[发明专利]一种太阳能光伏光热与蓄热式电锅炉联合的供电供暖系统

说明书

本发明公开了一种太阳能光伏光热与蓄热式电锅炉联合的供电供暖系统，包括由水管连通的太阳能模组、蓄水箱和电锅炉；太阳能模组包括用于太阳能发电的太阳能光伏板和设置在太阳能光伏板底部的底板，太阳能光伏板与底板之间设有热交换管路和风道；蓄水箱与外接水源连通，蓄水箱与热交换管路进口端连通；电锅炉进口端分别与热交换管路的出口端、蓄水箱连通，电锅炉出口端上设有外接用水出口。本发明的优点在于：温度调节范围广：锅炉出口温度范围为110‑180℃；自动化控制程度高：根据太阳能辐射强度动态分配电锅炉输出功率；能量梯级利用：利用太阳能、电锅炉进行联合利用、减少峰时电力的使用、提高太阳能的利用率。

技术领域

本发明涉及绿色能源应用技术领域，具体涉及一种太阳能光伏光热与蓄热式电锅炉联合的供电供暖系统。

背景技术

中国能源消费过于依赖以煤炭为首的化石能源，以至于环境问题非常严峻。为了保持社会的可持续发展，我国能源安全必然要面对巨大的资源约束瓶颈及环境恶化等压力，因此发展可再生能源来替代传统化石能源势在必行。太阳能作为可再生能源，合理利用和发展太阳能是我国优化能源结构、降低环境污染、提高能源供给安全的重要途径。

太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的清洁健康能源，是应用前景最广阔的替代能源，它必将成为今后的主导能源，开发利用太阳能，对于节约常规能源、保护自然环境、减缓气候变化等，都具有极其重大的意义。利用太阳能集热与电锅炉联合运行，可充分利用“峰谷电价”政策，降低运行成本。

一些研究者发现，照射到光伏电池表面的太阳能80％以上并未转化为电能,而是转化为热能,这些能量会导致电池组件的温度升高,从而使其光电转换光伏效率下降。如果可以通过加强散热的方式，使用流体(例如水或空气)带走热量来降低电池温度,就可以提高光伏电池的发电效率。若这些热量还可以通过被额外利用,那么这种系统就可以既产生电能还可以提供热能，因此可称之为光伏光热一体化(PV/T)系统。

早在19世纪70年代Kerlpsi就提出了太阳能光电光热一体化(PV/T)系统的概念。几十年中，大量研究工作者们从不同角度对PV/T系统进行了理论分析、仿真模拟和实验研究。对于太阳能光伏光热一体化系统的研究与应用，使得其在为用户提供清洁电能的同时，还可以为用户提供热能，可以称得上是太阳能利用相关技术中最合理发展方向之一。研究表明，PV/T系统太阳能利用总效率最高可达70％，因此利用PV/T技术，可以比传统单一太阳能利用技术——太阳能光伏和太阳能热水器，用同样的面积生产出更多的能量。

电锅炉则是以电为能源，利用电阻发热、电磁感应或电极发热，通过锅炉的换热部位把热媒水或有机热载体(导热油)加热到一定参数(温度、压力)时，向外输出具有额定工质的一种热能机械设备。电锅炉使用安全、灵活，比较适合替代中小型燃煤锅炉。此外，电锅炉高度智能化，不需要专人看管，在运营维护成本和安全隐患方面有所降低。但电锅炉系统运行成本受电价政策(谷峰电价)的影响较大，易出现运行成本较高，收益较低的问题。

发明内容

本发明的目的就是要针对现有装置的不足，提供一种太阳能光伏光热与蓄热式电锅炉联合的供电供暖系统，其结合太阳能供热供电和电锅炉供热的优点，节省电能，运行成本小，太阳能利用率高，实现了能量的梯级利用。

为实现上述目的，本发明所涉及的一种太阳能光伏光热与蓄热式电锅炉联合的供电供暖系统，包括由水管连通的太阳能模组、蓄水箱和电锅炉；所述太阳能模组包括用于太阳能发电的太阳能光伏板和设置在太阳能光伏板底部的底板，所述太阳能光伏板与底板之间设有热交换管路和风道；所述蓄水箱与外接水源连通，所述蓄水箱与热交换管路进口端连通；所述电锅炉进口端分别与热交换管路的出口端、蓄水箱连通，所述电锅炉出口端上设有外接用水出口。

进一步地，所述太阳能模组上还设有玻璃面板，所述玻璃面板设置在太阳能光伏板上。

进一步地，所述热交换管路采用U型管设计，按太阳能光伏板的面积不同分为单U、双U和三U等结构。