白损失掉的问题，本发明提出了一种太阳能光伏光热一体化供热系统。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种太阳能光伏光热一体化供热系统，包括太阳能光伏系统、风换热管道、水换热管道、蓄水箱、电辅热装置、冷水进水泵、热水进水泵和水环式真空泵；所述太阳能光伏系统包括玻璃面板、太阳能面板和底板，所述太阳能面板铺设在所述底板上，所述玻璃面板铺设在所述太阳能面板上表面；所述风换热管道和所述水换热管道铺设在所述太阳能面板和所述底板之间；所述风换热管道的一端连接空气进口，另一端通过所述水环式真空泵连接热风出口；所述水换热管道的一端连接所述蓄水箱，另一端通过所述热水进水泵连接所述电辅热装置，所述蓄水箱通过所述冷水进水泵连接所述电辅热装置，所述电辅热装置上设有外接用水出口。

优选的，所述风换热管道和所述水换热管道为同一换热管道，该换热管道的入口通过第一切换阀分别连接所述空气进口和所述蓄水箱，所述换热管道的出口通过第二切换阀分别连接所述水环式真空泵和所述热水进水泵。

优选的，所述换热管道通过并联方式铺设在所述太阳能面板和所述底板之间。

优选的，所述电辅热装置的入口通过第三切换阀分别连接所述热水进水泵和所述冷水进水泵。