[发明专利]一种太阳能热-电转换集成系统及其在供暖系统中的应用

说明书

本发明公开了一种太阳能电‑热转换集成系统及其在民用、工业供暖系统中的应用，主要利用绿色太阳能电池转化为直流电能存储，再通过逆变器的作用过程将直流电转变为居民可利用的交流电，并入电网使用或离网给民居负荷供电，将交流电输送至发热纸或发热板，通过发热纸或发热板的高效发热为广大居民住所或办公室等供暖。通过上述集成方法，可将太阳能直接转换为供暖的重要途径，达到绿色环保、节能减排等效果。本项发明新技术将彻底颠覆我国长期以来供暖的传统模式，发展满足绿色能源的采集与利用新模式。该技术方法相比传统的民居供暖方式相比，具有装配简单、成本低、绿色环保、环境友好，无污染特点，电‑热综合利用效率优于传统供暖相关指标。

技术领域

本发明涉及一种太阳能热-电转换集成系统领域，特别是涉及一种利用太阳能热-电转换集成给居民室内供暖装置及其相关材料技术。

背景技术

供热事业的发展对发展经济、提高人民生活水平和改善环境发挥了重要作用。但长期形成的职工家庭用热、职工单位交费的福利供热制度积累的矛盾和问题比较多，尤其是收费难、设施老化、能耗高、浪费大、环境污染严重等，影响了城镇供热事业的健康发展，成为考验当前社会上最大的民生问题，寒冷考验着政府的行政能力。对于供暖城市边缘地区和农村来说，即便是安装了城市集中供暖管网，由于供暖距离所造成的能源损耗也是相当巨大的。虽然目前利用地源热及其泵技术具有绿色环保、节能清洁、控制设备简单等优点，但实际上，地源热泵技术在我国农村的发展十分不理想，同时也增加了供暖成本和能耗浪费。

而传统以燃煤为热源的供暖方式已变得越来越不切实际，造成了我国大面积的雾霾空气污染和资源消耗。发展天然气为清洁热源，虽然在替代燃煤改善空气质量方面具有优势，但仍然存在能源浪费和供暖成本高，污染重等劣势。

太阳能是一种巨大的、无污染的自然能源，地球每年从太阳获得的能量高达6×1017kW·h，比目前人类年消耗的全部能量还多几万倍，仅我国陆地表面每年接受的太阳能，就相当于700亿tce。太阳能供暖是以太阳辐射为热源，补偿建筑物的耗热损失，以维持室温达到一定标准的一种新型供暖方式，既节约常规能源，又减少环境污染；可以说是一种既节约能源又符合环保要求的绿色供暖方式。

空气收集器吸收太阳光加热到45℃的空气，而在水气热传导装置里吸入的空气可以使水的温度升高到约20℃。在太阳收集器里，水温通过太阳照射升高到35℃，然后再以传统的方式将水加热到60℃，以便通过远距离供热管道将热水送到居民住宅。目前太阳能供暖方式主要是通过“水”或“水加热空气”的途径实现对室内供暖，这种方式会大大增加成本或能源浪费，特别是长距离和长时间供暖。因此，寻找一种新的可持续的新能源发展模式，来实现我国居民宅的绿色供暖，具有重大的现实意义和长远意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种太阳能热-电转换集成系统及其在供暖系统中的应用。

本发明主要利用绿色太阳能转化为直流电能，再通过逆变器的作用过程将直流电转变为居民可利用的交流电，并入电网使用或离网给民居负荷供电，将交流电输送至发热纸或发热板，通过快速发热、传热过程，为广大居民住所或办公室等供暖。通过上述集成方法，可将太阳能直接转换为供暖的重要途径，达到真正的绿色环保、节能减排等效果，解决目前我国大部分地区长期以来依赖燃煤或天然气或地热为供暖的单一需求，为缓解目前我国燃煤供暖或天然气供暖或地热供暖所产生的环境污染问题和能源消耗问题提供优化的解决方案。

为解决上述技术问题，本发明的目的通过如下技术方案实现：

1. 将太阳能发电系统与室内发热系统集成起来，为民居室内供暖的集成新技术。主要通过以下措施来进行：

（1）将太阳能发电装置配置在民居屋顶或其他建筑室外，用太阳能控制器接受电能，一部分通过逆变器将其直流电转变为交流电，直接交付室内发热供暖系统使用；大部分通过蓄电池储存电能，以备后续供暖使用；