本發(fā)明涉及水加熱設施領域，具體涉及一種整體式平板太陽能光熱光伏系統(tǒng)。

背景技術：

隨著人們節(jié)能意識和環(huán)保意識以及對不可再生的自然資源如石油、煤炭、天然氣等的保護意識的不斷增強，太陽能熱水器的應用逐漸被普及。早期的太陽能熱水器大都使用真空管(也稱光熱轉換玻璃管)的結構形式，并且這種結構形式的太陽能熱水器在中國專利文獻中可以大量見諸，略以例舉的如cn1027661c推薦的抗凍太陽能熱水器、cn1399110a介紹的全塑型一體式太陽能熱水器、cn2879040y提供的加蓋式防冰雹太陽能熱水器、cn2886430y披露的帶有活動蓋板的防冰雹太陽能熱水器等等。但是，真空管結構形式的太陽能熱水器存在安裝麻煩，并且需要在使用現(xiàn)場將真空管逐一安裝，因此安裝過程冗長；真空管易碎，更換不便，并且一旦一組真空管中的任一真空管爆裂，會導致水箱內的水泄盡，特別是當太陽能熱水器配有自動進水控制裝置時，還會大量地浪費水源，因為自動進水控制裝置只能識別水箱內缺水，而不能識別缺水之原因；對安裝場所具有挑剔性；絕大多數(shù)安裝于屋頂；維修幾率高，使用成本大，等等。

隨著太陽能光熱技術的發(fā)展，出現(xiàn)了采用平板式集熱器的太陽能熱水器，采用這種結構的太陽能熱水器能大大提升太陽能的利用效率。目前，這種采用結構的太陽能熱水器在中國專利文獻中也有大量的申請。如cn200810018507.4公開的低熱損的平板式太陽能集熱器、cn200910024965.3公開的一體化平板太陽能集熱器、cn201210202313.6揭示的全密封防凍防水保溫平板式太陽能集熱器、cn200810018505.5公開的壁掛式平板高效太陽能熱水器及其安裝結構等等。毫無疑問，由于真空玻璃管加熱形式的太陽能熱水器存在并不限于例舉的前述欠缺，因此近幾年來，平板式太陽能集熱器越來越為人們器重，并且相對于真空管結構太陽能熱水器的市場占有率不斷提高。但是，不論是太陽能光伏組件還是平板式太陽能集熱器都存在著受天氣影響的問題，具體而言，在無太陽輻射的陰雨雪之類的天氣往往難以甚至無法滿足人們使用熱水的要求，而且在已公開的專利和非專利文獻中均未見諸得以彌補這一缺陷的可借鑒的技術啟示。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的以上問題，提供一種整體式平板太陽能熱水器光熱光伏系統(tǒng)，其能有助于避免受光照影響而難以滿足提供熱水要求、且能提高太陽能的利用率。

為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種整體式平板太陽能光熱光伏系統(tǒng)，包括平板太陽能集熱器、太陽能光伏發(fā)電板、水箱、循環(huán)水泵、蓄電池、逆變器及控制器；所述太陽能光伏發(fā)電板位于平板太陽能集熱器的一端并且與平板太陽能集熱器的端部接合；平板太陽能集熱器的進水口通過第一管路與水箱連接，出水口通過第二管路與水箱連接；所述太陽能光伏發(fā)電板與蓄電池電性連接，蓄電池與逆變器電性連接，逆變器與控制器電性連接；所述循環(huán)水泵設置于第一管路上，并與控制器電性連接；

所述整體式平板太陽能光熱光伏系統(tǒng)還包括溫差發(fā)電系統(tǒng)，所述溫差發(fā)電系統(tǒng)包括冷水循環(huán)系統(tǒng)、連接于第一管路和第二管路之間的第三管路以及溫差發(fā)電片；所述溫差發(fā)電片的熱端與第三管路相接，所述溫差發(fā)電片的冷端與冷水循環(huán)系統(tǒng)相接。

在太陽輻射強烈的夏季，用戶對熱水的需求度并不高，但是水箱中每天都會產生大量的循環(huán)熱水，這樣就造成了能源白白的浪費。因此本發(fā)明通過設置溫差發(fā)電系統(tǒng)，將經平板太陽能集熱器加熱后的熱水的熱量轉化為電能儲存起來。儲存的電能可用于陰雨天氣加熱水箱中的水或供家庭用電，這樣既節(jié)約了家庭的用電開支，又減少了能源的浪費，大大提高了太陽能的利用率。

優(yōu)選的，所述平板太陽能集熱器包括由一對彼此對應的縱框與一對彼此對應的橫框相配合而形成為矩形框架結構的框體、分別位于框體的上部和下部的、并與所述框體配合的第一玻璃蓋板和第二玻璃蓋板、位于框體內部的并且與所述框體配合的吸熱機構；所述第一玻璃蓋板和第二玻璃蓋板與吸熱機構之間分別形成第一密封腔和第二密封腔。本方案中，通過在吸熱機構外側設置第一玻璃蓋板和第二玻璃蓋板，使得吸熱機構位于第一密封腔和第二密封腔中，由于第一密封腔和第二密封腔溫度很高，形成了類似太陽溫室的效果，大大減少了平板太陽能集熱器自身的散熱。

優(yōu)選的，所述吸熱機構包括第一吸熱板、第二吸熱板以及吸熱流道；所述第一吸熱板和第二吸熱板均嵌合于所述框體上，第一吸熱板和第二吸熱板之間形成吸熱腔，所述吸熱流道設置于該吸熱腔內。第一管道和第二管道分別通過進水口和出水口與吸熱流道連通。

優(yōu)選的，所述第一吸熱板和第二吸熱板上均鍍有吸熱涂層，所述吸熱涂層是由50-70wt％的丙烯酸樹脂、10-30wt％的納米金屬鈦、10-30wt％納米氧化鋁噴涂形成的。所述吸熱涂層能增加對太陽能的吸收效率。

優(yōu)選的，所述第三管路的兩端通過三通管連接于第一管路和第二管路上。

優(yōu)選的，第一管路和第二管路上分別設有第一閥門和第二閥門，第三管路的兩端分別設有第三閥門和第四閥門；第三管路上還設有冷水進口。溫差發(fā)電系統(tǒng)啟動后，冷水循環(huán)系統(tǒng)開始工作，冷水經冷水進口進入第三管道，然后在太陽能集熱器與第三管道之間循環(huán)，在此過程中冷水被加熱，溫差發(fā)電片的兩端產生溫差電勢，從而持續(xù)不斷地向外輸出電流。工作完畢后，第三管道中的循環(huán)水溫度可達50℃-70℃，可直接通過出水口進入水箱，能滿足用戶對熱水的需求。

優(yōu)選的，所述溫差發(fā)電片的電源輸出口與所述蓄電池電性連接。溫差發(fā)電片輸出的電流可直接輸出到蓄電池中儲存起來，方便日后使用。

優(yōu)選的，所述平板太陽能集熱器和太陽能光伏發(fā)電板均與水平面呈一定的角度，且角度均可調節(jié)。這樣可使平板太陽能集熱器和太陽能光伏發(fā)電板最大限度的接收到太陽光的輻射，提高太陽能的利用率。

優(yōu)選的，所述水箱的內壁上設有保溫層，以提高水箱的保溫能力，減緩水箱中熱水的冷卻速度。

優(yōu)選的，所述水箱的頂部設有安全閥，下側部設有排污口，側部的上方設有熱水引出口，側部的下方設有冷水引入口。

優(yōu)選的，所述水箱內設有電加熱器和溫度傳感器，所述電加熱器和溫度傳感器均與控制器電性連接，所述控制器能根據(jù)溫度傳感器自動控制電加熱器的啟動或關閉。增設電加熱器和溫度傳感器的目的是解決連續(xù)陰雨天的熱水供應問題，當水箱內的水溫低于預定值時，電加熱器即啟動加熱，當水溫超過溫度的預定值時，電加熱器自動關閉，整個過程由控制器自動控制，彌補了太陽能熱水器在光照不足的情況下對熱水供應的影響。

本發(fā)明的有益效果是:

1.本發(fā)明的整體式平板太陽能光熱光伏系統(tǒng)，通過設置溫差發(fā)電系統(tǒng)，將經平板太陽能集熱器加熱后的熱水的熱量轉化為電能儲存起來，儲存的電能可用于陰雨天氣加熱水箱中的水或供家庭用電，這樣既節(jié)約了家庭的用電開支，又減少了能源的浪費，大大提高了太陽能的利用率。

2.本發(fā)明的整體式平板太陽能光熱光伏系統(tǒng)，對太陽能的利用效率高，能在陰雨天滿足用戶對于熱水的需求。

上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本發(fā)明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例技術中的技術方案，下面將對實施例技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示意圖；

圖2是圖1中平板太陽能集熱器的結構示意圖；

其中：1、平板太陽能集熱器；11、框體；121、第一玻璃蓋板；122、第二玻璃蓋板；131、第一密封腔；132、第二密封腔；141、第一吸熱板；142、第二吸熱板；151、第一吸熱涂層；152、第二吸熱涂層；16、吸熱腔；17、吸熱流道；18、進水口；19、出水口；2、太陽能光伏發(fā)電板；21、蓄電池；22、逆變器；23、控制器；3、第一管路；31、循環(huán)水泵；32、第一閥門；4、第二管路；41、第二閥門；5、第三管路；51、第三閥門；52、第四閥門；53、冷水進口；54、三通管；6、水箱；61、電加熱器；62、溫度傳感器；63、熱水引出口；64、冷水引入口；65、排污口；66、安全閥；7、冷水循環(huán)系統(tǒng)；8、溫差發(fā)電片。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明公開了一種整體式平板太陽能光熱光伏系統(tǒng)，其能有助于避免受光照影響而難以滿足提供熱水要求、且能提高太陽能的利用率。請參照圖1，本發(fā)明的整體式平板太陽能光熱光伏系統(tǒng)包括平板太陽能集熱器1、太陽能光伏發(fā)電板2、溫差發(fā)電系統(tǒng)、水箱6、循環(huán)水泵31、蓄電池21、逆變器22及控制器23。

太陽能光伏發(fā)電板2位于平板太陽能集熱器1的一端并且與平板太陽能集熱器1的端部接合；太陽能光伏發(fā)電板2和平板太陽能集熱器1形成一個整體，但是兩者可各自發(fā)揮作用；安裝時，兩者與水平面呈一定的角度，且角度均可調節(jié)。這樣可使平板太陽能集熱器1和太陽能光伏發(fā)電板2最大限度的接收到太陽光的輻射，提高太陽能的利用率。

太陽能光伏發(fā)電板2與蓄電池21電性連接，蓄電池21與逆變器22電性連接，逆變器22與控制器23電性連接；太陽能光伏發(fā)電板2產生的電能通過蓄電池21儲存起來；當需要用電時，逆變器22將蓄電池21中的直流電轉變成交流電，可作為家庭用電。

請參見圖2，平板太陽能集熱器1包括由一對彼此對應的縱框與一對彼此對應的橫框相配合而形成為矩形框架結構的框體11、分別位于框體11的上部和下部的、并與框體11配合的第一玻璃蓋板121和第二玻璃蓋板122、位于框體11內部的并且與框體11配合的吸熱機構；第一玻璃蓋板121和第二玻璃蓋板122與吸熱機構之間分別形成第一密封腔131和第二密封腔132。本方案中，通過在吸熱機構外側設置第一玻璃蓋板121和第二玻璃蓋板122，使得吸熱機構位于第一密封腔131和第二密封腔132中，由于第一密封腔131和第二密封腔132溫度很高，形成了類似太陽溫室的效果，大大減少了平板太陽能集熱器1自身的散熱。本實施例中，吸熱機構包括第一吸熱板141、第二吸熱板142以及吸熱流道17；第一吸熱板141和第二吸熱板142均嵌合于框體11上，第一吸熱板141和第二吸熱板142之間形成吸熱腔16，吸熱流道17設置于該吸熱腔16內。在第一吸熱板141和第二吸熱板142上分別鍍有第一吸熱涂層151和第二吸熱涂層152，上述吸熱涂層是由50-70wt％的丙烯酸樹脂、10-30wt％的納米金屬鈦、10-30wt％納米氧化鋁噴涂形成的，其能增加平板太陽能集熱器1對太陽能的吸收效率。

平板太陽能集熱器1的進水口18和出水口19分別通過第一管路3和第二管路4與水箱6連接，循環(huán)水泵31設置于第一管路3上。水箱6的內壁上設有保溫層，以提高水箱6的保溫能力，減緩水箱6中熱水的冷卻速度。優(yōu)選的，水箱6的頂部設有安全閥66，下側部設有排污口65，側部的上方設有熱水引出口63，側部的下方設有冷水引入口64。優(yōu)選的，水箱6內設有電加熱器61和溫度傳感器62，電加熱器61和溫度傳感器62均與控制器23電性連接，控制器23能根據(jù)溫度傳感器62自動控制電加熱器61的啟動或關閉。增設電加熱器61和溫度傳感器62的目的是解決連續(xù)陰雨天的熱水供應問題，當水箱6內的水溫低于預定值時，電加熱器61即啟動加熱，當水溫超過溫度的預定值時，電加熱器61自動關閉，整個過程由控制器23自動控制，彌補了太陽能熱水器在光照不足的情況下對熱水供應的影響。

溫差發(fā)電系統(tǒng)包括冷水循環(huán)系統(tǒng)7、連接于第一管路3和第二管路4之間的第三管路5以及溫差發(fā)電片8；溫差發(fā)電片8的熱端與第三管路5相接，溫差發(fā)電片8的冷端與冷水循環(huán)系統(tǒng)7相接。優(yōu)選的，第三管路5的兩端通過三通管54連接于第一管路3和第二管路4上。溫差發(fā)電片8的電源輸出口與蓄電池21電性連接。溫差發(fā)電片8輸出的電流可直接輸出到蓄電池21中儲存起來，方便日后使用。

第一管路3和第二管路4上分別設有第一閥門32和第二閥門41，第三管路5的兩端分別設有第三閥門51和第四閥門52；第三管路5上還設有冷水進口53。優(yōu)選的，第一閥門32、第二閥門41、第三閥門51和第四閥門52均通過控制器23控制。溫差發(fā)電系統(tǒng)啟動后，冷水循環(huán)系統(tǒng)7開始工作；然后控制器23關閉第一閥門32和第二閥門41，打開第三閥門51和第四閥門52，此時冷水經冷水進口53進入第三管路5，在平板太陽能集熱器1與第三管路5之間循環(huán)，在此過程中冷水被加熱，溫差發(fā)電片8的兩端產生溫差電勢，從而持續(xù)不斷地向外輸出電流。工作完畢后，第三管路5中的循環(huán)水溫度可達50℃-70℃，控制器23關閉第三閥門51和第四閥門52，打開第一閥門32和第二閥門41，使得循環(huán)水進入水箱6，能滿足用戶對熱水的需求。

在太陽輻射強烈的夏季，用戶對熱水的需求度并不高，但是水箱中每天都會產生大量的循環(huán)熱水，這樣就造成了能源白白的浪費。因此本發(fā)明通過設置溫差發(fā)電系統(tǒng)，將經平板太陽能集熱器加熱后的熱水的熱量轉化為電能儲存起來。儲存的電能可用于陰雨天氣加熱水箱中的水或供家庭用電，這樣既節(jié)約了家庭的用電開支，又減少了能源的浪費，大大提高了太陽能的利用率。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。