[发明专利]一种光伏光热一体化加热系统及其运行方法

说明书

本发明涉及能源技术领域，特别涉及一种光伏光热一体化加热系统及其运行方法，包括光伏发电模块、光热模块、电加热模块及控制模块；所述光伏发电模块包括光伏发电单元；所述光热模块用于吸收所述光伏发电单元在发电过程中耗散的余热；所述光热模块和所述电加热模块均可用于待加热介质加热。本发明具有以下特点：该系统将太阳能的光伏和光热相结合，降低消耗的能耗及加热成本；加入聚光单元，进一步提高光能收集面积和功率，并和光热模块的热交换功能集合避免了发电模块因温度导致发电模块效率降低，用于对待加热介质加热，实现热电联产；在电加热介质时使用电磁加热可以避免接触式加热带来的损耗及传热缓慢问题，可以迅速加热并提高能量利用效率。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别涉及一种光伏光热一体化加热系统及其运行方法。

背景技术

我国石油、化工等行业均存在原料长距离借助管道等措施运输问题，且高粘原料等运输需要在合适的温度下进行，这一切通过保温等技术手段难以满足需求，因而需要持续的外部加热。太阳能作为清洁能源受限于地区限制和天气条件，能量密度低，使用效率低。本发明的发明人发现：现有管道运输采用化石燃料燃烧或电加热，存在能耗大、成本高昂、户外能源供给不便问题；使用太阳能作为加热运输管道存在能量密度低、实用性差等问题。

发明内容

为解决以上问题，本文提出利用太阳能光伏光热，即一种结合太阳能光热转换和光伏发电的综合型系统，本发明将太阳能的光伏和光热相结合，形成一套适用于有温度需求的长距离原料管路的聚光型光伏光热一体化电加热系统，这对减少加热负荷，降低消耗的燃料气(燃料油或煤炭)具有重要意义；同时该系统将光伏组件用作集热器的一部分，通过导热硅脂或层压技术，将光伏组件与导热材料制成的集热器相结合，在集热器的入口通过冷流体，通过换热带走电池表面的热量；同时，从集热器出口处产生热流体，进而待加热介质加热，实现热电联产；同时采用改进的太阳能集光系统，实现光能密度和利用率提高；光伏发电模块还可为整个加热区域的自动控制系统提供电能，实现系统内电能的自给自足，不需要额外的电能输入，达到节约电能的目的；光热模块还可以预热进入第一加热装置的空气，实现提高第一加热装置运行效率的目的。

本发明实施方式的目的在于提供了一种光伏光热一体化加热系统，包括光伏发电模块、光热模块、电加热模块及控制模块；所述光伏发电模块包括光伏发电单元；所述光热模块布置于所述光伏发电单元下方、侧方及侧下方用于吸收所述光伏发电单元在发电过程中耗散的余热；所述光伏发电模块功能包括光伏发电、将光伏发发电电能储电及向所述电加热模块、光热模块和控制模块供电；所述控制模块功能包括控制系统内模块运行；所述光热模块和所述电加热模块均可用于待加热介质加热；所述加热系统将光能转化为电能、热能，并在必要时将电能进一步转换为热能对所述待加热介质加热；所述控制模块包括温度传感器，并通过所述温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并控制所述电加热模块加热功率；并控制所述电加热模块加热功率实现智能供电。

优选的，所述光热模块包括加热管路；待加热介质进入所述加热管路，由所述余热对所述待加热介质进行加热。

优选的，所述光热模块还包括第一加热装置，所述控制模块通过温度传感器接受所述待加热介质温度信号，并通过所述进料阀门控制所述燃料燃烧并对待加热介质进行加热。

优选的，所述光热模块还包括保温层、保护罩、所述第一加热装置的空气预热进气口及所述第一加热装置的空气预热出气口；所述光热模块可以预热进入所述第一加热装置的空气。

优选的，所述光伏发电模块还包括聚光单元、储电单元、逆变单元、防过载保护单元；所述聚光单元用于光照聚集；所述储电单元用于电能储存；所述逆变单元用于将所述储电单元电能输出由直流转变为交流。

优选的，所述聚光单元包括反射镜；所述逆变单元包括DC/AC逆变器。

优选的，所述电加热模块包含电磁感应单元或电阻加热单元中任一种。

优选的，所述电阻加热单元包含电热带、碳纤维电热管或穿心电加热中任一种。