光伏电热一体化系统的制作方法

本实用新型涉及家用热循环设备制造技术，尤其涉及一种光伏电热一体化系统，属于暖通设备制造技术领域。

背景技术：

家用热水循环一般采用太阳能加热、电加热或者锅炉加热。现有技术中，光电光热一体化方案主要为多晶硅组件背板配合集热管以及联通储热水箱，对家庭用户进行供电以及供热；虽然系统独立性比较好，但是晶硅组件由于本身散热不均容易产生热斑效应，继而造成晶片间压降减少组件寿命，而且改装的背板集热装置很难达到均匀的热交换，造成晶片间的温度和电压差增大，对组件寿命有不良影响。

而且，现有技术中的加热系统将热水直接供应，不易控制其温度，且在北方地区水管很容易上冻结冰，破坏系统。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，如何提高太阳能系统的热回收和电力转换效率。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种光伏电热一体化系统，包括：太阳能组件、逆变控制器、储能电池组、循环水泵、热交换器以及电锅炉；所述太阳能组件包括：用于将太阳能转化为热能的光热组件，以及用于转化太阳能为电能的光伏组件；所述光伏组件通过所述逆变控制器与所述储能电池组相连；

热交换器的热交换侧分别接入第一热水循环系统和第二热水循环系统；所述第一热水循环系统包括闭环串联的所述光热组件和循环水泵；所述第二热水循环系统包括闭环串联的电锅炉。

如上所述的光伏电热一体化系统，其中，所述第二热水循环系统中还串联有地暖散热片和/或生活热水器。

如上所述的光伏电热一体化系统，其中，所述光伏电热一体化系统还包括：配电网；所述循环水泵与所述配电网电连接，所述电锅炉与所述配电网电连接。

如上所述的光伏电热一体化系统，其中，所述逆变控制器与所述配电网电连接。

如上所述的光伏电热一体化系统，其中，所述电锅炉为太阳能热水器。

如上所述的光伏电热一体化系统，其中，所述储能电池组为铅酸电池组。

如上所述的光伏电热一体化系统，其中，所述太阳能组件为CIGS铜铟镓硒薄膜太阳能组件。

本实用新型不仅采用太阳能组件吸收电力，并通过逆变器进行储能和利用；而且，采用电锅炉的水循环系统与太阳能组件的热水循环系统相连，大大提高了太阳能系统的热回收和电力转换效率，也降低了太阳能组件的故障率，并且提高了电锅炉系统的热能回收效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的光伏电热一体化系统的示意图。

具体实施方式

现在将参考一些示例实施例描述本公开的原理。可以理解，这些实施例仅出于说明并且帮助本领域的技术人员理解和实施例本公开的目的而描述，而非建议对本公开的范围的任何限制。在此描述的本公开的内容可以以下文描述的方式之外的各种方式实施。

如本文中所述，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。

如图1；本实施例的光伏电热一体化系统，包括：太阳能组件1、逆变控制器2、储能电池组3、循环水泵4、热交换器5以及电锅炉6。

所述太阳能组件1包括：用于将太阳能转化为热能的光热组件10，以及用于转化太阳能为电能的光伏组件11；所述光伏组件11通过所述逆变控制器2与所述储能电池组3相连。光热组件10和光伏组件11贴合在一起，分别完成对热转换和电转换的作用。优选的，所述太阳能组件1为CIGS铜铟镓硒薄膜太阳能组件。

热交换器5的热交换侧分别接入第一热水循环系统和第二热水循环系统；所述第一热水循环系统包括闭环串联的所述光热组件10和循环水泵4；所述第二热水循环系统包括闭环串联的电锅炉6。

也就是说，热交换器5、光热组件10和循环水泵4相互串联为一个闭环回路构成第一热水循环系统；热交换器和电锅炉相互串联为一个闭环回路构成第二热水循环系统；第一热水循环系统和第二热水循环系统通过热交换器进行热量交换。

进一步的，本实施例的光伏电热一体化系统中，所述第二热水循环系统中还串联有地暖散热片和/或生活热水器。生活热水器一般为家庭或工商业主的生活用热水系统。

另外，本实施例光伏电热一体化系统还包括：配电网9；所述循环水泵4与所述配电网9电连接，以采用配电网9的电能电驱动循环水泵4；所述电锅炉6与所述配电网9电连接，电锅炉6的电力来源也为配电网9。同样的，为了最大限度的利用结余的电能，在储能电池组电能充足时，所述逆变控制器2与所述配电网9电连接，以上传电能至配电网。

本实施例主要分为两个体系，一个为热循环体系，主要收集太阳能组件背板所收集的光辐射以及发电过程中产生的电路热能，以加热介质并将热量收集交换至家庭或工商业所需的热水。

另一个为发电体系，为太阳能组件将光辐射转化为电能通过逆变控制器存储至储能电池组中或逆变为工频交流电供家庭或工商业所需的电力。逆变控制器的控制逻辑为“自发自用、盈余储能、余电上网”，即光伏所发电力优先供家庭或工商业电器负载使用(本地负载)，盈余的电能将存储至蓄电池组中供傍晚等光照不足的情况再使用，蓄电池组完全充满后且光伏发电仍然超出本地负载功率，则将剩余的电能上传至电网。

本实施例将两种不同的体系进行组合优化，其中示意图中的电锅炉和地暖系统完全可以替换为家庭现有的太阳能热水器，增加太阳能热水器的进水温度，配置灵活性高，且占用屋顶面积与单独的太阳能发电系统完全一样。发电体系可以将逆变控制器切换为离网状态，接独立的负载，完全适合边远哨所、矿区值班室等不方便电网接入的环境，同时向用户提供生活热水。

本实施例的光伏电热一体化系统，其中，所述电锅炉6为太阳能热水器。所述储能电池组3一般为铅酸电池组或者锂电池组。

本实施例系统中的太阳能组件采用CIGS铜铟镓硒薄膜太阳能组件，玻璃基背板，散热均匀，且该类组件的温度系数低，对温度敏感度低；在组件的背板安装保温材料和铜制导热管进行热交换，相比晶硅热交换更均匀。

本实施例采用闭环防冻液热交换系统，仅有一个出水管和进水管，可以配合安装在现有的家用太阳能热水器的进出水孔；或者规模化应用在商业屋顶，配合安装在电热锅炉的进水口处，增加进水的水温，增加原有光热系统的效率、减少二次加热器(锅炉)的能源损耗，达到节能减排的效果。

本实用新型实施例的优点为将光热和光伏发电有机结合到一起，且配置可以根据使用环境进行配置。光伏光热板采用最新的薄膜组件，同时解决了薄膜组件背板温度高，且晶硅组件易产生局部散热不均的问题，避免造成光斑效应减少引起的系统寿命降低和不安全因素。本实施例即增加了光电转化的效率，又可以比传统的晶硅集热组件产生更多的光热能，且系统完全可以配置为脱离电网使用。

虽然本公开以具体结构特征和/或方法动作来描述，但是可以理解在所附权利要求书中限定的本公开并不必然限于上述具体特征或动作。而是，上述具体特征和动作仅公开为实施权利要求的示例形式。