[发明专利]分布式太阳能热电联供能源系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能领域，特别涉及一种分布式太阳能热电联供能源系统。 

背景技术

太阳能储量巨大、清洁安全，是石油、煤炭等化石燃料的理想替代能源。太阳能光伏发电是太阳能热利用的一种重要方式，然而成本高和效率低是制约其发展的重要因素。太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，具有转换效率高、成本低的优点。但是，高光强的注入使光伏电池产生大量热量，这些热量如不及时排除，电池的转换效率和可靠性将迅速下降，使用寿命缩短。 

太阳能集热器经过了几十年的发展，技术已经更趋成熟和完善，据统计，太阳能集热系统可以实现建筑节能10%至15%，而住宅采用太阳能供暖系统，将为建筑能耗节省45%左右。太阳能集热器是各种太阳能利用系统的关键部件，主要分为平板型集热器和真空管集热器两大类型。综观太阳能热利用的现状，国外主要以平板太阳能为主，国内则以真空管为主。由于这两者集热管均盛装循环水，冬季容易冰冻，另外，由于全玻璃真空集热管不承压，因此有漏水风险，在高层建筑中与供水管网压力不匹配，这些都制约了太阳能集热技术的的发展。振荡流热管是国际上近十年发展起来的一种新型高效热管。振荡流热管是由长的毛细管弯曲成的蛇形管路，由若干细直管道和若干弯头组成，划分为加热段、冷凝段和隔热段三部分。其工作原理下所述：当管径足够小时，在真空下封装在管内的工作液体将在管内形成液、汽相间的柱塞。在加热段，汽泡 或汽柱与管壁之间的液膜因受热而不断蒸发，导致汽泡膨胀，并推动汽液柱塞流向冷端冷凝收缩，从而在冷、热端之间形成较大的压差。由于汽液柱塞交错分布，因而在管内产生强烈的往复振荡运动，从而实现高效热传递。这种新型热管与传统热管相比有下列突出优点：管径小，体积小，强化传热；不需要毛细芯，结构简单，成本低；运行可靠，液体回流自适应性强，不易烧干；启动迅速；可以随意弯曲，应用范围广；可以采用不同的加热方式和加热位置。将振荡流热管用作太阳能集热器的吸热内管，不仅可以增加吸热面积，提高集热效率，还可以实现“干性连接”，能承压，不漏水；另外，由于集热管不盛循环水，因此冬季不会冰冻。因此需要一种利用振荡流热管进行太阳能光伏电池的散热和利用振荡流热管进行集热的太阳能热电联供能源系统。 

发明内容

本发明目的在于解决背景技术中所述的太阳能光电池板的高温带来的转换效率降低、使用寿命缩短，以及太阳能集热系统防冻、承压问题提供一种高效利用太阳光电、光热能量的分布式太阳能热电联供能源系统（按照美国电气与电子工程师协会制定的IEEE1457标准定义，分布式能源是指不直接连接到电力系统的电力来源）。本系统在利用光伏发电系统为用户提供电力的同时，还通过高效的振荡流热管散热系统降低光伏电池的温度，并将其散热收集起来，与振荡流热管太阳能热水器一起为用户提供热水，不需要附加能源，对环境无任何污染。 

本发明的技术方案为： 

分布式太阳能热电联供能源系统包括振荡流热管散热太阳能光电池发电装置、振荡流热管集热太阳能热水装置、用户供电系统和用户热水系统。振荡流热管散热太阳能光电池发电装置和振荡流热管集热太阳能热水装置通过振荡流 热管散热太阳能光电池发电装置中的太阳能光电池板冷却水循环装置与振荡流热管集热太阳能热水装置中的热水循环装置构成冷却水循环，振荡流热管散热太阳能光电池发电装置通过用户供电系统向用户供电，振荡流热管集热太阳能热水装置通过用户热水系统向用户供热水； 

所述振荡流热管散热太阳能光电池发电装置由太阳能光电池板冷却水循环装置和3～5个振荡流热管散热太阳能光电池板组件组成，振荡流热管散热太阳能光电池板组件中，太阳能光电池板101的背面与散热用振荡流热管102的加热段的上平面紧密接触，散热用振荡流热管102的加热段的下平面与散热板103的正面紧密接触，散热板保温层104将散热板103的背面和侧面包覆，3～5个振荡流热管散热太阳能光电池板组件的太阳能光电池板101的电流输出端并联连接到用户供电系统112的输入端； 

所述太阳能光电池板冷却水循环装置中，冷却水水箱105为卧式柱形腔体，水箱侧壁的下部有一条长槽，循环冷却水出口110置于冷却水水箱105的顶部，循环冷却水进口111置于冷却水水箱105的底部，循环冷却水出口110与循环阀Ⅰ108的输入端连接，循环阀Ⅰ108的输出端与热水水箱205上的循环水进口Ⅱ218连接，循环冷却水进口111与循环泵Ⅰ109的输出端连接，循环泵Ⅰ109的输入端与热水水箱205上的循环水出口Ⅱ219连接，冷却水箱保温层107将冷却水水箱105包覆；