太陽能熱電廠的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]屬于新能源領(lǐng)域
【背景技術(shù)】
[0002]目前在《2014年第六屆中國地源熱栗行業(yè)高層論壇論文集》中，由作者曹振婷、王安民的《地源熱栗+太陽能調(diào)峰供熱系統(tǒng)分析及工程應(yīng)用》論文披露的供熱系統(tǒng)，是“冬季通過太陽能集熱器采集太陽能，輔助地源熱栗系統(tǒng)供暖，滿足最冷季節(jié)供暖需求。尤其適合嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，熱負(fù)荷大大高于冷負(fù)荷的地區(qū)?！边@種系統(tǒng)在冬季供暖時，就是對夏季冷能的儲藏，在夏季供冷時，就是對冬季熱能的儲藏，是互為跨季節(jié)的冷熱能量儲藏系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠長期運行的條件是冬季供暖與夏季供冷必須平衡，若冬季采暖熱負(fù)荷高于夏季供冷的冷負(fù)荷時，造成冷熱負(fù)荷不平衡，這時所缺少的熱負(fù)荷用太陽能制熱系統(tǒng)補充，達到系統(tǒng)冷熱負(fù)荷平衡，從而使得系統(tǒng)能夠長久使用，雖然該系統(tǒng)適合嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，但該系統(tǒng)仍采用的是太陽能集熱器，該種集熱器若采用全玻璃真空管式，則冬季容易炸管破碎，不能保證冬季系統(tǒng)對太陽能集熱系統(tǒng)的安全性要求，若采用平板集熱器，則在嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)效率很低，達不到系統(tǒng)要求的采能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種適應(yīng)任意地區(qū)全年使用的滿足冬季供熱夏季供冷全年供熱水兼發(fā)電的太陽能熱電廠，使用區(qū)域滿足熱負(fù)荷大于冷負(fù)荷或熱負(fù)荷等于冷負(fù)荷或熱負(fù)荷小于冷負(fù)荷的任意地區(qū)。
[0004]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種太陽能熱電廠，由光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)，空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)、地源熱栗供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)組成，所述的光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)是太陽能光伏電池板發(fā)電陣列7、光伏發(fā)電陣列輸出線18、光伏發(fā)電廠監(jiān)控子系統(tǒng)8、監(jiān)控系統(tǒng)輸出線及二次控制線19、并網(wǎng)逆變器及安全子系統(tǒng)9和電網(wǎng)10依次連接組成，所述空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)是由空氣源熱栗及控制子系統(tǒng)2、能量輸入管路20、地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6、能量輸出管路21、電源連接線17和電網(wǎng)10依次連接組成，所述的地源熱栗供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)是由能量儲存端與能量使用端構(gòu)成，所述的能量儲存端是由地源熱栗及控制子系統(tǒng)1、能量輸出管路20、地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6、能量輸出管路21、電源連接線16和電網(wǎng)10依次連接組成，所述的能量使用端是由地源熱栗及控制子系統(tǒng)1在能量使用管路22和23上順次連接地板福射米暖子系統(tǒng)3、供熱水箱子系統(tǒng)5和風(fēng)機盤管制冷子系統(tǒng)4構(gòu)成。所述的地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6是空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)與地源熱栗供暖制冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)共用的換熱儲能子系統(tǒng)，所述的電網(wǎng)10既是光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)輸出端，也是空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)和地源熱栗供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)的電源輸入端。
[0006]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0007]1、本實用新型除了具有地源熱栗三聯(lián)供系統(tǒng)的功能外，增加了系統(tǒng)的發(fā)電功能。
[0008]2、本實用新型中的空氣源制熱系統(tǒng)的運行區(qū)間在非供暖期的低谷電時間段，這時的環(huán)境溫度高，能最大限度提高空氣源熱栗的制熱效率；
[0009]本實用新型中的空氣源熱栗制冷系統(tǒng)運行區(qū)間在非供冷期的低谷電時間段，這時的環(huán)境溫度很低，能最大限度提高空氣源熱栗的制冷效率。
[0010]3、本實用新型中的空氣源熱栗采用低谷電能制熱或制冷，對電網(wǎng)具有輸電平衡作用，若全國都采用太陽能熱電廠來供熱供冷及供熱水兼發(fā)電，將提高我國電網(wǎng)的運行效率，經(jīng)濟效益巨大。
[0011]4、本實用新型中因沒有太陽能集熱器，沒有通水管路，光伏電池板沒有防凍的問題，因而非常適宜在嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)使用。
[0012]5、本實用新型因只有光伏電池板陣列，容易在建筑物的立面頂面安裝，這將把太陽能熱電廠推廣到所有建筑物上安裝成為可能，這是個幾萬億元巨大市場這對我國大力支持可再生能源和節(jié)能減排的國家戰(zhàn)略具有推動作用。
[0013]6、本實用新型的上網(wǎng)電價是太陽能熱電廠購買電網(wǎng)低谷電價的3倍，因此太陽能熱電廠每發(fā)1KWH的電能入網(wǎng)，即可購回3KWH的電網(wǎng)低谷電能。若空氣源熱栗制熱或制冷的能效比值為3.5時，則每發(fā)1KWH的電能即可得到1KWHx3x3.5 = 10.5KWH的熱能，按2014?2015年的北京順義區(qū)北務(wù)鎮(zhèn)的一個141m2的光伏發(fā)電站的實際發(fā)電量208KWH/m2.年計算，則可得熱能208KWH/m2.年x3x3.5 = 2184KWH/m2.年，北京地區(qū)的太陽能輻照量為1511KWH/m2.年，使用光熱集熱器，效率按50%計算，最多可得熱量1511KWH/m2X年X50% =755.5KWH/m2.年，從而可知每m2的光伏發(fā)電電池板的對應(yīng)的得熱量是每m2光熱集熱器的熱量的2184KWH/m2.年+ 755.5KWH/V.年=2.9(倍)，因此說，太陽能熱電廠的經(jīng)濟效益遠(yuǎn)高于光熱集熱器與地源熱栗組合的供熱供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的系統(tǒng)組成框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步的說明。根據(jù)圖1所示，一種太陽能熱電廠，由光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)，空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)、地源熱栗供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)組成，所述的光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)是太陽能光伏電池板發(fā)電陣列7、光伏發(fā)電陣列輸出線18、光伏發(fā)電廠監(jiān)控子系統(tǒng)8、監(jiān)控系統(tǒng)輸出線及二次控制線19、并網(wǎng)逆變器及安全子系統(tǒng)9和電網(wǎng)10依次連接組成，所述空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)是由空氣源熱栗及控制子系統(tǒng)2、能量輸入管路20、地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6、能量輸出管路21、電源連接線17和電網(wǎng)10依次連接組成，所述的地源熱栗供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)是由能量儲存端與能量使用端構(gòu)成，所述的能量儲存端是由地源熱栗及控制子系統(tǒng)1、能量輸出管路20、地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6、能量輸出管路21、電源連接線16和電網(wǎng)10依次連接組成，所述的能量使用端是由地源熱栗及控制子系統(tǒng)1在能量使用管路22和23上順次連接地板輻射采暖子系統(tǒng)3、供熱水箱子系統(tǒng)5和風(fēng)機盤管制冷子系統(tǒng)4構(gòu)成。所述的地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6是空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)與地源熱栗供暖制冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)共用的換熱儲能子系統(tǒng)，所述的電網(wǎng)10既是光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)輸出端，也是空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)和地源熱栗供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)的電源輸入端。
[0016]本實用新型的太陽能熱電廠，由三個系統(tǒng)組成，其中光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)的運行是由太陽能光伏電池板發(fā)電陣列7發(fā)出的電能，經(jīng)光伏發(fā)電陣列輸出線18、光伏發(fā)電廠監(jiān)控子系統(tǒng)8、監(jiān)控系統(tǒng)輸出線及二次控制線19和并網(wǎng)逆變器及安全子系統(tǒng)9進入電網(wǎng)10;其中的空氣源制熱制冷系統(tǒng)的運行視地源熱栗供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)的熱平衡情況決定，若三聯(lián)供系統(tǒng)輸出的熱負(fù)荷大于冷負(fù)荷，在環(huán)境溫度高的溫?zé)峒竟?jié)的低谷電時段，啟動空氣源熱栗及控制子系統(tǒng)2制熱，閥門11關(guān)閉，12開啟，將含有較高溫度的換能液通過能量輸入管20進入地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6后變成較低溫度的換能液，又經(jīng)能量輸出管路21回流至空氣源熱栗及控制子系統(tǒng)2，循環(huán)往復(fù)，將熱能傳入地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6.若三聯(lián)供系統(tǒng)輸出的熱負(fù)荷小于冷負(fù)荷，在環(huán)境溫度低的涼爽季節(jié)的低谷電時段，啟動空氣源熱栗及控制子系統(tǒng)2制冷，能量傳輸方向及儲能路徑與上述相同；若三聯(lián)供系統(tǒng)的熱負(fù)荷等于冷負(fù)荷，屬于一種理想狀態(tài)的供熱系統(tǒng)，這時不需要地源熱栗輔助制熱或制冷，但這種理想狀態(tài)是不存在的，因為系統(tǒng)供熱供冷的多少是隨著氣候的變化而變化的，完全取消制熱制冷輔助不現(xiàn)實;其中的地源熱栗供熱供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)，在冬季供暖時，啟動地源栗及控制子系統(tǒng)1的制熱功能，打開閥門11和13，關(guān)閉閥門12，14和15，此時地源熱栗機組推動能量儲存端的能量輸入管路20，地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6和能量輸出管路21中的換能液閉路循環(huán)，將儲存在地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6中的低品位熱能在地源熱栗及控制子系統(tǒng)1中制成可供采暖的高品位熱能后，將推動能量使用管路23.地板輻射采暖子系統(tǒng)3和能量使用管路22中的換能液閉路循環(huán)，將熱能送到需采暖的房間，當(dāng)全年供熱水時，應(yīng)打開閥門11和15，關(guān)閉閥門12，13和14，其余與采暖相同；當(dāng)夏季供冷時，啟動地源熱栗及控制子系統(tǒng)1的制冷功能，打開閥門11和14，關(guān)閉閥門12，13和15，此時地源熱栗機組推動能量存儲端的能量輸入管路20，地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6和能量輸出管路21中的換能液閉路循環(huán)，將儲存在地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6中的低品位熱能在地源熱栗及控制子系統(tǒng)1中制成可供制冷的低溫冷源后，將推動能量使用管路23，風(fēng)機盤管制冷子系統(tǒng)4以及能量使用管路22中的換能液閉路循環(huán)，將冷源送到需供冷的房間。
【主權(quán)項】
1.一種太陽能熱電廠，由光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)，空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)、地源熱栗供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)組成，所述的光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)是太陽能光伏電池板發(fā)電陣列(7)、光伏發(fā)電陣列輸出線(18)、光伏發(fā)電廠監(jiān)控子系統(tǒng)(8)、監(jiān)控系統(tǒng)輸出線及二次控制線(19)、并網(wǎng)逆變器及安全子系統(tǒng)(9)和電網(wǎng)(10)依次連接組成，所述空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)是由空氣源熱栗及控制子系統(tǒng)(2)、能量輸入管路(20)、地埋管換熱儲能子系統(tǒng)(6)、能量輸出管路(21)、電源連接線(17)和電網(wǎng)(10)依次連接組成，所述的地源熱栗供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)是由能量儲存端與能量使用端構(gòu)成，所述的能量儲存端是由地源熱栗及控制子系統(tǒng)(1)、能量輸出管路(20)、地埋管換熱儲能子系統(tǒng)(6)、能量輸出管路(21)、電源連接線(16)和電網(wǎng)(10)依次連接組成，所述的能量使用端是由地源熱栗及控制子系統(tǒng)(1)在能量使用管路(22，23)上順次連接地板輻射采暖子系統(tǒng)(3)、供熱水箱子系統(tǒng)(5)和風(fēng)機盤管制冷子系統(tǒng)(4)構(gòu)成，所述的地埋管換熱儲能子系統(tǒng)(6)是空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)與地源熱栗供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)共用的換熱儲能子系統(tǒng)，所述的電網(wǎng)(10)既是光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)輸出端，也是空氣源熱栗制熱制冷系統(tǒng)和地源熱栗供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)的電源輸入端。
【專利摘要】一種太陽能熱電廠，由光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)，空氣源熱泵制熱制冷系統(tǒng)、地源熱泵供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)組成，所述的光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)是太陽能光伏電池板發(fā)電陣列7、光伏發(fā)電陣列輸出線18、光伏發(fā)電廠監(jiān)控子系統(tǒng)8、監(jiān)控系統(tǒng)輸出線及二次控制線19、并網(wǎng)逆變器及安全子系統(tǒng)9和電網(wǎng)10依次連接組成，所述空氣源熱泵制熱制冷系統(tǒng)是由空氣源熱泵及控制子系統(tǒng)2、能量輸入管路20、地埋管換熱儲能子系統(tǒng)6、能量輸出管路21、電源連接線17和電網(wǎng)10依次連接組成，所述的地源熱泵供暖供冷及供熱水的三聯(lián)供系統(tǒng)是由能量儲存端與能量使用端構(gòu)成，該發(fā)明屬于供熱供冷及供熱水兼發(fā)電的太陽能熱電廠。
【IPC分類】H02J3/38, F25B29/00
【公開號】CN205102456
【申請?zhí)枴緾N201520706474
【發(fā)明人】何立昌
【申請人】何立昌
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年9月14日