利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)，包括低風速風力發(fā)電機組，太陽能光伏板，低風速風力發(fā)電機組和太陽能光伏板通過充電逆變配電控制器與空氣能熱泵機組連接，空氣能熱泵機組通過循環(huán)水泵與儲熱水箱連接；在充電逆變配電控制器上連設蓄電池組，空氣能熱泵機組上連設風光能熱泵運行適配器；充電逆變配電控制器與風光能熱泵運行適配器連接；充電逆變配電控制器、風光能熱泵運行適配器、循環(huán)水泵、儲熱水箱分別由智能運行監(jiān)測控制器控制。本實用新型實現(xiàn)了將可再生的風、光、空氣能互補開發(fā)高效轉化為熱水系統(tǒng)，使風電、太陽能電得到很好利用，節(jié)約了能源，減少了污染。
【專利說明】
利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及可再生能源風能、光能、空氣能的轉換利用系統(tǒng)，具體涉及一種利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)，是一種讓風能、光能、空氣能三種可再生能源實現(xiàn)穩(wěn)定、可靠、持續(xù)、高效地轉換為熱水的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]以清潔、可再生能源為主的能源結構逐步取代以污染嚴重、資源有限的化石能源為主的能源結構將成為未來發(fā)展的必然。發(fā)展風力發(fā)電和太陽能發(fā)電是實現(xiàn)能源、環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的有效途徑，風能在我國的儲藏量相當豐富，其是最具有發(fā)展前景的新能源。
[0003]近幾年，我國在以風電和光伏為代表的可再生能源開發(fā)利用方面取得了長足發(fā)展。然而，對于風電發(fā)電通常:①.要選擇好風場，風速要在1M/秒以上(5、6級以上風)方能有效發(fā)電，在我國只有少數(shù)地區(qū)能達這個風速;②.多建在邊遠山區(qū)，交通不便，投資大，往大電網(wǎng)輸電需要遠距離架設輸送電網(wǎng)，增加了輸電損耗和成本;③.由于風的間歇性和不穩(wěn)定性，往往用電高峰時沒電，發(fā)電時又不需要電，一般風電沒有儲能設備，只好被棄掉，嚴重時棄電高達40%以上。對于光伏發(fā)電，太陽能發(fā)電也存在著晚間陰雨天不工作，早晚電量弱，需要龐大的儲電設備等。這些都直接影響了風能和太陽能的有效利用與實用。
[0004]為了從技術上解決這些問題，提高發(fā)電量，降低發(fā)電成本，增強風電的可利用性，現(xiàn)有的解決方法有:一是提尚風機功率，加長葉片;一■是優(yōu)化葉片的氣動性能;二是減少傳動環(huán)節(jié)的損耗。目前，單機功率1-2兆瓦，風機葉片最小的有70米，最長的達110米。但是，葉片長了成本進一步加大上升，并且重量增加，機械載荷加大，對風機的壽命和安全性都帶來很大風險，而優(yōu)化葉片的氣動性能效果有限。
[0005]中小型風力發(fā)電機組的有效工作風速范圍寬，可提高風能資源應用范圍，但開發(fā)分布式中小型風光互補微風微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，主要是基于對電網(wǎng)安全和提高風電利用效率減少棄電考慮。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)安全的問題越來越突出，大范圍推廣應用分布式電源，提高用電側的發(fā)電量，減少電網(wǎng)的輸電容量，是解決電網(wǎng)安全問題的根本出路。作為分布式發(fā)電更接近用電負荷，設備在低壓側并網(wǎng)，對場地和風資源的要求沒有大風電那么高，不需要做復雜的風電場選址前期工作，不需要復雜的電網(wǎng)接入控制、輸配電系統(tǒng)，安裝和運行維護簡單，可在一定程度上提升風光電的實用性。
[0006]但現(xiàn)有這些技術方法，仍是沿襲將風能與太陽能轉化為電能的原有技術路徑，不能根本解決風電和光伏固有的不穩(wěn)定、不持續(xù)、難儲存、成本高等問題。大容量儲能電池技術目前還不成熟，可再生能源風電光伏產業(yè)的健康發(fā)展，需要解決降低成本，增強實用性，提升利用率等技術問題。
[0007]熱水和冷氣在工農業(yè)生產和生活中，都有著廣泛和巨大的實用需求。目前，生產熱水和冷氣主要還是依靠煤炭和電，每年的取暖與熱水供應、空調制冷，都要消耗大量煤炭石化燃料和電量，也是環(huán)境污染和碳排放的重要源頭。

【發(fā)明內容】

[0008]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)，該供熱系統(tǒng)將可再生的風、光、空氣能互補開發(fā)并高效轉化為熱水系統(tǒng)，使風電、太陽能電得到很好利用，從而節(jié)約大量煤炭石化燃料，減少碳排放，保護環(huán)境。
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是:一種利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)，包括低風速風力發(fā)電機組，太陽能光伏板，所述低風速風力發(fā)電機組和太陽能光伏板通過充電逆變配電控制器與空氣能熱栗機組連接，空氣能熱栗機組通過循環(huán)水栗與儲熱水箱連接;在充電逆變配電控制器上連設蓄電池組，空氣能熱栗機組上連設風光能熱栗運行適配器;充電逆變配電控制器與風光能熱栗運行適配器連接;充電逆變配電控制器、風光能熱栗運行適配器、循環(huán)水栗、儲熱水箱分別由智能運行監(jiān)測控制器控制。
[0010]在所述儲熱水箱的供水管道上設供熱水栗，智能運行監(jiān)測控制器與供熱水栗控制連接。
[0011 ]在所述空氣能熱栗機組的管道上設電磁進水閥。
[0012]本實用新型采用上述技術方案所設計的利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)，其有益效果為:
[0013]1.該系統(tǒng)不用鍋爐，不燒煤，不燒油，不用電網(wǎng)電，節(jié)能環(huán)保，占地面積小，可長期連續(xù)工作；
[0014]2.使用低風速微風風力發(fā)電機，微風條件下運行，可以在全國絕大多數(shù)地區(qū)安裝使用；
[0015]3.利用白天風小太陽光強，晚上光照弱但地表溫差大而風能強、夏季太陽光強度大而風小、冬季太陽光強度弱而風大的特點，采取風光互補方式發(fā)電，使系統(tǒng)運行的持續(xù)性更好；
[0016]4.風電和太陽能電的儲能逆變和配電系統(tǒng)共用，比單一方式發(fā)電效率增加，成本降低。同時風光發(fā)電時間上的互補性，系統(tǒng)運行的持續(xù)性更好，又讓儲能蓄電池組容量相對減少，使系統(tǒng)造價進一步降低，經(jīng)濟上更趨于合理；
[0017]5.風光能熱栗運行適配器的設計安裝，使空氣能熱栗機組的運行狀態(tài)在不同的功率級別，與風電和光電功率的大小的變化相匹配，得到實時調整，提升了不同發(fā)電量下的工作范圍，使本系統(tǒng)更進一步提升了風能和太陽能空氣能的轉換和利用效率；
[0018]6.使用可再生能源工作，智能控制自動運行，運行成本低，安全可靠，安裝方便，維護簡便，無環(huán)境污染。
【附圖說明】
[0019]圖1表示本實用新型利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)的結構作具體說明。
[0021]參見圖1，本實用新型一種利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)，包括低風速風力發(fā)電機組I，太陽能光伏板2，低風速風力發(fā)電機組I和太陽能光伏板2通過充電逆變配電控制器3與空氣能熱栗機組6連接，空氣能熱栗機組6通過循環(huán)水栗7與儲熱水箱8連接。充電逆變配電控制器3將低風速風力發(fā)電機組1、太陽能光伏板2發(fā)的電整理變換，輸送供給空氣能熱栗機組6，空氣能熱栗機組6將空氣中的熱能高效轉換為熱水，經(jīng)循環(huán)水栗7存于儲熱水箱8，最終由供熱水栗9送入供暖供熱水系統(tǒng)。在充電逆變配電控制器3上連設蓄電池組4，空氣能熱栗機組6上連設風光能熱栗運行適配器5。充電逆變配電控制器3與風光能熱栗運行適配器5連接，充電逆變配電控制器3將低風速風力發(fā)電機組1、太陽能光伏板2的發(fā)電量信號傳遞給風光能熱栗運行適配器5，風光能熱栗運行適配器5來控制空氣能熱栗機組6與低風速風力發(fā)電機組1、太陽能光伏板2的發(fā)電量同步。充電逆變配電控制器3、風光能熱栗運行適配器5、循環(huán)水栗7、儲熱水箱8分別由智能運行監(jiān)測控制器10控制。在空氣能熱栗機組6的管道上設電磁進水閥11。在儲熱水箱8的供水管道上設供熱水栗9，智能運行監(jiān)測控制器10控制供熱水栗9。
[0022]本實用新型低風速風力發(fā)電機組I與太陽能光伏板2互補發(fā)電，不僅在時間上和地域上有很強的互補性，且在資源上具有最佳的匹配性。系統(tǒng)全部采用智能化設計，能源不用鍋爐不燒煤不燒油，不用電網(wǎng)電，設備采用節(jié)能環(huán)保的風能和太陽能電，提供熱栗工作生產熱水供熱，配以先進的控制監(jiān)控系統(tǒng)，無需人工看管，可根據(jù)不同需要設計供熱規(guī)模大小，另有額外的冷氣資源可用。
[0023]工作時，風光能熱栗運行適配器5調整空氣能熱栗機組6的運行狀態(tài)，開啟不同的功率級別，使之與變化的風電和光電功率的大小相適應，提升不同發(fā)電量下的工作范圍，保證風能和太陽能發(fā)電的高效利用。蓄電池組4則將剩余的電儲存起來，在發(fā)電不足時提供調整和補充。智能運行監(jiān)測控制器10監(jiān)測控制整個系統(tǒng)，保障系統(tǒng)安全可靠自動運行。
[0024]本實用新型依據(jù)風力發(fā)電、光伏發(fā)電和空氣能熱栗的原理設計的利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)，將可再生的風、光、空氣能互補開發(fā)高效轉化為熱水系統(tǒng)，使風電、太陽能電得到很好利用，可廣泛應用于農村鄉(xiāng)鎮(zhèn)、醫(yī)院學校、生活小區(qū)。本實用新型安裝在用戶端，以風能光能空氣能三能為資源提供熱供暖，不僅能解決風電與光電可再生能源低成本開發(fā)利用問題，并且可大幅度降低新型溫室大棚農業(yè)、生活用電用熱水、供熱供冷這些方面投資和運行成本問題，同時也大量減少碳排放和環(huán)境污染，節(jié)約能源，是再生能源開發(fā)利用的一條新途徑。
【主權項】
1.一種利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)，包括低風速風力發(fā)電機組，太陽能光伏板，其特征在于:所述低風速風力發(fā)電機組和太陽能光伏板通過充電逆變配電控制器與空氣能熱栗機組連接，空氣能熱栗機組通過循環(huán)水栗與儲熱水箱連接;在充電逆變配電控制器上連設蓄電池組，空氣能熱栗機組上連設風光能熱栗運行適配器;充電逆變配電控制器與風光能熱栗運行適配器連接;充電逆變配電控制器、風光能熱栗運行適配器、循環(huán)水栗、儲熱水箱分別由智能運行監(jiān)測控制器控制。2.根據(jù)權利要求1所述的利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)，其特征在于:在所述儲熱水箱的供水管道上設供熱水栗，智能運行監(jiān)測控制器與供熱水栗控制連接。3.根據(jù)權利要求1所述的利用風電光伏空氣可再生能源的供熱系統(tǒng)，其特征在于:在所述空氣能熱栗機組的管道上設電磁進水閥。
【文檔編號】H02J7/35GK205641138SQ201620509743
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】侯曉宇, 張照東, 張書貴, 張孝明
【申請人】侯曉宇, 張照東, 張書貴, 張孝明