[发明专利]变频电磁感应锅炉辅助PVT电光热一体供热系统及方法

说明书

变频电磁感应锅炉辅助PVT的电光热一体化供热系统，包括光伏光热组件，蓄水箱，集热水箱，地源热泵，变频电磁感应锅炉，地埋管，生活区热网，工业区热网，光伏逆变器；置于建筑物顶部的光伏光热组件包括太阳能电池板和集热部分，该太阳能电池板与光伏逆变器连接后接入建筑微网，该建筑微网与区域电网电连接，将未消纳电能输送至远端，并在电能不足时将远端电能反馈给建筑微网；集热部分与蓄水箱和集热水箱连接，通过水泵将蓄水箱中的水泵入集热部分回收太阳能电池板的余热；集热水箱通过阀门与地源热泵、变频电磁感应锅炉、生活区热网、工业区热网连接，并通过阀门、管路与地埋管连接实现按需多热源梯级供热和进行短中长期能量供需平衡。

技术领域

本发明涉及一种供热系统，尤其是涉及一种变频电磁感应锅炉辅助PVT电光热一体供热系统及方法。

背景技术

随着终端能源消费的清洁化和电气化，以及分布式供能系统的推广需要，新能源的高效利用和建筑、工业用热的电能替代成为关键技术问题。

当太阳辐照入射到太阳能电池上，工程应用中仅有10%-20%（根据不同的太阳能电池）的太阳能被转化为电能，而将近80%的太阳能转化为了热能。因此，传统太阳能利用单独采用光伏会使太阳能电池板由于热量堆积而引起温度上升，进而造成太阳能电池光电转化效率下降，同时造成该部分余热的浪费问题。

目前建筑、工业用热主要来源于燃煤锅炉、燃气锅炉、生物质锅炉和燃油锅炉等等，以上方式热效率不高，运行污染物排放量大，存在较严重的环境和噪声污染不适合用于分布式供热的推广。

因此，需要使用能够对太阳能电池余热进行回收利用的技术，并寻找合适的终端供热替代方案。

专利“光伏光热集热器与燃气-蒸汽联合循环机组联合供能系统”提到的PV/T技术与燃气锅炉的集成系统用到聚光技术，使得耦合系统控制复杂、维护难度和成本升高，另外天然气面临资源匮乏，依赖进口等问题，因此其经济性和可靠性存在较大问题。现有技术中，还存在使用电加热器等设备形式为PV/T产生低温热水再热，但传统电加热器效率较低，功率也不宜太高，否则会影响设备寿命和运行安全性。

在系统的容量配置和控制策略设计上，目前大量方法还集中于分步设计，即先确定容量配置，再确定控制策略。由于这种分步设计方式难以在设备选型环节就充分考虑控制策略差异产生的运行成本差异，因此其结果一般为局部最优，难以通盘考虑系统优化。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明公开一种变频电磁感应锅炉辅助PVT的电光热一体化供热系统，其技术方案如下：

一种变频电磁感应锅炉辅助PVT的电光热一体化供热系统，包括：光伏光热组件，蓄水箱，集热水箱，地源热泵，变频电磁感应锅炉，热网，光伏逆变器；其特征在于，置于建筑物顶部的光伏光热组件包括太阳能电池板和集热部分，该太阳能电池板与光伏逆变器连接后接入建筑微网，该建筑微网与区域电网电连接；所述集热部分分别与蓄水箱和集热水箱连接；所述集热水箱分别与地源热泵、变频电磁感应锅炉连接。

本发明还公开一种变频电磁感应锅炉辅助PVT的电光热一体化供热方法，其特征在于，该供热方法包括如下运行模式如下：

（1）对于在温热季有一定日照时段运行模式：当热网用户有热能需求时，蓄热水箱出口热水经地源热泵加热后进入生活区热网供热或再经变频电磁感应锅炉加热后进入生活区热网及工业区热网供热；热网回水通往地埋管回收存储余热，并通过地源热泵 降温放热后用于对集热水箱出水的加热；

（2）对于在温热季日照不足或无日照时段运行模式：当热网用户无热能需求时段，控制模块将光伏光热组件从系统中切除，此时段地源热泵从地埋管换热器中获取热能，地源热泵的低温热源加热集热水箱出口水；对于集热水箱出口水经地源热泵加热后按需求条件直接进入生活区热网供热，或再经变频电磁感应锅炉加热后进入生活区热网及工业区热网供热，热网回水返回集热水箱进行循环；