一种太阳能供热系统技术方案

本发明专利技术提供一种太阳能供热系统，包括水源热泵系统和太阳能光伏发电系统，蓄热水箱中的水由太阳能光伏发电系统光伏组件所发电不经逆变直接直流电供电加热或经逆变成交流电供电加热，同时蓄热水箱作为水源热泵系统的热源为用户供热或供电，也可通过热水供应系统直接供用热水；蓄热水箱可超过1个同时应可以切换；蓄热水箱可根据需要安装于室内、地下或屋顶；还可包括市电互补系统实现互补。蓄热水箱可替换为蓄热介质不为水的显热蓄热材料、相变蓄热材料、热化学蓄热材料或吸附蓄热材料的蓄热装置，同时水源热泵系统替换为相应的热泵或发电系统；以上两类技术也可混合采用。本发明专利技术的太阳能供热系统，蓄热供热能力强、能量损耗小同时造价不高、技术成熟。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能供热系统
本专利技术涉及一种太阳能供热、供电系统。
技术介绍
传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能的利用方式有以下几种：1、光与热的转换。如太阳能热水器、太阳能灶等。常见太阳能热水器有三大类：平板热水器、真空管太阳能热水器、其它类型（包括热管真空管热水器、闷晒太阳能热水器、真空管闷晒热水器等）太阳热水器。国内市场三种产品平板、真空管和其它产品分别约占20%、65%、15%；而国际市场现状是：平板、真空管和其它产品市场份额分别约占85%、8%、7%。2、光与电的转换，如太阳能电池板、太阳能车、船等。单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。太阳能板(也叫太阳能电池组件)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。太阳能膜即薄膜太阳能电池可以使用在价格低廉的陶瓷、石墨、金属片等不同材料当基板来制造，形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm，目前转换效率最高可以达13%。薄膜电池太阳电池除了平面之外，也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大，可与建筑物结合或是变成建筑体的一部份，应用非常广泛。太阳能清洁能源是将太阳的光能转换成为其他形式的热能、电能、化学能，能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料，是一种环保、安全、无污染的新型能源。从1615年法国工程师所罗门•德•考克斯专利技术了第一台利用太阳能加热空气膨胀做功而抽水的机器开始，人类将太阳能作为一种能源和动力直接加以利用，已有300多年的历史了。在我国，太阳能作为一种新兴的清洁能源，对它的研究利用起步较晚。但由于太阳能具有的多种优势，加上国家的扶持政策，在我国已经形成了初步的太阳能产业链，并呈现出良好的发展前景。近几年国际上光伏发电快速发展，2007年全球太阳能新装容量达2826MWp，其中德国约占47%，西班牙约占23%，日本约占8%，美国约占8%。2007年，在太阳能光电产业链中有大量的投资集中到新产能的提升上。除此之外，太阳能光电企业在2007年间的贷款融资金额增长了近100亿美元，使得该产业规模不断扩大。虽然受金融危机影响，德国、西班牙对太阳能光伏发电的扶持力度有所降低，但其它国家的政策扶持力度却在逐年加大。日本政府2008年11月发布了“太阳能发电普及行动计划”，确定太阳能发电量到2030年的发展目标是要达到2005年的40倍，并在3-5年后，将太阳能电池系统的价格降至目前的一半左右。2009年还专门安排30亿日元的补助金，专项鼓励太阳能蓄电池的技术开发。2008年9月16日，美国参议院通过了一揽子减税计划，其中将光伏行业的减税政策（ITC）续延2-6年。中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展。太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。一套基本的太阳能发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池构成，下面对各部分的功能做一个简单的介绍：太阳电池板的作用是将太阳辐射能直接转换成直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。一般根据用户需要，将若干太阳电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵，再配上适当的支架及接线盒组成。在不同类型的光伏发电系统中，充电控制器不尽相同，其功能多少及复杂程度差别很大，这需根据系统的要求及重要程度来确定。充电控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组成。在太阳发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。如果用户使用直流负载，通过充电控制器还能为负载提供稳定的直流电（由于天气的原因，太阳电池方阵发出的直流电的电压和电流不是很稳定）。逆变器的作用就是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的低压直流电逆变成２２０伏交流电，供给交流负载使用。蓄电池组是将太阳电池方阵发出直流电贮存起来供负载使用。在光伏发电系统中，电池处于浮充放电状态，夏天日照量大，除了供给负载用电外，还对蓄电池充电。在冬天日照量少时，这部分贮存的电能逐步放出。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电，同时方阵还要给负载用电，晚上负载用电全部由蓄电池供给。因此，要求蓄电池的自放电要小，而且充电效率要高，同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。常用的蓄电池有铅酸蓄电池和硅胶蓄电池，要求较高的场合也有价格比较昂贵的镍镉蓄电池。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。地球表面浅层水源（地下水、河流、湖泊、海洋等）中吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵中央空调系统是由末端系统，水源热泵中央空调主机系统和水源热泵水系统三部分组成。冬季为用户供热时，水源热泵中央空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源热泵中央空调主机（热泵）“泵”送到高温热源，以空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中满足用户供热需求。夏季为用户供冷时，水源热泵中央空调系统将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源水中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以满足用户制冷需求。通常水源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。与传统的锅炉（电、燃料）供热系统相比，水源热泵具有明显的优势。锅炉供热只能将90％～95％的电能或55～80%的燃料内能转化为热量，因此水源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。概括来讲，主要有以下特点：1）属可再生能源利用技术。热泵机组是利用了地球水体所储藏的能源作为冷热源，进行能量转换的供暖、空调系统，其中可以利用的水体包括地下水、地表水、工艺循环冷却水、矿井排水等。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对均衡。这使得利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能供热系统，包括水源热泵系统和太阳能光伏发电系统，其特征在于：包括蓄热水箱，所述蓄热水箱中的水由所述太阳能光伏发电系统光伏组件所发电不经逆变直接直流电供电加热或经逆变成交流电供电加热，同时所述蓄热水箱作为所述水源热泵系统的热源为用户供热或供电；或者在前面基础上所述蓄热水箱超过1个同时所述水源热泵系统可以切换所选作为热源的蓄热水箱和/或所述太阳能光伏发电系统可以切换所选供电加热的蓄热水箱；同时/或者在前面基础上所述蓄热水箱安装于室内、地下或屋顶；同时/或者在前面基础上所述太阳能光伏发电系统光伏组件所发电不经逆变直接直流电为所述水源热泵系统供电或经逆变成交流电为所述水源热泵系统供电；同时/或者在前面基础上还包括市电互补系统，当所述太阳能光伏发电不足时由所述市电互补系统补充供电加热和/或当所述太阳能光伏发电有多时输送至所述市电互补系统。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能供热系统，包括水源热泵系统和太阳能光伏发电系统，其特征在于：包括蓄热水箱，所述蓄热水箱中的水由所述太阳能光伏发电系统光伏组件所发电不经逆变直接直流电供电加热或经逆变成交流电供电加热，同时所述蓄热水箱作为所述水源热泵系统的热源为用户供热或供电；或者在前面基础上所述蓄热水箱超过1个同时所述水源热泵系统可以切换所选作为热源的蓄热水箱和/或所述太阳能光伏发电系统可以切换所选供电加热的蓄热水箱；同时/或者在前面基础上所述蓄热水箱安装于室内、地下或屋顶；同时/或者在前面基础上所述太阳能光伏发电系统光伏组件所发电不经逆变直接直流电为所述水源热泵系统供电或经逆变成交流电为所述水源热泵系统供电；同时/或者在前面基础上还包括市电互补系统，当所述太阳能光伏发电不足时由所述市电互补系统补充供电加热和/或当所述太阳能光伏发电有多时输送至所述市电互补系统。2.根据权利要求1所述的太阳能供热系统，其特征在于：还包括热水供应系统，直接为用户供用所述蓄热水箱中的水；或者在前面基础上当所述蓄热水箱超过1个时所述热水供应系统可以切换所选作...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪子妍，
申请(专利权)人：宁波康宁节能环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33