[发明专利]三联供能系统及其统计方法

说明书

本发明提供一种三联供能系统，用于对建筑物供能，包括太阳能能量提供系统、生物质能量提供系统、电网供电系统、电集成控制单元以及热集成控制单元。本发明提供的SBGBCCHP系统能够充分的利用太阳能与生物质能对建筑进行高效的供能，加入储热装置可以节约能源。同时，该系统实现了能源的梯级利用，可以大大提高一次能源利用率。因此，SBGBCCHP系统具有降低成本、节约能源、改善环境等优势，其必将成为建筑节能工作的重要发展方向。

技术领域

本发明涉及供电、新能源领域，特别涉及一种三联供能系统及其统计方法。

背景技术

二十一世纪以来，能源问题不断困扰着人类社会的发展，不断增长的一次能源消耗导致能源危机和温室效应问题加剧。我国煤储量巨大，石油和天然气也在不断的被开发利用，经济的高速发展需要消耗大量能源。据国家统计局数据显示[参考文献1]，2019年，我国能源生产总量是39.7亿吨标准煤，原煤、原油以及天然气的生产总量分别占能源生产总量的68.5％、6.9％和5.7％。此外，化石燃料的燃烧产生的CO2、SO2、PM2.5等有害排放物严重污染大气环境，导致我国面临着气候变暖、酸雨、雾霾等严重的大气污染问题。而从具体能源消耗率来看，建筑物的能耗平均占世界总能耗的35％[参考文献2]。因此，迫切需要在建筑领域中寻找新的能源和系统，以最大程度地减少化石能源的消耗并缓解污染问题。

面对目前紧张的能源与环境问题，我们可以从两方面去解决。一方面，调整能源结构，提高新能源比例，大力发展清洁、高效、可再生的新能源，减少化石燃料的使用占比，缓解能源枯竭。清洁能源产生的废水及废气量远远小于化石燃料，可从源头上解决我国环境污染问题。另一方面，采用能量梯级利用的方法，针对各个品位的能源进行分级分类使用，提高能源的利用率，发挥其最大程度的效益。

生物质气化冷热电三联供系统(Biomass Gasification Based CombinedCooling,Heating,and Power,BGBCCHP)涵盖了上述两个方面的优势。同时BGBCCHP系统还具有效率高，排放低和可靠性高等特性。作为一种环境友好型能源，生物质燃料有极少的酸性，并且少量在空气中排放，因此能够缓解全球变暖问题[参考文献3]。BGBCCHP的应用，提高了生物质能的利用率。

除生物质能，太阳能也是一种常见的可再生能源。据相关资料显示，地球表面每秒可接受80万千瓦时的太阳辐射能，相当于1700亿吨标准煤，如果其中0.1％的太阳能可被转化为电能，转化效率按5％计算，则太阳能发电量相当于世界上能耗的40倍[4]。通常在将太阳能转换为电能或热能后加以利用。可以通过太阳能光伏阵列直接产生电能提供给用户，而无需介入热引擎。同时将光伏阵列技术应用到建筑物中也极大的促进了太阳能辅助分布式能源系统的发展。此外，光伏与光热混合可以同时高效地提供电能和热能[参考文献2,5,6]。

总之，从能源利用种类上，生物质能和太阳能的利用可以减少化石燃料的消耗，减少温室气体的排放，有利于保护环境。而BGBCCHP技术[参考文献7-10]可提高效率和可靠性。因此，将太阳能技术纳入BGBCCHP系统是缓解迫在眉睫的能源和环境挑战的有效解决方案。

并且，传统的分供系统(Separation Production System,SPS)如图1所示，直接利用简单的设备，满足建筑冷、热、电需求。天然气锅炉负责供热，电制冷设备负责供冷，而建筑所需要的电通过国家电网购买。

当前的分供系统，从电网购买大量的电，电费和燃料费用花费较大，经济性能较差、污染较高。

发明内容

本发明提供一种三联供能系统及方法，能够对生物质能源、太阳能以及电网供电进行合理安排，达到经济性高、降低温室气体的产生进而保护环境、降低污染的效果。

本发明实施例的第一方面，提供一种三联供能系统，用于对建筑物供能，包括太阳能能量提供系统、生物质能量提供系统、电网供电系统、电集成控制单元以及热集成控制单元；