[发明专利]主要基于太阳能与地源能的智慧多能互补的建筑供能系统

说明书

本发明公开了主要基于太阳能与地源能的智慧多能互补的建筑供能系统，涉及建筑供能技术领域。太阳能PV/T组件与太阳能储热水箱的进水口连接，太阳能储热水箱的出水口通过水泵与混合水箱连接，地埋管换热器与混合水箱的进水口连接，混合水箱出水口与水源热泵连接，水源热泵通过水泵与供能末端连接，水源热泵的侧水箱通过太阳能储热水箱和水泵与太阳能PV/T组件连接形成一个循环回路，水源热泵的侧水箱通过混合水箱和水泵与地埋管换热器连接形成一个循环的回路。本系统能高效利用太阳能、地热能等清洁能源，通过混合温度较低的地热井换热的地源热水，保证采暖季节的水源热泵的最优效能工作条件，实现跨季节储能，保证地下热量的平衡。

技术领域

本发明涉及主要基于太阳能与地源能的智慧多能互补的建筑供能系统，具体为建筑供能技术领域。

背景技术

传统光伏组件的太阳能利用效率低，高温发电性能差且使用寿命降低，以及热斑效应等技术问题。目前国际上多个国家包括中国采用与传统铜管或铝管焊接在金属板(相当于导热翅片)的方法实现电池组件散热及热电联产的方法，实践证明该方法不仅成本高，温度不均匀，运行重量大，生产工艺复杂且难以保证整板均匀贴合，长时间使用时金属板与电池背板脱开(因热膨胀系数差异大)，而且金属盘管也很难保证20-25年的使用寿命等大量问题，都无法实用化。光伏组件的平均光电转换效率较低(6％～18％)，成本过高。晶硅电池组件温度每增加1K输出电量减少0.5％～0.8％，太阳能电池长期在高温下工作还会因迅速老化而缩短使用寿命。将微热管阵列与光伏电池背板有机结合，实现了微热管阵列与结实长寿命的集热水管物理隔离，且各个微热管阵列留有吸收热膨胀与热应力的缝隙，完全消除了传统方法的弊病。电池废热能高效传输给隔离式换热器中的媒介，从而实现太阳能电池的高效散热及其废热的高效回收利用。“基于微热管阵列的太阳能光伏热电联产组件”，成功解决了传统光伏电池由于电池背板温度高而引发的发电效率低，电池寿命短的技术瓶颈，极大提高了光伏组件的太阳能利用效率。隔离式换热器中的媒介可采用自然对流水冷、强制循环水冷方式，都能有效地降低电池温度，将电池的温度控制在45℃以内，防止电池过热、热斑，延长电池板的寿命；提高电池组件的发电功率及发电效率10％--30％；实现50-60％左右的电池板废热利用，大幅提高了太阳能的综合利用效率。该技术产品的应用，使得光伏废热的经济价值超发电价值，可使光伏发电的综合成本降低过半，是太阳能光伏发电集成技术的升级。

但电池板废热的有效利用，与不同地域条件及使用温度要求密切相关，尤其针对寒冷地域的建筑采暖，电池板废热很难提供连续、高效、稳定与经济的热量，只有结合辅助能源如空气能、地热能等，并通过热机如水源热泵进行梯级提温的方式才能实现建筑的供热。

对于寒冷地域尤其是极寒地域，传统地源热泵采暖工程基本失败，其原因是由于夏季空调时间短，地源热泵冬季采热多，造成地下的热不平衡所致。采用光伏光热一体化(热电联产)组件技术，在采暖季利用光伏废热与地源热联合使用，不仅可以大幅提高热泵系统的综合效率，其它季节的光伏废热可以直接存储在地下，还提高了光伏的发电效率，一举三得，是解决寒冷地区采暖的最佳绿色能源技术。

发明内容

本发明的目的在于提供基于太阳能与地源能的智慧多能互补的建筑供能系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于太阳能与地源能的智慧多能互补的建筑供能系统包括太阳能PV/T组件、太阳能储热水箱、地埋管换热器、混合水箱、水源热泵和供能末端，太阳能PV/T组件与太阳能储热水箱的进水口连接，太阳能储热水箱的出水口通过水泵与混合水箱连接，地埋管换热器与混合水箱的进水口连接，混合水箱出水口与水源热泵连接，水源热泵通过水泵与供能末端连接，且水源热泵的侧水箱通过太阳能储热水箱和水泵与太阳能PV/T组件连接形成一个循环的回路，且水源热泵的侧水箱通过混合水箱和水泵与地埋管换热器连接形成一个循环的回路。

作为优选，所述的太阳能PV/T组件中光伏电池的废热通过微热管阵列的导热传递给一只横贯光伏组件的液体直管，该直管与所述多能互补供能系统的管路连接。