风光互补发电对土壤储能季节性循环制冷供热的供电系统

1.本实用新型涉及一种利用多能互补对建筑物制冷供热的系统，具体涉及一种风光互补发电对土壤储能季节性循环制冷供热的供电系统。


背景技术：

2.随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们对于生活环境与生态环境的要求越来越高。提高生活品质的同时必然伴随着大量能量的消耗，在满足生活需求的前提下，要做到尽量的节能，开源节流。地源热泵是一种出现比较早的新能源技术，并且十分成熟，它是以岩土体、地层土壤、地下水或地表水为低温热源，由水地源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热中央空调系统。根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
3.目前广大农村建筑广泛采用地源热泵系统，但是地源热泵系统存在耗电大，前期投入搞的问题，如果在现有地源热泵技术的基础上，利用地下土壤层的保温特性，结合光热，在夏天时，将太阳能热水器内的热水输入地下，与地下储水管道内的冷水进行换热，将热量储存在地下，冷量提取到地上，进入风机盘管对室内进行供冷；在冬天时，将冷水输入地下，与地下储水管道的热水进行换热，将冷量储存到地下，热量提取到地上，进入风机盘管对室内供热，再结合光电和风力发电技术，对热泵系统进行供电，并且在供冷量和供热量不足时，利用电能来辅助制冷或者制热，便可实现真正的低能耗绿色环保供电。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种风光互补发电对土壤储能季节性循环制冷供热的供电系统，以解决现有技术存在的农村地源热泵系统的改良及运行时的供电问题，利用水通过太阳能集热器吸收热量，与地埋储水管道进行换热，将热量储存在地下，冬天再通过冷水与地埋储水管道的热水换热，将热量提取出来进行供热，相当于将冷量储存到了地下；利用光伏发电系统与风力发电系统，对系统进行供电，在发电量有所盈余的时候，将电储存在蓄电池系统内，还可以在制冷量或供热量不足时，用电来进行辅助。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种风光互补发电对土壤储能季节性循环制冷供热的供电系统，包括建筑主体、热泵机构和风光互补发电机构，建筑主体为小型低层民用建筑，热泵机构由太阳能集热系统和中央空调系统组成，太阳能集热系统由集热器、若干上水管路、若干回水管路和地埋储水管道组成，中央空调系统由地埋储水管和风机盘管组成，集热器经上水管路与地埋储水管道相连，地埋储水管道通过一台水泵与集热器相连，地埋储水管和地埋储水管道之间通过管路相连并通过另一台水泵与风机盘管相连；风光互补发电机构由光伏发电系统、风力发电系统、蓄电池组储能系统和温度测量器组成，光伏发电系统安装在建筑主体屋顶由光伏电池板、光伏发电追踪系统、控制器及逆变器组成，风力发电系统包括在建筑主体附近安装的风力发电机，风力发电机包括垂直轴风力发电机、水平轴风力发电机、控制器及逆变器
组成，蓄电池组储能系统由若干蓄电池组成，温度测量器由多个热电偶组成，光伏电池板和风力发电机所发出的电通过控制器进行稳压稳流，分别与蓄电池组及逆变器相连，蓄电池组储存多余的发电量，在发电量不足的时候通过逆变器进行供电，热电偶对室内温度进行监测。
7.上述太阳能集热系统的集热器安装在支架上，根据当地纬度利用支架将其调整到最佳角度，当夏天来临时，将太阳能集热器供应生活热水之余的热水通过管路输送到地埋储水管道里，利用深层土壤的保温行进行蓄热。
8.上述中央空调系统包括的地埋储水管道，利用地下土壤的保温、恒温的特性，在冬天时利用地埋储水管道中套管内的冷水与储存的热水进行换热，通过水泵输送到风机盘管内，对低层建筑进行供暖，在此间，相当于把冷量储存到地埋储水管内，在夏天时利用地埋储水管道中套管内的常温水与储存的冷水进行换热，通过水泵把冷量提取上来给风机盘管，对小型民用建筑进行供冷，把热量储存到地下。
9.上述光伏发电系统包括的光伏电池板安装在小型民用建筑屋顶；所述光伏发电追踪系统控制光伏电池板与地面的角度，调整光伏电池板角度与阳光垂直；所述控制器将所发出的电稳压稳流成直流电，输送给逆变器和蓄电池组；所述逆变器是将直流电变为交流电，对系统供电,通过蓄电池将多余的电量储存起来，在发电量不足的时候对系统进行供电。
10.上述风力发电系统包括的垂直轴风力发电机的轴与地面垂直，水平轴风力发电的轴与地面平行，两种风力发电机扇叶的横截面类似于机翼的截面，在风的作用下，扇叶产生类似于飞机起飞时机翼的“升力”，这种“升力”使得扇叶轴旋转，从而带动风力发电机的中心轴转动做切割磁感线运动进行发电，通过导线传送给控制器进行整流，输出稳定电压、电流的直流电，再与供电设备和蓄电池组进行并联，构成供电系统；所述控制器，是将风力发电机发出的电进行整流；所述逆变器，是将经过控制器后的直流电或者是将蓄电池组输出的直流电转化为交流电对系统供电。
11.上述蓄电池组组储能系统包括的蓄电池组在光伏发电系统和风力发电系统所发出的电对多能互补系统供电时，将未用完的多余的电进行储存，在光伏发电系统和风力发电系统的发电量不足时，将其通过逆变器转化为交流电对系统供电。
12.上述多个热电偶布置在地埋储水管上、地下换热水管上以及室内，测量其温度。
13.本实用新型系统是个智能系统，小型民用建筑内设有温度测量系统调控室内温度，冬季时，当温度低于设定温度时，而地下水热量不足时，用光伏电池系统和风力发电系统所发出的电对室内的空调系统供电，弥补不足的热量；夏季时，当温度高于设定温度时，而地下水冷量不足时，用光伏电池系统和风力发电系统所发出的电对室内的空调系统供电，弥补不足的冷量。
14.本实用新型与现有技术相比，有益效果是：
15.1、将太阳能集热器和光伏电池板安装在小型民用建筑的屋顶，在附近安装风力发电机。太阳能集热器将夏季的热量吸收，再通过管路将热水储存到地埋储水管道。光伏电池板和风力发电机进行发电，并对系统进行供电。
16.2、利用冬冷夏热的自然条件，在夏天将热量储存到地下，冬天利用热泵系统将热提取上来对用户进行供热，并将冷量储存到地下，在夏季时对用户进行制冷，周而复始，形
成循环。
17.3、本实用新型系统运行的电能，全部来自风力风电系统和光伏发电系统。本发电系统通过风能和太阳能在季节上的互补性，实现无缝供电，并且在发电量有所盈余的时候，将多余电量储存到蓄电池内，在发电量不足的时候进行供电，还可以在制冷量或者供热量不足的时候，用电进行制冷或者供热。该系统不仅满足人类舒适环境的条件，还可以不使用市电正常运行。
附图说明
18.下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。
19.图1是本实用新型供电系统的工作原理示意图；
20.图2是本实用新型风光互补发电机构的结构示意图。
21.图中1集热器、2回水管路a、3上水管路a、4水泵、5地埋储水管道、6上水管路b、7回水管路b、8地埋储水管、9回水管路c、10上水管路c、11水泵、12热电偶、13风机盘管、14建筑主体、15支架、16垂直轴风力发电机、17水平轴风力发电机、18光伏电池板、19控制器、20蓄电池组、21逆变器、22风光互补发电机构。
具体实施方式
22.如图1和图2所示，一种风光互补发电对土壤储能季节性循环制冷供热的供电系统，包括建筑主体14、热泵机构和风光互补发电机构，建筑主体为小型低层建筑，热泵机构由太阳能集热系统和中央空调系统组成，太阳能集热系统由集热器1、若干上水管路、若干回水管路和地埋储水管道5组成，中央空调系统由地埋储水管8和风机盘管13组成，集热器1吸收太阳能，由支架14支撑，通过集热器1加热后的水经管路3与地埋储水管道5进行换热，换热后的水通过水泵4再进入集热器1内进行加热，构成循环。冬季时，冷水由管路9和管路7进入地埋储水管8和地埋储水管5进行换热，换热后的水经管路6和管路10通过水泵11进入风机盘管13，目的是对室内供热，并将冷量储存与地下；风光互补发电机构由光伏发电系统、风力发电系统、蓄电池组储能系统和温度测量器组成，光伏发电系统安装在建筑主体屋顶由光伏电池板18、光伏发电追踪系统、控制器19及逆变器21组成，风力发电系统包括在建筑主体附近安装的风力发电机，风力发电机包括垂直轴风力发电机16、水平轴风力发电机17、控制器19及逆变器21组成，蓄电池组储能系统由若干蓄电池组20成，光伏电池板和风力发电机所发出的电通过控制器19进行稳压稳流，分别与蓄电池组20及逆变器21相连，所述蓄电池组储能系统，用蓄电池组20储存多余的发电量，在发电量不足的时候通过逆变器21进行供电，所述温度测量系统，由热电偶12对室内温度进行监测，从而调节室内温度。
23.上述太阳能集热系统的集热器安装在支架上，根据当地纬度利用支架将其调整到最佳角度，当夏天来临时，将太阳能集热器供应生活热水之余的热水通过管路输送到地埋储水管道里，利用深层土壤的保温行进行蓄热。
24.上述中央空调系统包括的地埋储水管道，利用地下土壤的保温、恒温的特性，在冬天时利用地埋储水管道中套管内的冷水与储存的热水进行换热，通过水泵输送到风机盘管内，对低层建筑进行供暖，在此间，相当于把冷量储存到地埋储水管内，在夏天时利用地埋储水管道中套管内的常温水与储存的冷水进行换热，通过水泵把冷量提取上来给风机盘
管，对小型民用建筑进行供冷，把热量储存到地下。
25.上述光伏发电系统包括的光伏电池板安装在小型民用建筑屋顶；所述光伏发电追踪系统控制光伏电池板与地面的角度，调整光伏电池板角度与阳光垂直；所述控制器将所发出的电稳压稳流成直流电，输送给逆变器和蓄电池组；所述逆变器是将直流电变为交流电，对系统供电,通过蓄电池将多余的电量储存起来，在发电量不足的时候对系统进行供电。
26.上述风力发电系统包括的垂直轴风力发电机的轴与地面垂直，水平轴风力发电的轴与地面平行，两种风力发电机扇叶的横截面类似于机翼的截面，在风的作用下，扇叶产生类似于飞机起飞时机翼的“升力”，这种“升力”使得扇叶轴旋转，从而带动风力发电机的中心轴转动做切割磁感线运动进行发电，通过导线传送给控制器进行整流，输出稳定电压、电流的直流电，再与供电设备和蓄电池组进行并联，构成供电系统；所述控制器，是将风力发电机发出的电进行整流；所述逆变器，是将经过控制器后的直流电或者是将蓄电池组输出的直流电转化为交流电对系统供电。
27.上述蓄电池组组储能系统包括的蓄电池组在光伏发电系统和风力发电系统所发出的电对多能互补系统供电时，将未用完的多余的电进行储存，在光伏发电系统和风力发电系统的发电量不足时，将其通过逆变器转化为交流电对系统供电。
28.上述多个热电偶布置在地埋储水管上、地下换热水管上以及室内，测量其温度。
29.本实用新型系统是个智能系统，小型民用建筑内设有温度测量系统调控室内温度，冬季时，当温度低于设定温度时，而地下水热量不足时，用光伏电池系统和风力发电系统所发出的电对室内的空调系统供电，弥补不足的热量；夏季时，当温度高于设定温度时，而地下水冷量不足时，用光伏电池系统和风力发电系统所发出的电对室内的空调系统供电，弥补不足的冷量。