[实用新型]一种基于可再生能源的住宅多能联供系统

说明书

本实用新型提出一种基于可再生能源的住宅多能联供系统，该联供系统包括屋顶光伏发电装置、地源热泵空调装置和太阳能热水器装置，屋顶光伏发电装置包括布置在屋顶和墙面的光伏板阵列和电池储能装置，光伏板阵列发的电储存在电池储能装置中为房屋供电，地源热泵空调装置的竖直深埋管、热泵系统和风机盘管系统依次连接，热泵系统的蒸发器、压缩机和冷凝器依次连接，蒸发器和冷凝器间连接有膨胀阀。解决现有住宅采用传统供能模式下能源结构高度依赖化石能源，多种能源形式独立供给，可再生能源渗透比例较低等实际问题，本实用新型采用集约化、高效率、低排放的多能联合供给形式，实现多能协同供给，满足住宅用户的多种能源需求。

技术领域

本实用新型涉及一种基于可再生能源的住宅多能联供系统，属于能源功能系统技术领域。

背景技术

随着全球气候变化、人口持续增长和城市环境恶化及不断扩张，能源短缺及环境污染问题日益突出。为此，我国提出了“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的新的低碳发展目标。在世界范围内建筑是最大的能源消费者，并继续是一个在未来能源需求增加的主要来源。国际能源署(IEA)统计表明，全球范围内建筑分摊了全世界大约30％～40％的能量消耗、30％的温室气体排放以及25％～40％的固体废物。由此可见，建筑节能减排意义重大，建筑深度脱碳化是能否实现“碳中和”目标的关键。

可再生能源具有绿色、清洁、资源丰富等优势，是解决这一问题的重要途径。有预测表明，可再生能源的供应量到2050年将有可能占到总能源供应量的一半，其中，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，其中，太阳能发电占到总电力的60％以上。

清洁、低碳、可持续化的建筑能源结构是解决能源供给短缺及全球变暖等环境恶化问题的重要手段。未来的建筑能源结构将以可再生能源为主、化石能源为辅，甚至完全依靠可再生能源。能源应用应从以孤立、封闭、线性的简单利用，转变为基于系统能效最优的多种能源协同、开放、循环的梯级应用。从追求舒适，高消费，造成高能耗，自然资源锐减，强调人是自然界主体的高能耗建筑，到大量利用可再生能源和未利用能源，亲近自然和保护环境，逐步追求与自然的和谐、可持续发展的低能耗、零能耗、可再生绿色建筑是解决能源危机和环境污染的必然途径。在利用新能源时，提高能效以及能够满足用户多样化的能源需求成为供能系统能否可持续化发展的关键，而合理的建筑供能系统设计是解决这一问题的重要途径。

现有的建筑供能仍高度依赖于传统的化石能源，能耗高，同时污染物排放大，加剧了能源短缺和环境污染问题。此外，以传统的供能模式进行冷、热、电三种不同能源形式独立供给，通常以电为核心，借助电制冷、制热来满足用户的冷、热、电需求，进而导致整个供能系统不同能源形式之间缺乏协调利用，能源利用率较低。

尽管部分新能源也陆续补充进传统的住宅供能系统，但仍以试探性地小比例辅助形式为主，远远未达到以可再生能源为主、化石能源为辅，甚至完全依靠可再生能源的节能减排需求，没有充分利用一切可以利用的资源和实现多种可再生能源的集成互补，无法真正意义上解决能源危机和实现环境保护。

总结为现有技术的供能系统的缺点是：

(1)高度依赖于传统的化石能源，能量消耗大，污染物排放高；

(2)多种能源形式独立供给，缺乏协调，整体能源利用率较低；

(3)住宅可再生能源利用程度低，通常为不参与或仍以辅助供能为主；

(4)可再生能源应用种类和利用形式单一，未充分开发可再生能源的供能潜力。

(5)缺乏多种可再生能源供给与多种负荷需求间的协调匹配，缺乏对绿色住宅多功能能源系统的安全、经济、高效集成。

实用新型内容