一种太阳能高效利用的热电冷一体化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能高效利用的热电冷一体化系统，属于太阳能利用技术领域。本发明专利技术解决太阳能光伏光热技术中光伏电池温度高、太阳能光热转换效率低的技术问题。本发明专利技术的技术方案是：一种太阳能高效利用的热电冷一体化系统，其中：包括太阳能光伏发电系统、低温有机工质发电系统、太阳能光热供暖系统和制冷热泵系统。本发明专利技术具有综合利用率高、能有效降低光伏电池温度、太阳能光热转换效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能高效利用的热电冷一体化系统
本专利技术属于太阳能利用
，特别是涉及一种太阳能高效利用的热电冷一体化系统。
技术介绍
太阳能以其清洁无污染和资源丰富的优势被认为是具有巨大发展潜力的可再生能源，且太阳能的高效综合利用被视为缓解目前能源紧缺和环境破坏的有效途径。太阳能光伏光热技术将光伏发电与太阳能热利用相结合，降低光伏板工作温度的同时能够回收一定温度的热量，综合提高太阳能光热转换效率。然而光伏电池板温度是影响太阳能高效利用率的重要因素，如何降低光伏电池温度、综合提高太阳能光热转换效率是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种太阳能高效利用的热电冷一体化系统，解决太阳能光伏光热技术中光伏电池温度高、太阳能光热转换效率低的技术问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种太阳能高效利用的热电冷一体化系统，其中：包括太阳能光伏发电系统、低温有机工质发电系统、太阳能光热供暖系统和制冷热泵系统；所述太阳能光伏发电系统包括光伏组件、光伏逆变系统、公共电网、控制器和水箱；所述光伏组件的光伏电池与光伏逆变系统连接，所述光伏逆变系统的输出端分别与公共电网和控制器连接；所述光伏组件与水箱连接；所述低温有机工质发电系统包括活塞式容积可调中温换热装置、膨胀机、发电机、第一循环泵、发电系统冷凝器、冷却循环系统；所述活塞式容积可调中温换热装置的循环水入水口与水箱连接，所述活塞式容积可调中温换热装置的循环水出水口与太阳能光热供暖系统连接，所述活塞式容积可调中温换热装置的蒸汽口与膨胀机的蒸汽口连接，膨胀机的出口与第一循环泵的进口连接、第一循环泵的出口与发电系统冷凝器进口连接，发电系统冷凝器出液口与活塞式容积可调中温换热装置进液口连接，所述膨胀机的与发电机连接，发电机与公共电网连接；所述冷却循环系统包括第二循环泵、冷却水水箱、第七三通电磁阀、发电系统冷却器和第八三通电磁阀；所述发电系统冷凝器的冷却水进水口与第二循环泵的出水口连接，第二循环泵的进水口与冷却水水箱的出水口连接，冷却水水箱的进水口与第七三通电磁阀的一个水平接口连接，第七三通电磁阀的垂直接口与发电系统冷却器的出口连接，发电系统冷却器的进口与第八三通电磁阀的垂直接口连接，第八三通电磁阀的一个水平接口与发电系统冷凝器的冷却水出水口连接，第七三通电磁阀的另一个水平接口与第四三通电磁阀的垂直接口连接，第八三通电磁阀的另一个水平接口与集水器的进水口连接；所述太阳能光热供暖系统包括第一三通电磁阀、第三循环泵、供暖系统冷却器、第二三通电磁阀、供暖系统集水器、供暖末端；所述第一三通电磁阀的一个水平接口与活塞式容积可调中温换热装置的循环水出水口连接，第一三通电磁阀的另一个水平接口与供暖系统集水器一个入水口连接，供暖系统集水器的出水口与供暖末端进水口连接，供暖末端的回水口与第二三通电磁阀的一个水平接口连接，第二三通电磁阀的另一个水平接口与制冷热泵系统连接，第一三通电磁阀的垂直接口与第三循环泵的进水口连接，第三循环泵的出水口与供暖系统冷却器的进口连接，供暖系统冷却器的出口与第二三通电磁阀的垂直接口连接；所述制冷热泵系统包括蒸发器、压缩机、制冷热泵系统冷凝器、膨胀阀、第四循环泵、冷凝器冷却循环系统和集水器；所述蒸发器的进水口与第二三通电磁阀的水平接口连接，蒸发器的出水口与第四循环泵的进水口连接，第四循环泵的出水口与第三三通电磁阀的一个水平接口连接，第三三通电磁阀的另一个水平接口与第四三通电磁阀的一个水平接口连接，第四三通电磁阀的另一个水平接口与光伏组件连接；蒸发器的出气口与压缩机进气口连接，压缩机出气口与制冷热泵系统冷凝器进气口连接，制冷热泵系统冷凝器出液口与膨胀阀一端连接，膨胀阀另一端与蒸发器的进液口连接；所述冷凝器冷却循环系统包括制冷热泵系统水箱、第五循环泵、第六三通电磁阀、制冷热泵系统冷却器和第五三通电磁阀，制冷热泵系统冷凝器的冷却水出水口与制冷热泵系统冷却水水箱的进水口连接，制冷热泵系统冷却水水箱的出水口与第五循环泵进水口连接，第五循环泵出水口与第六三通电磁阀的一个水平接口连接，第六三通电磁阀的垂直接口与制冷热泵系统冷却器的进口连接，制冷热泵系统冷却器的出口与第五三通电磁阀的垂直接口连接，第五三通电磁阀的一个水平接口与制冷热泵系统冷凝器的冷却水进水口连接，第五三通电磁阀的另一个水平接口与第三三通电磁阀的垂直接口连接，第六三通电磁阀的另一个水平接口与集水器的入水口连接，集水器的出水口与供暖系统集水器另一个入水口连接。进一步，所述活塞式容积可调中温换热装置为满液式换热装置，所述塞式容积可调中温换热装置的换热管为蛇形排布翅片管。本专利技术中太阳能光伏发电系统、低温有机工质发电系统、太阳能光热供暖系统和制冷热泵系统通过调节，可实现不同工况和不同工作模式的切换；利用活塞式可调容积中温换热器作为低温有机工质发电循环蒸发器，可根据不同的光照强度和供暖需求改变蓄水容积，匹配有机工质与系统热水之间的换热量，在调控系统流量的同时为低温有机工质发电系统提供足够的热量，提高系统总的发电量；通过低温有机工质发电系统的冷凝器、热泵系统冷凝器放出的热量与太阳能光热系统的联合供热，有效提高了供暖效率。与现有技术相比，本专利技术具有综合利用率高、能有效降低光伏电池温度、太阳能光热转换效率高优点。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细描述。如图1所示，一种太阳能高效利用的热电冷一体化系统，其中：包括太阳能光伏发电系统1、低温有机工质发电系统2、太阳能光热供暖系统3和制冷热泵系统4；所述太阳能光伏发电系统1包括光伏组件1-1、光伏逆变系统1-2、公共电网1-3、控制器1-4和水箱1-5；所述光伏组件1-1的光伏电池与光伏逆变系统1-2连接，所述光伏逆变系统1-2的输出端分别与公共电网1-3和控制器1-4连接；所述光伏组件1-1与水箱1-5连接；所述低温有机工质发电系统2包括活塞式容积可调中温换热装置2-1、膨胀机2-2、发电机2-3、第一循环泵2-4、发电系统冷凝器2-5、冷却循环系统2-6；所述活塞式容积可调中温换热装置2-1的循环水入水口与水箱1-5连接，所述活塞式容积可调中温换热装置2-1的循环水出水口与太阳能光热供暖系统3连接，所述活塞式容积可调中温换热装置2-1的蒸汽口与膨胀机2-2的蒸汽口连接，膨胀机2-2的出口与第一循环泵2-4的进口连接、第一循环泵2-4的出口与发电系统冷凝器2-5进口连接，发电系统冷凝器2-5出液口与活塞式容积可调中温换热装置2-1进液口连接，所述膨胀机2-2的与发电机2-3连接，发电机2-3与公共电网1-3连接；所述冷却循环系统2-6包括第二循环泵2-6-1、冷却水水箱2-6-2、第七三通电磁阀2-6-3、发电系统冷却器2-6-4和第八三通电磁阀2-6-5；所述发电系统冷凝器2-5的冷却水进水口与第二循环泵2-6-1的出水口连接，第二循环泵2-6-1的进水口与冷却水水箱2-6-2的出水口连接，冷却水水箱2-6-2的进水口与第七三通电磁阀2-6-3的一个水平接口连接，第七三通电磁阀2-6-3的垂直接口与发电系统冷却器2-6-4的出口连接，发电系统冷却器2-6-4的进口与第八三通电磁阀2-6-5的垂直接口连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能高效利用的热电冷一体化系统，其特征在于：包括太阳能光伏发电系统(1)、低温有机工质发电系统(2)、太阳能光热供暖系统(3)和制冷热泵系统(4)；所述太阳能光伏发电系统(1)包括光伏组件(1‑1)、光伏逆变系统(1‑2)、公共电网(1‑3)、控制器(1‑4)和水箱(1‑5)；所述光伏组件(1‑1)的光伏电池与光伏逆变系统(1‑2)连接，所述光伏逆变系统(1‑2)的输出端分别与公共电网(1‑3)和控制器(1‑4)连接；所述光伏组件(1‑1)与水箱(1‑5)连接；所述低温有机工质发电系统(2)包括活塞式容积可调中温换热装置(2‑1)、膨胀机(2‑2)、发电机(2‑3)、第一循环泵(2‑4)、发电系统冷凝器(2‑5)、冷却循环系统(2‑6)；所述活塞式容积可调中温换热装置(2‑1)的循环水入水口与水箱(1‑5)连接，所述活塞式容积可调中温换热装置(2‑1)的循环水出水口与太阳能光热供暖系统(3)连接，所述活塞式容积可调中温换热装置(2‑1)的蒸汽口与膨胀机(2‑2)的蒸汽口连接，膨胀机(2‑2)的出口与第一循环泵(2‑4)的进口连接、第一循环泵(2‑4)的出口与发电系统冷凝器(2‑5)进口连接，发电系统冷凝器(2‑5)出液口与活塞式容积可调中温换热装置(2‑1)进液口连接，所述膨胀机(2‑2)的与发电机(2‑3)连接，发电机(2‑3)与公共电网(1‑3)连接；所述冷却循环系统(2‑6)包括第二循环泵(2‑6‑1)、冷却水水箱(2‑6‑2)、第七三通电磁阀(2‑6‑3)、发电系统冷却器(2‑6‑4)和第八三通电磁阀(2‑6‑5)；所述发电系统冷凝器(2‑5)的冷却水进水口与第二循环泵(2‑6‑1)的出水口连接，第二循环泵(2‑6‑1)的进水口与冷却水水箱(2‑6‑2)的出水口连接，冷却水水箱(2‑6‑2)的进水口与第七三通电磁阀(2‑6‑3)的一个水平接口连接，第七三通电磁阀(2‑6‑3)的垂直接口与发电系统冷却器(2‑6‑4)的出口连接，发电系统冷却器(2‑6‑4)的进口与第八三通电磁阀(2‑6‑5)的垂直接口连接，第八三通电磁阀(2‑6‑5)的一个水平接口与发电系统冷凝器(2‑5)的冷却水出水口连接，第七三通电磁阀(2‑6‑3)的另一个水平接口与第四三通电磁阀(6)的垂直接口连接，第八三通电磁阀(2‑6‑5)的另一个水平接口与集水器(4‑7)的进水口连接；所述太阳能光热供暖系统(3)包括第一三通电磁阀(3‑1)、第三循环泵(3‑2)、供暖系统冷却器(3‑3)、第二三通电磁阀(3‑4)、供暖系统集水器(3‑5)、供暖末端(3‑6)；所述第一三通电磁阀(3‑1)的一个水平接口与活塞式容积可调中温换热装置(2‑1)的循环水出水口连接，第一三通电磁阀(3‑1)的另一个水平接口与供暖系统集水器(3‑5)一个入水口连接，供暖系统集水器(3‑5)的出水口与供暖末端(3‑6)进水口连接，供暖末端(3‑6)的回水口与第二三通电磁阀(3‑4)的一个水平接口连接，第二三通电磁阀(3‑4)的另一个水平接口与制冷热泵系统(4)连接，第一三通电磁阀(3‑1)的垂直接口与第三循环泵(3‑2)的进水口连接，第三循环泵(3‑2)的出水口与供暖系统冷却器(3‑3)的进口连接，供暖系统冷却器(3‑3)的出口与第二三通电磁阀(3‑4)的垂直接口连接；所述制冷热泵系统(4)包括蒸发器(4‑1)、压缩机(4‑2)、制冷热泵系统冷凝器(4‑3)、膨胀阀(4‑4)、第四循环泵(4‑5)、冷凝器冷却循环系统(4‑6)和集水器(4‑7)；所述蒸发器(4‑1)的进水口与第二三通电磁阀(3‑4)的水平接口连接，蒸发器(4‑1)的出水口与第四循环泵(4‑5)的进水口连接，第四循环泵(4‑5)的出水口与第三三通电磁阀(5)的一个水平接口连接，第三三通电磁阀(5)的另一个水平接口与第四三通电磁阀(6)的一个水平接口连接，第四三通电磁阀(6)的另一个水平接口与光伏组件(1‑1)连接；蒸发器(4‑1)的出气口与压缩机(4‑2)进气口连接，压缩机(4‑2)出气口与制冷热泵系统冷凝器(4‑3)进气口连接，制冷热泵系统冷凝器(4‑3)出液口与膨胀阀(4‑4)一端连接，膨胀阀(4‑4)另一端与蒸发器(4‑1)的进液口连接；所述冷凝器冷却循环系统(4‑6)包括制冷热泵系统水箱(4‑6‑1)、第五循环泵(4‑6‑2)、第六三通电磁阀(4‑6‑3)、制冷热泵系统冷却器(4‑6‑4)和第五三通电磁阀(4‑6‑5)，制冷热泵系统冷凝器(4‑3)的冷却水出水口与制冷热泵系统冷却水水箱(4‑6‑1)的进水口连接，制冷热泵系统冷却水水箱(4‑6‑1)的出水口与第五循环泵(4‑6‑2)进水口连接，第五循环泵(4‑6‑2)出水口与第六三通电磁阀(4‑6‑3)的一个水平接口连接，第六三通电磁阀(4‑6‑3)的垂直接口...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能高效利用的热电冷一体化系统，其特征在于：包括太阳能光伏发电系统(1)、低温有机工质发电系统(2)、太阳能光热供暖系统(3)和制冷热泵系统(4)；所述太阳能光伏发电系统(1)包括光伏组件(1-1)、光伏逆变系统(1-2)、公共电网(1-3)、控制器(1-4)和水箱(1-5)；所述光伏组件(1-1)的光伏电池与光伏逆变系统(1-2)连接，所述光伏逆变系统(1-2)的输出端分别与公共电网(1-3)和控制器(1-4)连接；所述光伏组件(1-1)与水箱(1-5)连接；所述低温有机工质发电系统(2)包括活塞式容积可调中温换热装置(2-1)、膨胀机(2-2)、发电机(2-3)、第一循环泵(2-4)、发电系统冷凝器(2-5)、冷却循环系统(2-6)；所述活塞式容积可调中温换热装置(2-1)的循环水入水口与水箱(1-5)连接，所述活塞式容积可调中温换热装置(2-1)的循环水出水口与太阳能光热供暖系统(3)连接，所述活塞式容积可调中温换热装置(2-1)的蒸汽口与膨胀机(2-2)的蒸汽口连接，膨胀机(2-2)的出口与第一循环泵(2-4)的进口连接、第一循环泵(2-4)的出口与发电系统冷凝器(2-5)进口连接，发电系统冷凝器(2-5)出液口与活塞式容积可调中温换热装置(2-1)进液口连接，所述膨胀机(2-2)的与发电机(2-3)连接，发电机(2-3)与公共电网(1-3)连接；所述冷却循环系统(2-6)包括第二循环泵(2-6-1)、冷却水水箱(2-6-2)、第七三通电磁阀(2-6-3)、发电系统冷却器(2-6-4)和第八三通电磁阀(2-6-5)；所述发电系统冷凝器(2-5)的冷却水进水口与第二循环泵(2-6-1)的出水口连接，第二循环泵(2-6-1)的进水口与冷却水水箱(2-6-2)的出水口连接，冷却水水箱(2-6-2)的进水口与第七三通电磁阀(2-6-3)的一个水平接口连接，第七三通电磁阀(2-6-3)的垂直接口与发电系统冷却器(2-6-4)的出口连接，发电系统冷却器(2-6-4)的进口与第八三通电磁阀(2-6-5)的垂直接口连接，第八三通电磁阀(2-6-5)的一个水平接口与发电系统冷凝器(2-5)的冷却水出水口连接，第七三通电磁阀(2-6-3)的另一个水平接口与第四三通电磁阀(6)的垂直接口连接，第八三通电磁阀(2-6-5)的另一个水平接口与集水器(4-7)的进水口连接；所述太阳能光热供暖系统(3)包括第一三通电磁阀(3-1)、第三循环泵(3-2)、供暖系统冷却器(3-3)、第二三通电磁阀(3-4)、供暖系统集水器(3-5)、供暖末端(3-6)；所述第一三通电磁阀(3-1)的一个水平接口与活塞式容积可调中温换热装置(2-1)的循环水出水口连接，第一三通电磁阀(3-1)的另一个水平接口与供暖...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳智平，白涛，郑立星，胡波，雷翠红，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西,14