[发明专利]一种热电输出比例可调的太阳能热电联供系统

说明书

一种热电输出比例可调的太阳能热电联供系统，涉及新能源的光伏发电系统。本发明提供的一种热电输出比例可调的太阳能热电联供系统中，采用光谱分频器将太阳光分离并分别射在聚光集热器和光伏电板上，分别用于发热和发电，有效提高了太阳能的利用效率；通过聚光集热器和余热回收装置提供热量，使系统的热量来源更加丰富，减少了太阳能资源的浪费，同时余热回收装置还能降低光伏电板的温度，提高光伏电板的发电效率；通过主控模块对三个开关进行调节，实现了根据用户需求调节热能和电能的输出，同时通过热电的相互转换减少了热量的浪费以及弃光限电现象。

技术领域

本发明涉及新能源的光伏发电系统，具体涉及一种热电输出比例可调的太阳能热电联供系统。

背景技术

近年来，随着一次能源的不断减少以及越来越严重的环境问题，人们开始不断探索节能环保的新能源。其中，太阳能以其取之不尽用之不竭、且对环境无污染的优点得到了研究者的广泛关注。目前，太阳能主要应用于供电系统，但是光伏电池的发电效率一直较低，大部分能源以热能的形式消耗。因此，如何充分利用太阳能资源，减少太阳能资源的浪费，是目前研究的热点问题。

目前，大多太阳能热电联供系统存在热能和电能不能充分利用的问题，如某些联供系统通过散热器给光伏电池降温以便提高发电效率，但这样浪费了热能，散热器同时也会浪费一部分电能。同时，某些系统还存在弃光限电的问题，导致大量的光伏发电系统停止运作，不仅浪费了太阳能资源还增加了系统的维护成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种热电输出比例可调的太阳能热电联供系统，用户可根据需求调节热能和电能的输出比例，以适应不同的应用环境。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种热电输出比例可调的太阳能热电联供系统，包括光谱分频器1、聚光集热器2、光伏电板3、余热回收装置4、第一开关5、第二开关6、蓄热水箱7、温度传感器8、供热系统9、主控模块10、ORC发电系统11、供电系统12、第三开关13、加热器14；

所述光谱分频器1将太阳光分频后分别照射在聚光集热器2和光伏电板3上；所述聚光集热器2通过第一开关5连接到蓄热水箱7，通过第二开关6连接到ORC发电系统11，ORC发电系统11产生的电能输送至供电系统12；所述光伏电板3产生的电能输送至供电系统12，产生的热能通过余热回收装置4连接到蓄热水箱7；所述供电系统12通过第三开关13连接加热器14实现对蓄热水箱7的加热；所述蓄热水箱7连接供热系统9；

所述主控模块包括分别控制第一开关5、第二开关6和第三开关13的第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元，对温度传感器8进行数据采集和处理的数据采集单元和AD转换单元，以及中心控制单元。

进一步地，所述主控模块10用于实现系统的热电调控，主控模块中的数据采集单元对蓄热水箱7的温度进行采集，并经AD转化单元后传输至中心控制单元，中心控制单元中的第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元分别控制第一开关5、第二开关6和第三开关13的关断，实现对系统的热电输出比例的调控；具体过程为：

首先，设定水箱初始温度，主控模块中的中心控制单元控制第一开关控制单元，使第一开关闭合，聚光集热器产生的热量通过第一开关5收集到蓄热水箱；然后主控模块中的中心控制单元控制数据采集单元，对蓄热水箱的温度进行采集，并经AD转化单元传输至中心控制单元；当蓄热水箱的温度低于初始设定温度时，中心控制单元控制第三开关控制单元，使第三开关13闭合，通过加热器14对蓄热水箱进行加热；当蓄热水箱的温度高于初始设定温度时，主控模块中的中心控制单元控制第一开关控制单元和第二开关控制单元，使第一开关5断开、第二开关6闭合，将聚光集热器产生的热能经ORC发电系统11转化为电能后输送至供电系统；