本實(shí)用新型涉及家用熱循環(huán)設(shè)備制造技術(shù)，尤其涉及一種光伏電熱一體化系統(tǒng)，屬于暖通設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

家用熱水循環(huán)一般采用太陽能加熱、電加熱或者鍋爐加熱。現(xiàn)有技術(shù)中，光電光熱一體化方案主要為多晶硅組件背板配合集熱管以及聯(lián)通儲(chǔ)熱水箱，對(duì)家庭用戶進(jìn)行供電以及供熱；雖然系統(tǒng)獨(dú)立性比較好，但是晶硅組件由于本身散熱不均容易產(chǎn)生熱斑效應(yīng)，繼而造成晶片間壓降減少組件壽命，而且改裝的背板集熱裝置很難達(dá)到均勻的熱交換，造成晶片間的溫度和電壓差增大，對(duì)組件壽命有不良影響。

而且，現(xiàn)有技術(shù)中的加熱系統(tǒng)將熱水直接供應(yīng)，不易控制其溫度，且在北方地區(qū)水管很容易上凍結(jié)冰，破壞系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，如何提高太陽能系統(tǒng)的熱回收和電力轉(zhuǎn)換效率。

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種光伏電熱一體化系統(tǒng)，包括：太陽能組件、逆變控制器、儲(chǔ)能電池組、循環(huán)水泵、熱交換器以及電鍋爐；所述太陽能組件包括：用于將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能的光熱組件，以及用于轉(zhuǎn)化太陽能為電能的光伏組件；所述光伏組件通過所述逆變控制器與所述儲(chǔ)能電池組相連；

熱交換器的熱交換側(cè)分別接入第一熱水循環(huán)系統(tǒng)和第二熱水循環(huán)系統(tǒng)；所述第一熱水循環(huán)系統(tǒng)包括閉環(huán)串聯(lián)的所述光熱組件和循環(huán)水泵；所述第二熱水循環(huán)系統(tǒng)包括閉環(huán)串聯(lián)的電鍋爐。

如上所述的光伏電熱一體化系統(tǒng)，其中，所述第二熱水循環(huán)系統(tǒng)中還串聯(lián)有地暖散熱片和/或生活熱水器。

如上所述的光伏電熱一體化系統(tǒng)，其中，所述光伏電熱一體化系統(tǒng)還包括：配電網(wǎng)；所述循環(huán)水泵與所述配電網(wǎng)電連接，所述電鍋爐與所述配電網(wǎng)電連接。

如上所述的光伏電熱一體化系統(tǒng)，其中，所述逆變控制器與所述配電網(wǎng)電連接。

如上所述的光伏電熱一體化系統(tǒng)，其中，所述電鍋爐為太陽能熱水器。

如上所述的光伏電熱一體化系統(tǒng)，其中，所述儲(chǔ)能電池組為鉛酸電池組。

如上所述的光伏電熱一體化系統(tǒng)，其中，所述太陽能組件為CIGS銅銦鎵硒薄膜太陽能組件。

本實(shí)用新型不僅采用太陽能組件吸收電力，并通過逆變器進(jìn)行儲(chǔ)能和利用；而且，采用電鍋爐的水循環(huán)系統(tǒng)與太陽能組件的熱水循環(huán)系統(tǒng)相連，大大提高了太陽能系統(tǒng)的熱回收和電力轉(zhuǎn)換效率，也降低了太陽能組件的故障率，并且提高了電鍋爐系統(tǒng)的熱能回收效率。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的光伏電熱一體化系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考一些示例實(shí)施例描述本公開的原理?？梢岳斫?，這些實(shí)施例僅出于說明并且?guī)椭绢I(lǐng)域的技術(shù)人員理解和實(shí)施例本公開的目的而描述，而非建議對(duì)本公開的范圍的任何限制。在此描述的本公開的內(nèi)容可以以下文描述的方式之外的各種方式實(shí)施。

如本文中所述，術(shù)語“包括”及其各種變體可以被理解為開放式術(shù)語，其意味著“包括但不限于”。術(shù)語“基于”可以被理解為“至少部分地基于”。術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”可以被理解為“至少一個(gè)實(shí)施例”。術(shù)語“另一實(shí)施例”可以被理解為“至少一個(gè)其它實(shí)施例”。

如圖1；本實(shí)施例的光伏電熱一體化系統(tǒng)，包括：太陽能組件1、逆變控制器2、儲(chǔ)能電池組3、循環(huán)水泵4、熱交換器5以及電鍋爐6。

所述太陽能組件1包括：用于將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能的光熱組件10，以及用于轉(zhuǎn)化太陽能為電能的光伏組件11；所述光伏組件11通過所述逆變控制器2與所述儲(chǔ)能電池組3相連。光熱組件10和光伏組件11貼合在一起，分別完成對(duì)熱轉(zhuǎn)換和電轉(zhuǎn)換的作用。優(yōu)選的，所述太陽能組件1為CIGS銅銦鎵硒薄膜太陽能組件。

熱交換器5的熱交換側(cè)分別接入第一熱水循環(huán)系統(tǒng)和第二熱水循環(huán)系統(tǒng)；所述第一熱水循環(huán)系統(tǒng)包括閉環(huán)串聯(lián)的所述光熱組件10和循環(huán)水泵4；所述第二熱水循環(huán)系統(tǒng)包括閉環(huán)串聯(lián)的電鍋爐6。

也就是說，熱交換器5、光熱組件10和循環(huán)水泵4相互串聯(lián)為一個(gè)閉環(huán)回路構(gòu)成第一熱水循環(huán)系統(tǒng)；熱交換器和電鍋爐相互串聯(lián)為一個(gè)閉環(huán)回路構(gòu)成第二熱水循環(huán)系統(tǒng)；第一熱水循環(huán)系統(tǒng)和第二熱水循環(huán)系統(tǒng)通過熱交換器進(jìn)行熱量交換。

進(jìn)一步的，本實(shí)施例的光伏電熱一體化系統(tǒng)中，所述第二熱水循環(huán)系統(tǒng)中還串聯(lián)有地暖散熱片和/或生活熱水器。生活熱水器一般為家庭或工商業(yè)主的生活用熱水系統(tǒng)。

另外，本實(shí)施例光伏電熱一體化系統(tǒng)還包括：配電網(wǎng)9；所述循環(huán)水泵4與所述配電網(wǎng)9電連接，以采用配電網(wǎng)9的電能電驅(qū)動(dòng)循環(huán)水泵4；所述電鍋爐6與所述配電網(wǎng)9電連接，電鍋爐6的電力來源也為配電網(wǎng)9。同樣的，為了最大限度的利用結(jié)余的電能，在儲(chǔ)能電池組電能充足時(shí)，所述逆變控制器2與所述配電網(wǎng)9電連接，以上傳電能至配電網(wǎng)。

本實(shí)施例主要分為兩個(gè)體系，一個(gè)為熱循環(huán)體系，主要收集太陽能組件背板所收集的光輻射以及發(fā)電過程中產(chǎn)生的電路熱能，以加熱介質(zhì)并將熱量收集交換至家庭或工商業(yè)所需的熱水。

另一個(gè)為發(fā)電體系，為太陽能組件將光輻射轉(zhuǎn)化為電能通過逆變控制器存儲(chǔ)至儲(chǔ)能電池組中或逆變?yōu)楣ゎl交流電供家庭或工商業(yè)所需的電力。逆變控制器的控制邏輯為“自發(fā)自用、盈余儲(chǔ)能、余電上網(wǎng)”，即光伏所發(fā)電力優(yōu)先供家庭或工商業(yè)電器負(fù)載使用(本地負(fù)載)，盈余的電能將存儲(chǔ)至蓄電池組中供傍晚等光照不足的情況再使用，蓄電池組完全充滿后且光伏發(fā)電仍然超出本地負(fù)載功率，則將剩余的電能上傳至電網(wǎng)。

本實(shí)施例將兩種不同的體系進(jìn)行組合優(yōu)化，其中示意圖中的電鍋爐和地暖系統(tǒng)完全可以替換為家庭現(xiàn)有的太陽能熱水器，增加太陽能熱水器的進(jìn)水溫度，配置靈活性高，且占用屋頂面積與單獨(dú)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)完全一樣。發(fā)電體系可以將逆變控制器切換為離網(wǎng)狀態(tài)，接獨(dú)立的負(fù)載，完全適合邊遠(yuǎn)哨所、礦區(qū)值班室等不方便電網(wǎng)接入的環(huán)境，同時(shí)向用戶提供生活熱水。

本實(shí)施例的光伏電熱一體化系統(tǒng)，其中，所述電鍋爐6為太陽能熱水器。所述儲(chǔ)能電池組3一般為鉛酸電池組或者鋰電池組。

本實(shí)施例系統(tǒng)中的太陽能組件采用CIGS銅銦鎵硒薄膜太陽能組件，玻璃基背板，散熱均勻，且該類組件的溫度系數(shù)低，對(duì)溫度敏感度低；在組件的背板安裝保溫材料和銅制導(dǎo)熱管進(jìn)行熱交換，相比晶硅熱交換更均勻。

本實(shí)施例采用閉環(huán)防凍液熱交換系統(tǒng)，僅有一個(gè)出水管和進(jìn)水管，可以配合安裝在現(xiàn)有的家用太陽能熱水器的進(jìn)出水孔；或者規(guī)?；瘧?yīng)用在商業(yè)屋頂，配合安裝在電熱鍋爐的進(jìn)水口處，增加進(jìn)水的水溫，增加原有光熱系統(tǒng)的效率、減少二次加熱器(鍋爐)的能源損耗，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

本實(shí)用新型實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)為將光熱和光伏發(fā)電有機(jī)結(jié)合到一起，且配置可以根據(jù)使用環(huán)境進(jìn)行配置。光伏光熱板采用最新的薄膜組件，同時(shí)解決了薄膜組件背板溫度高，且晶硅組件易產(chǎn)生局部散熱不均的問題，避免造成光斑效應(yīng)減少引起的系統(tǒng)壽命降低和不安全因素。本實(shí)施例即增加了光電轉(zhuǎn)化的效率，又可以比傳統(tǒng)的晶硅集熱組件產(chǎn)生更多的光熱能，且系統(tǒng)完全可以配置為脫離電網(wǎng)使用。

雖然本公開以具體結(jié)構(gòu)特征和/或方法動(dòng)作來描述，但是可以理解在所附權(quán)利要求書中限定的本公開并不必然限于上述具體特征或動(dòng)作。而是，上述具體特征和動(dòng)作僅公開為實(shí)施權(quán)利要求的示例形式。