本實用新型屬于新能源及建筑節(jié)能領域，尤其涉及一種適用于農村住宅的太陽能光伏光熱系統(tǒng)。

背景技術：

可再生能源在建筑中的應用與發(fā)展替代了建筑中的一部分常規(guī)能源的消耗，在建筑節(jié)能減排上發(fā)揮了一定的作用。而在我國廣大的農村地區(qū)，其建筑具有分散和獨立的特點，其采暖方式仍以煤炭和柴火為主，在消耗大量不可再生能源的同時也造成了環(huán)境污染和安全隱患。目前霧霾問題嚴重，國家大力推廣農村散煤清潔化替代工作，在農村居民采暖領域推廣電能替代。夏季為保障部分單位的正常運轉，電力部門會限制農村地區(qū)用電，導致農村地區(qū)經常停電。

目前多以太陽能光伏、太陽能光熱的形式應用在建筑中。隨著電池板溫度上升，光電轉換效率下降，而太陽能光伏光熱一體化系統(tǒng)是利用敷設在光伏板背面的流體通道中的流體循環(huán)帶走光伏電池發(fā)電過程中產生的熱量，不僅可以降低光伏電池溫度從而提高發(fā)電效率，還可以得到熱水用作生活熱水或初級熱源。然而已有的管板式光伏光熱模塊中光伏電池背板與流體通道的傳熱面積較小，不利于熱量快速、高效的傳遞；經過一段時間后冷卻水溫度上升，傳熱效率降低。如何將太陽能應用在農村住宅供暖中，將光伏光熱系統(tǒng)與農村住宅有機結合，既能滿足農村用戶冬季供暖又能夏季提供生活熱水的需求是當前節(jié)能減排“堅決打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”亟待要解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型是為了克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種適用于農村住宅的太陽能光伏光熱系統(tǒng)，利用太陽能為農村住宅提供電能并提供熱能，既能滿足農村用戶冬季供暖又能夏季提供生活熱水的需求，可以改善系統(tǒng)傳熱效果。

本實用新型為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術方案實現(xiàn)，一種適用于農村住宅的太陽能光伏光熱系統(tǒng)，其特征是：包括填充式管板光伏光熱模塊、直流循環(huán)水泵、循環(huán)水箱、蓄熱水箱、逆變控制器、蓄電池以及熱控制器、家用熱水裝置和熱墻；所述填充式管板光伏光熱模塊經由直流循環(huán)水泵與循環(huán)水箱連接，循環(huán)水箱與蓄熱水箱連接，蓄熱水箱通過熱控制器分別與家用熱水裝置及熱墻連接，所述熱墻通過三通閥分別與自來水和循環(huán)水箱連接，所述填充式管板光伏光熱模塊通過逆變控制器與蓄電池及交流負載連接；所述填充式管板光伏光熱模塊包括自上而下依次連接的光伏電池板、導熱硅膠和吸熱板構成光伏光熱模塊并置于框架內，所述光伏光熱模塊下表面設有相互貫通的流體通道，框架內流體通道之間設有填充介質并與光伏光熱模塊構成整體填充式管板光伏光熱模塊。

所述交流負載包括家用照明裝置和電取暖器，所述逆變控制器與蓄電池連接后通過電控制器分別家用照明裝置和電取暖器連接。

所述蓄熱水箱與熱控制器之間設有輔助加熱設備。

所述熱控制器與熱墻之間設有水泵。

所述填充介質選用鐵削。

所述填充式管板光伏光熱模塊框架的外表面設有保溫材料。

所述循環(huán)水箱內設有溫度探頭，溫控閥和自動浮球閥。

有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本實用新型有效利用清潔能源、減少建筑物化石燃料和電的消耗，利用太陽能為農村住宅同時提供電和熱水，節(jié)能環(huán)保；新型光伏光熱模塊使用鐵削作為填充介質，較光伏模塊及普通光伏光熱模塊的傳熱效果及綜合效率都有著大幅度提高；同時設置循環(huán)水箱和蓄熱水箱的系統(tǒng)形式，保證為光伏電池降溫的冷卻水始終處于較低溫度，增強散熱效果，從而提升系統(tǒng)效率；循環(huán)水箱內設置的溫度探頭和溫控閥可以使循環(huán)水箱內水溫達到滿足用戶需求的溫度后自動流入蓄熱水箱，在自動浮球閥的作用下循環(huán)水箱自動補水，運行穩(wěn)定，減少人力投入；采用太陽能作為熱源并配合輔助加熱系統(tǒng)，有效降低了農村住宅中發(fā)生火災及中毒窒息的幾率，有較高安全性。

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖；

圖2是填充式管板光伏光熱模塊的結構示意圖；

圖3a是熱墻側視截面結構示意圖；

圖3b是熱墻正視截面結構示意圖。

圖中：1-填充式管板光伏光熱模塊，2-直流循環(huán)水泵，3-循環(huán)水箱，3-1、溫度探頭，3-2、溫控閥，3-3、自動浮球閥，4-蓄熱水箱，5-逆變控制器，6-蓄電池，7-電控制器，8-家用照明裝置，9-電取暖器，10-輔助加熱設備，11-熱控制器，12-家用熱水裝置，13-水泵，14-熱墻，14-1-熱水入口，14-2-冷水出口，14-3-排管，14-4-三通閥，15-自來水，16-光伏電池板，17-導熱硅膠，18-吸熱板，19-流體通道，20-填充介質，21-保溫材料，22-框架。

具體實施方式

以下結合較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提供的具體實施方式詳述如下：詳見附圖，本實施例提供了一種適用于農村住宅的太陽能光伏光熱系統(tǒng)，包括填充式管板光伏光熱模塊1、直流循環(huán)水泵2、循環(huán)水箱3、蓄熱水箱4、逆變控制器5、蓄電池6以及熱控制器11、家用熱水裝置12和熱墻14；所述填充式管板光伏光熱模塊經由直流循環(huán)水泵與循環(huán)水箱連接，循環(huán)水箱與蓄熱水箱連接，蓄熱水箱通過熱控制器分別與家用熱水裝置及墻熱墻連接，熱墻設有熱水入口14-1，冷水出口14-2，14-3-排管，所述熱通過三通閥14-4分別與自來水15和循環(huán)水箱3連接，所述填充式管板光伏光熱模塊通過逆變控制器與蓄電池及交流負載連接；所述填充式管板光伏光熱模塊包括自上而下依次連接的光伏電池板16、導熱硅膠17和吸熱板18構成光伏光熱模塊并置于框架22內，所述光伏光熱模塊下表面設有相互貫通的流體通道19，框架內流體通道之間設有填充介質20并與光伏光熱模塊構成整體填充式管板光伏光熱模塊。所述交流負載包括家用照明裝置8和電取暖器9，所述逆變控制器5與蓄電池6連接后通過電控制器7分別與家用照明裝置和電取暖器連接。所述蓄熱水箱與熱控制器之間設有輔助加熱設備10。所述熱控制器與熱墻之間設有水泵13。

所述填充介質選用鐵削。所述填充式管板光伏光熱模塊框架的外表面設有保溫材料21。所述循環(huán)水箱內設有溫度探頭3-1，溫控閥3-2和自動浮球閥3-3，循環(huán)水箱與自來水連接。

系統(tǒng)中包括有循環(huán)水箱及蓄熱水箱，循環(huán)水箱用于使流體循環(huán)并為光伏電池降溫，蓄熱水箱用于存儲可滿足用戶需求的熱水，夏季可接入用戶端提供生活熱水，過渡季節(jié)可接入設有流體通道的熱墻內，通過流體循環(huán)為室內帶來一定熱量，配合電取暖器為農村住宅供暖；冬季通過輔助加熱設備后接入設有流體通道的熱墻內，配合電取暖器為農村住宅供暖。冷水出口與自來水在經過三通閥后與循環(huán)水箱連接。

工作原理

照射在光伏光熱模塊的太陽能中，一部分被光伏電池板轉化為電能，一部分被反射或吸收轉化為熱能并導致其溫度上升，模塊的發(fā)電效率隨溫度升高而降低，通過在光伏板背面敷設流體通道并使冷卻水帶走光伏板背面的部分熱量可以在一定程度上克服溫度對系統(tǒng)發(fā)電效率的影響，并且在提供電能的同時提供生活熱水。通過填充導熱介質增大了光伏板背面與流體通道的接觸面積，提高傳熱效率。通過溫度探頭和溫控閥使?jié)M足需求溫度的循環(huán)水自循環(huán)水箱轉移至蓄熱水箱繼而接入熱水用戶端并通過自動浮球閥及時補充溫度較低的冷卻水，增強了傳熱效果。填充式光伏光熱模塊產生的電能直接供給循環(huán)水泵使用，并可在電控制器的作用下進行切換，在夏季供給家用照明裝置，在過渡季節(jié)及冬季供給電取暖器。蓄熱水箱內的熱水可在熱控制器的作用下進行切換，在夏季供給家用熱水裝置，過渡季節(jié)在水泵的驅動下供給設有流體通道的熱墻內，通過流體循環(huán)為室內帶來一定熱量，配合電取暖器為農村住宅供暖；冬季通過輔助加熱設備后，通過水泵接入設有流體通道的熱墻內，配合電取暖器為農村住宅供暖。由熱墻流出的冷水與自來水在經過三通閥后流回循環(huán)水箱。

工作過程

當太陽輻射照射到填充式光伏光熱模塊上，一部分太陽輻射被光伏電池吸收并轉化為電能，一部分被反射或吸收轉化為熱能，其溫度上升。光伏光熱模塊產生的電能一部分直接供給直流循環(huán)水泵，一部分經逆變控制系統(tǒng)后儲存進蓄電池，在限制用電從而造成頻繁停電的夏季，通過電控制器的作用將所產生的電能供給家用照明裝置，在過渡季節(jié)及冬季供給電取暖器，代替燃煤為農村住宅供暖。在直流循環(huán)水泵的作用下，循環(huán)水箱中的冷卻水帶走光伏板背面的部分熱量并逐漸升溫，當設置在循環(huán)水箱內的溫度探頭檢測到水箱內水溫高于45℃，即滿足用戶需求的溫度時，溫控閥打開，循環(huán)水箱中的熱水轉移到蓄熱水箱中，后經過輔助加熱設備接入用戶端，在自動浮球閥的作用下，溫度較低的自來水補充至循環(huán)水箱內，繼續(xù)參與循環(huán)，蓄熱水箱中的水通過熱控制器的作用在夏季供給家用熱水裝置。詳見附圖3a-3b,在過渡季節(jié)，在水泵的驅動下供給到設有流體通道的熱墻內，熱墻內設有熱水入口管及冷水出口管，熱水入口管及冷水出口管間由多根等距離分布的豎向排管連接，管道由墻體包裹在內，熱水自熱水入口管流入后經冷水出口流出，通過流體循環(huán)為室內帶來一定熱量，配合電取暖器為農村住宅供暖；冬季通過輔助加熱設備后，在水泵的驅動下供給到設有流體通道的熱墻內，配合電取暖器為農村住宅供暖。由熱墻流出的冷水與自來水在經過三通閥后流回循環(huán)水箱。

上述參照實施例對該一種適用于農村住宅的太陽能光伏光熱系統(tǒng)進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個實施例，因此在不脫離本實用新型總體構思下的變化和修改，應屬本實用新型的保護范圍之內。