【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光伏废热回收，具体涉及一种光伏废热回收利用系统及其使用方法。
技术介绍
1、光伏发电是将太阳能转化为电能的过程，不仅不消耗地球有限的资源，也不会排放有害物质。因此，光伏发电成为一种绿色环保的能源选择，有助于缓解全球气候变暖和空气污染问题。
2、随着科技的进步，光伏发电设备的价格逐渐下降，而且安装和维护成本也相对较低，并且光伏发电系统可广泛应用于不同环境，如屋顶、地面、水面等，适用于家庭、企业和大型电力站等不同规模的场景。然而现有的光伏板主要采用pn结结构，其转换效率较低，晶体硅光伏电池的转换效率在13％到17％，非晶硅光伏电池更低，只有5％到8％，主要原因为光伏板只能利用太阳光谱中波长较短的紫外光和可见光，而太阳辐射总能量约43％的红外光则转变为废热，同时有数据表明，温度每升高1℃，光伏电站的发电效率会下降0.44％左右。由此可见，实现对光伏板的废热利用是提高光伏发电效率的关键技术之一。
3、目前，针对光伏废热利用主要有两种方式，一种是利用塞贝克效应进行温差发电，一种是利用相变材料进行跨时间尺度储热。第一种方法仍依赖于温差发电元件的效率，而第二种方法需要大量相变材料，导致成本增加，但是，上述的两种方法都存在能量转化效率低、稳定性低的缺陷。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种光伏废热回收利用系统及其使用方法，能够将光伏板所产生的废热通过一回路水循环换热收集，再通过热泵循环来加热闪蒸回路中的热水罐，而闪蒸回路能储存这些热量，并通过闪蒸
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种光伏废热回收利用系统，包括第一循环回路、第二循环回路和闪蒸回路，其中，所述第一循环回路和所述闪蒸回路中的循环工质是水，所述第二循环回路中的循环工质是制冷剂，所述第一循环回路包括依次连接形成循环回路的导热组件、换热器和第一水泵，所述导热组件设置在光伏板上，用于采集光伏板上的废热，所述第二循环回路包括依次连接形成循环回路的所述换热器、压缩机、热水罐和膨胀阀，所述闪蒸回路包括热水罐、闪蒸罐、第二水泵、第三水泵和高压罐，其中，热水罐、高压罐和第二水泵通过管路依次连接形成蓄热储能循环回路所述热水罐、闪蒸罐、第三水泵和高压罐通过管路依次连接形成闪蒸循环回路，所述第一循环回路和第二循环回路在所述换热器中进行热交换，所述第二循环回路和闪蒸回路在所述热水罐中进行热交换，使得所述闪蒸回路中的循环介质经蓄热储能后闪蒸释能转化为饱和蒸汽供给汽轮机。
4、优选的，所述导热组件包括：
5、硅胶导热层，包裹在所述光伏板的pn结的背面及四周，所述硅胶导热层的上表面与所述pn结的上表面平齐，导热管，水平穿设在所述硅胶导热层中，所述导热管为高导热金属管，所述导热管的两端分别与换热器和第一水泵连通。
6、优选的，所述硅胶导热层的背面及四周包裹有保温层，所述保温层的上表面与所述pn结的上表面平齐，所述第一循环回路中的管路均为保温管道。
7、优选的，所述闪蒸回路的热水罐、闪蒸罐以及高压罐均为中高压压力容器，且内部均装有水并留有一定空腔。
8、优选的，所述制冷剂是氟利昂。
9、优选的，所述热水罐与所述高压罐之间设置有第一阀门，所述热水罐和第二水泵之间设置有第二阀门，所述热水罐和闪蒸罐之间设置有第三阀门，所述闪蒸罐的出口设置有第四阀门，所述闪蒸罐和第三水泵之间设置有第五阀门，所述第三水泵和所述高压罐之间设置有第六阀门，所述高压罐与第二水泵之间设置有第七阀门。
10、一种光伏废热回收利用系统的使用方法，包括以下步骤：
11、打开第二水泵、第一阀门、第二阀门以及第七阀门，热水罐中的水会受到第二循环回路的加热，部分变成水蒸气，其余部分的水温度和压力均会升高，通过第二水泵的驱动，高压罐中的水会进入到热水罐中作为补充水，而热水罐中的水蒸气会通过第一阀门进入高压罐中，使得热水罐中水越来越多，且在加热作用下温度和压力均会上升，高压罐中的水蒸气越来越多，直到热水罐中全部充满高温高压的液态水，蓄热储能过程达到极限。
12、打开第三水泵，第一阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门，通过第三水泵的驱动，闪蒸罐中的液态水会泵入高压罐中，高压罐中的水蒸气会进入热水罐中，热水罐中的高温高压水会进入闪蒸罐中，由于闪蒸罐内的压力和进入的液态水的压力有压差，所以水的压力会迅速下降，而此时的温度高于下降后压力所对应的饱和温度，液态水会迅速变成高温饱和蒸汽，由第四阀门排出利用，同时该过程也会使高压罐中补充液态水，热水罐补充水蒸气，开始进入下一个循环。
13、优选的，所述热水罐和高压罐的压力为2.5mpa～3mpa时，蓄热储能过程达到极限。
14、优选的，所述压差为所述热水罐或者所述高压罐的压力的0.5倍～0.6倍。
15、优选的，所述压差为1.8mpa。
16、本专利技术提供的一种光伏废热回收利用系统，利用高导热材料以及一回路水循环将此热能采集，用来作为二回路热泵循环的低温热源。二回路热泵循环采用常见制冷剂氟利昂134a作为工质，经过循环为三回路闪蒸系统提供高温热源。三回路闪蒸系统一方面可通过高温热源的加热进行储能，另一方面可利用闪蒸原理产生高温蒸气，从而带动汽轮机工作，实现释能过程。该系统仅需消耗少量电能即可利用热泵将光伏板的废热采集，并加热水使其具有高温高压的特性，并在需要时通过闪蒸原理将高温高压的水转换成高温水蒸气，后续可进一步利用，该系统原理成熟，能量转化效率较高，成本仅为机械设备，稳定性强，为光伏板废热利用提供了一种新的热力学方法。
17、与现有技术相比，本专利技术提供的一种光伏废热回收利用系统及其使用方法具有以下有益效果：
18、首先，本专利技术充分考虑分析了太阳能光伏板的不足，即发电效率低、废热产出较大，故针对光伏板的有益效果在于不影响其发电功能的同时，将废热收集利用，从而间接提高太阳能利用效率。
19、其次本专利技术分析了现有光伏废热储存和利用技术的不足，即两相物质不稳定、材料成本高以及对应器件发展不成熟等问题，提出了利用热泵循环以及特殊的闪蒸回路来传递、储存以及利用热量，所涉及的循环工质较常见且成本较小，克服了传统技术的缺陷同时具有较高的效率。
20、最后本专利技术分析了现有热量储存及利用技术的不足，即单纯依靠换热、时间跨度较大等问题，提出了一种利用闪蒸原理的热量储存与利用技术，该技术的特点是平衡可控、快速响应，能够迅速产生能量品质较高的饱和蒸汽进行利用。
21、综上所述，本专利技术提出的一种光伏废热回收利用系统及其使用方法，能够将光伏板所产生的废热通过一回路水循环换热收集，再通过热泵循环来加热闪蒸回路中的热水罐，而闪蒸回路能储存这些热量，并通过闪蒸原理产生饱和蒸汽，能量转化效率高、稳定性高，实用性强，值得推广。
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1.一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，包括第一循环回路(R1)、第二循环回路(R2)和闪蒸回路(R3)，其中，所述第一循环回路(R1)和所述闪蒸回路(R3)中的循环工质是水，所述第二循环回路(R2)中的循环工质是制冷剂；
2.根据权利要求1所述的一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，所述导热组件包括：
3.根据权利要求2所述的一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，所述硅胶导热层(11)的背面及四周包裹有保温层(12)，所述保温层(12)的上表面与所述PN结(10)的上表面平齐；
4.根据权利要求3所述的一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，所述闪蒸回路(R3)的热水罐(6)、闪蒸罐(7)以及高压罐(8)均为中高压压力容器，且内部均装有水并留有一定空腔。
5.根据权利要求4所述的一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，所述制冷剂是氟利昂。
6.根据权利要求5所述的一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，所述热水罐(6)与所述高压罐(8)之间设置有第一阀门(V1)，所述热水罐(6)和第二水泵(B2)之间设置有第二阀门(V2)
7.一种光伏废热回收利用系统的使用方法，基于权利要求6所述的系统，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的光伏废热回收利用系统的使用方法，其特征在于，所述热水罐(6)和高压罐(8)的压力为2.5Mpa～3Mpa时，蓄热储能过程达到极限。
9.根据权利要求6所述的光伏废热回收利用系统的使用方法，其特征在于，所述压差为所述热水罐(6)或者所述高压罐(8)的压力的0.5倍～0.6倍。
10.根据权利要求6所述的光伏废热回收利用系统的使用方法，其特征在于，所述压差为1.8Mpa。
...【技术特征摘要】
1.一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，包括第一循环回路(r1)、第二循环回路(r2)和闪蒸回路(r3)，其中，所述第一循环回路(r1)和所述闪蒸回路(r3)中的循环工质是水，所述第二循环回路(r2)中的循环工质是制冷剂；
2.根据权利要求1所述的一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，所述导热组件包括：
3.根据权利要求2所述的一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，所述硅胶导热层(11)的背面及四周包裹有保温层(12)，所述保温层(12)的上表面与所述pn结(10)的上表面平齐；
4.根据权利要求3所述的一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，所述闪蒸回路(r3)的热水罐(6)、闪蒸罐(7)以及高压罐(8)均为中高压压力容器，且内部均装有水并留有一定空腔。
5.根据权利要求4所述的一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，所述制冷剂是氟利昂。
6.根据权利要求5所述的一种光伏废热回收利用系统，其特征在于，所述热水罐(6)与所述高压罐(8)之间设置...
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