[发明专利]一种新型太阳能热水系统及能量管理方法

说明书

本发明属于新能源综合利用技术领域，公开了一种新型太阳能热水系统及能量管理方法，所述系统包括控制系统、光伏电池组件、储能电池、电热转换装置以及蓄热水箱；光伏电池组件的输出端与控制系统的输入端连接，控制系统的输出端分别连接储能电池以及电热转换装置的输入端，电热转换装置设置在蓄热水箱内，控制系统包括控制器和用于监控光伏电池组件输出电压、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，控制器根据数据监控系统监控的数据控制储能电池和电热转换装置的运行状态。本发明解决了传统太阳能热水器水温不可控的问题，使用光伏电池组件代替传统集热器，室外无需设输水管道，可避免管道冻堵的问题。

技术领域

本发明涉及新能源综合利用技术领域，尤其涉及一种新型太阳能热水系统及能量管理方法。

背景技术

太阳能热水器价格低廉，使用方便，早已被我国大多数地区的家庭广泛使用。它能够利用太阳能为人民提供生活、淋浴所需的热水，为人民节约了大量的电能和化石能源。

现有的太阳能热水器包括真空管集热器，或/和，平板型集热器、蓄热水箱和连接管道等部件。但是现有的太阳能热水器由于蓄热水箱内水温不可控，在热量富裕时，会出现蓄热水箱内热水沸腾溢出的问题；热量不足时，会出现室外水管被冻堵，甚至爆裂而不能正常使用的问题，尤其在极寒地区，如我国的东北地区、内蒙古、西藏等地区，管道冻堵问题极大的限制了太阳能热水器的推广使用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种新型太阳能热水系统及能量管理方法，可避免储能电池过充过放以及蓄热水箱内水温过高的问题，实现蓄热水箱内的水温可控的目的。

具体的，主要通过以下技术方案来实现：

第一方面，提供了一种新型太阳能热水系统，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。