[发明专利]一种新型太阳能热水系统及能量管理方法

权利要求书

1.一种新型太阳能热水系统，其特征在于，包括：

控制系统；

至少一组光伏电池组件；

用于储存电能的储能电池；

用于将电能转换为热能的电热转换装置；

用于储存热水的蓄热水箱；

所述光伏电池组件的输出端与所述控制系统的输入端连接，所述控制系统的输出端分别连接所述储能电池以及所述电热转换装置的输入端，所述电热转换装置设置在所述蓄热水箱内，所述蓄热水箱设有冷水进口和热水出口，所述控制系统包括控制器和用于监测光伏电池组件输出功率、储能电池状态以及蓄热水箱内水温和水位的数据监控系统，所述控制器根据所述数据监控系统监测的数据控制所述储能电池和所述电热转换装置的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于，所述电热转换装置可采用直流电热转换装置或交流电热转换装置。

3.根据权利要求2所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于，所述控制系统的输出端通过DC/DC转换器与直流电热转换装置连接；或者，所述控制系统的输出端通过逆变器与交流电热转换装置连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于，所述光伏电池组件输出端还设置有第一电压传感器以及第一电流传感器，光伏电池组件输出端分别与第一电压传感器和第一电流传感器的输入端连接，第一电压传感器和第一电流传感器的输出端分别与所述数据监控系统的输入端连接，所述数据监控系统通过接收第一电压传感器和第一电流传感器反馈的光伏电池组件输出电压和输出电流，监测光伏电池组件输出功率。

5.根据权利要求1所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于，还包括与所述储能电池连接的第二电压传感器以及第二电流传感器，所述第二电压传感器和第二电流传感器的输入端与所述储能电池连接，输出端与所述数据监控系统的输入端连接，所述数据监控系统通过接收第二电压传感器和第二电流传感器反馈的储能电池输出电压和输出电流，监测储能电池的状态。

6.根据权利要求1所述的一种新型太阳能热水系统，其特征在于，所述蓄热水箱内设置有水位传感器和温度传感器，水位传感器和温度传感器分别和所述数据监控系统连接，所述数据监控系统利用水位传感器和温度传感器监测蓄热水箱内的水位和水温数据。

7.一种新型太阳能热水系统的能量管理方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的一种新型太阳能热水系统，具体包括以下步骤：

步骤1：数据监控系统监测光伏电池组件输出功率P₁、储能电池SOC值、蓄热水箱的水位Z和水温T，以及电热转换装置额定功率P，并将监测的上述数据发送给控制器；

步骤2：控制器判断电热转换装置额定功率P和光伏电池组件输出功率P₁之间的大小；

若P≤P₁，则控制光伏电池组件的供电开关、充电开关以及储能电池的放电开关处于闭合状态，转到步骤3；

若P＞P₁，则控制储能电池的放电开关以及光伏电池组件的供电开关处于闭合状态，转到步骤3；

步骤3：判断储能电池的剩余容量SOC值与所述储能电池最低放电剩余容量阈值SOC_min之间的大小；

若SOC≤SOC_min，则控制光伏电池组件的充电开关处于闭合状态，并转到步骤4；

若SOC＞SOC_min时，转到步骤5；

步骤4：控制储能电池的放电开关以及光伏电池组件的供电开关处于断开状态，并转到步骤7；

步骤5：判断蓄热水箱水位Z与最低水位Z_min之间的大小；

若Z≤Z_min，则转到步骤4；

若Z＞Z_min，转到步骤6；

步骤6：判断所述蓄热水箱水温T与所述蓄热水箱设定的水温阈值T_max之间的大小；

若T≥T_max，则转到步骤4；

若T＜T_max，则转到步骤7；

步骤7：判断储能电池SOC与储能电池最大充电剩余容量阈值SOC_max之间的大小；

若SOC≥SOC_max，则控制光伏电池组件的充电开关处于断开状态；

若SOC＜SOC_max，则返回步骤2。