一種太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)和光熱技術(shù)實現(xiàn)太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)的太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能集熱器目前已經(jīng)在能源動力、制冷空調(diào)、社會生活、航天科技等領(lǐng)域中有著十分廣泛的應(yīng)用，但是對太陽能能源的利用也存在諸多問題，太陽能利用率較低是目前太陽能能源利用的瓶頸，其原因不僅與當(dāng)前的發(fā)展技術(shù)有關(guān)，而且還與其對太陽能使用的單一性有關(guān)。太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)同時利用了太陽能光熱技術(shù)和光伏發(fā)電技術(shù)，實現(xiàn)了一機(jī)多用，能夠在最大程度上提高對太陽能能量的利用效率。因此，實用新型一種結(jié)構(gòu)簡單、能量利用率高的可以實現(xiàn)太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)的新型組件及其熱電聯(lián)供系統(tǒng)工藝具有較大的實用價值。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種同時利用了太陽能光熱技術(shù)和光伏發(fā)電技術(shù)、能量利用效率更高的、結(jié)構(gòu)簡單的一種太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供系統(tǒng)。
[0004]上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]一種太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供系統(tǒng)，主要由水系統(tǒng)和電力系統(tǒng)組成，兩系統(tǒng)之間相對獨(dú)立。系統(tǒng)的主要構(gòu)成部件為太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件主要組成部件為太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件，由電池片、換熱管液體流道、金屬吸熱板、保溫層等組成結(jié)構(gòu)部分，光伏焊帶、光伏匯流帶、EVA膠膜、接線盒、硅膠墊片等組成附屬配件，并用鋁合金邊框封裝成型。該組件的結(jié)構(gòu)自上而下分別為:玻璃蓋板；空氣絕緣層；光伏電池片；EVA膠膜；金屬吸熱板；換熱管液體流道；保溫層；封裝底板。金屬吸熱板與玻璃蓋板之間用硅膠墊片支撐，形成空氣絕緣層；金屬吸熱板上噴涂高選擇性吸熱涂層，用以提高對太陽光的吸收效率。
[0006]太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件的金屬吸熱板和換熱管液體流道采用整板層壓成型焊接技術(shù)。金屬吸熱板是整塊金屬板，同種金屬的金屬吸熱板層壓制作成整體的金屬吸熱板；將金屬吸熱板層壓形成液體流道，帶有相同液體流道的金屬吸熱板層整體焊接成型，即制得帶液體流道的換熱管。
[0007]太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件的換熱管液體流道形式有兩種設(shè)計方案，一種是直管，一種是蛇形盤管，前者出于加工制作方便的考慮，后者可顯著提高換熱效率，但會相應(yīng)增加制作難度。
[0008]EVA膠膜是一種熱固性有粘性的膠膜，用于放在光伏電池片與金屬吸熱板中間。由于EVA膠膜在粘著力、耐久性、光學(xué)特性等方面具有的優(yōu)越性，在組件中對光伏電池片起粘附和保護(hù)作用，而且具有較高的透光性，穩(wěn)定性和絕緣性。
[0009]太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)主要分為水系統(tǒng)和電力系統(tǒng)，兩系統(tǒng)之間的運(yùn)行情況相對獨(dú)立。
[0010]水系統(tǒng)主要由太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件、連接管路、循環(huán)水泵、蓄熱水箱、膨脹水箱等部件組成，可以輔助以電鍋爐或風(fēng)冷熱泵協(xié)同使用，以提高綜合利用效率。
[0011]電力系統(tǒng)分為并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、市電互補(bǔ)離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和儲能及智能微電網(wǎng)系統(tǒng)三種形式。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是將組件發(fā)出的電量并入國家電網(wǎng)，再從國家電網(wǎng)取電供給用戶負(fù)載使用，該套系統(tǒng)主要由并網(wǎng)逆變器、智能電表、用戶配電柜等組成，之間用導(dǎo)線連接。市電互補(bǔ)離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是將組件發(fā)出的電量全部儲存在蓄電池組中，再通過離網(wǎng)逆變器從蓄電池組中取電，供給用戶負(fù)載使用，蓄電池組的充放電由光伏控制器來實現(xiàn)，該套系統(tǒng)主要由光伏控制器、蓄電池組和離網(wǎng)逆變器組成。儲能及智能微電網(wǎng)系統(tǒng)是太陽能光伏組件與國家電網(wǎng)并列運(yùn)行的，光儲系統(tǒng)可以獨(dú)立供電，支持市電優(yōu)先、微網(wǎng)優(yōu)先及并列運(yùn)行三種模式，可以實現(xiàn)各模式間的無縫切換，該套系統(tǒng)主要由光伏控制器、蓄電池組、儲能變流器和智能配電柜等部件組成。
[0012]太陽光照射到組件上，在最外層的電池片利用光生伏特效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)化成電能，輸出直流電能，通過逆變器的轉(zhuǎn)換，向外部供給交流電能。電池片上下層的空氣絕緣層和EVA膠膜可以起到良好的絕緣效果。下層的金屬吸熱板內(nèi)縱貫有換熱管液體流道，內(nèi)部流通循環(huán)工質(zhì)，熱能的來源一部分是換熱管作為太陽能集熱管收集太陽光的能量，另一部分來自于電池片在發(fā)電過程中發(fā)出的熱量通過吸熱板向下傳導(dǎo)，將這兩部分熱量轉(zhuǎn)化為循環(huán)工質(zhì)的熱能，通過不斷的循環(huán)將熱能輸出。金屬吸熱板上噴涂高選擇性吸熱涂層，具有高的太陽能輻射吸收比和低的熱輻射發(fā)射比，以提高太陽光轉(zhuǎn)換成熱的能力，從而提高對太陽光的吸收效率。
[0013]太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)在工作時，太陽光照射到太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件上，在最外層的電池片利用光生伏特效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，輸出直流電，再通過逆變器的逆變作用，將直流電轉(zhuǎn)化為交流電輸出，可以儲存在蓄電池組內(nèi)，也可以并入國家電網(wǎng)，也可以實現(xiàn)發(fā)電自用、余量上網(wǎng)的運(yùn)行模式，此即分別為離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和儲能微電網(wǎng)系統(tǒng)。
[0014]太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件下層的金屬吸熱板內(nèi)縱貫有換熱管液體流道，內(nèi)部流通循環(huán)工質(zhì)，換熱管作為太陽能集熱管收集太陽光的能量和電池片發(fā)出的熱量并將其轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的熱能，通過不斷的循環(huán)將熱能輸出。換熱管的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)加工制作工藝的難易和換熱效率的高低可分為直管式和蛇形盤管式等結(jié)構(gòu)形式。金屬吸熱板表面噴涂高選擇性吸熱涂層，用以提高太陽能轉(zhuǎn)化成熱能的能力。
[0015]太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件及熱電聯(lián)供系統(tǒng)工藝主要利用的是太陽能光熱技術(shù)和光伏發(fā)電技術(shù)，可以將太陽能同時轉(zhuǎn)化為熱能和電能輸出利用，實現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)的效果，能夠滿足建筑的部分用熱和用電需求，可以極大提高太陽能的利用效率，解決了太陽能利用形式單一的問題。
[0016]太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)在冬季產(chǎn)熱量不足的情況下可以搭配電鍋爐使用，以提高系統(tǒng)的綜合使用效率；在夏季產(chǎn)熱量豐富的情況下可以搭配風(fēng)冷熱泵機(jī)組協(xié)同使用，以達(dá)到熱-電-冷三聯(lián)供，從而在最大程度上提高系統(tǒng)使用效率，達(dá)到最優(yōu)運(yùn)行效果。而且系統(tǒng)中組件發(fā)出的電能可以提供給水泵、電鍋爐和風(fēng)冷熱泵機(jī)組，不需要額外輸入電能，從而達(dá)到系統(tǒng)電能的“自給自足”。
[0017]太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)的電力系統(tǒng)設(shè)計有三種模式可選，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、市電互補(bǔ)離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和儲能及微電網(wǎng)系統(tǒng)，并可以協(xié)同配合使用和靈活轉(zhuǎn)變切換。
[0018]太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件及熱電聯(lián)供系統(tǒng)經(jīng)過系統(tǒng)的模擬運(yùn)行計算得出，組件吸收的全部太陽能轉(zhuǎn)化的能量分配約為:75%的太陽能通過內(nèi)部的工質(zhì)換熱管轉(zhuǎn)換為熱能輸出；15%的太陽能通過內(nèi)部的電池片轉(zhuǎn)換為電能輸出；另外有10%的能量在