[发明专利]一种集热冷却与光热蓄冷的太阳能冷电联产系统及方法

说明书

本发明公开了一种集热冷却与光热蓄冷的太阳能冷电联产系统及方法；太阳能组件与蓄热水箱、集热冷却箱、第一热水泵、第三热水泵交互相连；蓄热水箱与第二热水泵、吸收式制冷机依次相连；吸收式制冷机与蓄冷水箱、第一冷冻水泵依次相连；蓄冷水箱与过冷水泵、过冷器依次相连；过冷器与节流阀、蒸发器、压缩机、冷凝器依次相连；蒸发器与第二冷冻水泵、供冷末端依次相连；太阳能组件与蓄电装置、用电末端依次相连。本系统利用集热冷却箱在无外冷源条件下降低了强辐射时段的热水温度以显著提高光伏效率，且又利用水箱温差实现了集热冷却箱的可持续工作。此外，光热蓄冷、电价峰段时间释冷使光伏与光热性能可协同提升。

技术领域

本发明涉及制冷系统，尤其涉及一种集热冷却与光热蓄冷的太阳能冷电联产系统及方法。

背景技术

随着社会经济飞速发展及人民生活水平稳步提高，能源消费总量呈现快速上升特征。因此，实现化石能源体系向低碳能源体系的转变，最终进入以可再生能源为主的可持续能源时代，是能源转型的基本趋势。

由于太阳能资源量巨大、安装便捷、输配电损耗低与可靠性高等优势，分布式光伏系统备受瞩目、发展迅速。虽然分布式光伏系统具有优良的发展潜力，但发电成本偏高等原因成为制约其发展推广的主要瓶颈因素。因此，提高分布式光伏系统能源利用效率以增加其经济收益，对推动现代能源体系建设，促进节能减排有显著作用。

目前，分布式光伏系统广泛使用的晶硅电池在标准测试工况(STC)的发电效率约为0.16。该数据表明将近85％的太阳能没有在光伏发电过程中获得充分利用，而是主要以低品热能直接向环境排放。

所以利用光伏余热驱动制冷系统、结合光伏光热一体化集热器实现冷电或冷热电联产可大幅提升分布式光伏系统的节能经济收益。在工程应用中，由于光伏光热一体化集热器的光电池温度随太阳辐射上升而显著增加(当太阳辐射达到700W/m²时光电池温度将接近85℃)，从而导致光伏发电量出现显著衰减。

此外，接近45％的光热制冷量被应用于电价平段时间(如某地区的8：00点至14：00点)而未能实现光伏余热制冷节能价值的最大化利用。尽管采用蓄热对电价平段时间的光伏余热收集贮存、再于电价峰段时间供冷的技术方案可提高光热制冷量节能收益，然而由于蓄热将大幅提高光伏光热一体化集热器中的热水与光电池温度，因而光伏发电量将大幅降低并完全抵消光伏余热供冷节能价值的增益效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种集热冷却与光热蓄冷的太阳能冷电联产系统及方法。本发明利用集热冷却箱在无外冷源条件下，降低了强辐射时段的热水温度以显著提高光伏效率，且又利用水箱温差实现了集热冷却箱的可持续工作。

本发明通过下述技术方案实现：

一种集热冷却与光热蓄冷的太阳能冷电联产系统，包括太阳能组件1、蓄热水箱2、集热冷却箱3、吸收式制冷机4、蓄冷水箱5、过冷器6、蒸发器8、压缩机9和冷凝器10；

太阳能组件1出水口由管路连接蓄热水箱2上顶部入水口；蓄热水箱2的下侧部出水口由管路依次通过第一热水泵14和集热阀20连接太阳能组件1入水口；

集热冷却箱3上顶部入水口，通过一个带有第二冷却阀22的支管连接在第一热水泵14与集热阀20之间的管段上；

集热冷却箱3下底部出水口，通过一个带有第一冷却阀21的支管连接在集热阀20的下游管段上；

集热冷却箱3上侧部出口由管路依次通过第三热水泵16和第一释热阀23连接蓄热水箱2的上侧部入水口；

蓄热水箱2下底部出水口通过一个带有第二释热阀24的支管连接在集热冷却箱3的下侧部入水口；

蓄热水箱2上侧部出水口通过第二热水泵15连接吸收式制冷机4热水端入水口；吸收式制冷机4热水端出水口连接蓄热水箱2下侧部入水口；