[发明专利]一种基于PVT组件的冷热电联供系统及运行方法

说明书

本发明涉及一种基于PVT组件的冷热电联供系统及运行方法，基于PVT组件的冷热电联供系统包括液态工质PVT集热系统和直膨式PVT热泵供热供冷系统，液态工质PVT集热系统和直膨式PVT热泵供热供冷系统之间相互连接；液态工质PVT集热系统包括空气压缩模块、抽真空模块和液态工质集热模块；空气压缩模块、抽真空模块均与液态工质集热模块连接；直膨式PVT热泵供热供冷系统包括太阳能模块、空气源模块与循环控制模块；太阳能模块、空气源模块均与循环控制模块连接。本发明的有益效果是：本发明将直膨式PVT热泵供热供冷系统与液态工质PVT集热系统结合起来，降低了功耗，提高了发电效率。

技术领域

本发明涉及太阳能利用领域，更确切地说，它涉及一种基于PVT组件的冷热电联供系统及运行方法。

背景技术

光伏光热一体化（Photovoltaic Thermal，PVT）技术，通过换热器高效吸收光伏余热，光伏温度得以降低，减小了光伏温度系数对其发电性能的影响，发电效率得以提升，换热器产生的热水可用于生活热水或者供暖，实现热电联供。

PVT技术种类较多，一种主要以水或防冻液为传热介质的液体PVT集热器，该技术通过循环传热介质吸收光伏余热，该类集热器需要添加保温材料才能保证集热器具有一定热效率。该类集热器的问题是：夏天产热较多，水箱温度达到设定点时或者集热系统故障而无法进行集热循环时，光伏余热由于集热器的保温特性而逐渐积累，最终导致集热器温度超过其安全使用范围，存在安全隐患；冬季条件下，环境温度较低，集热系统热损较大，热效率较低，无法及时产生所需温度的热水，需要额外消耗较多的能源进行辅热；受天气情况影响较大，阴雨天系统基本无法运行。一种是以冷媒为传热介质的直膨式PVT集热器，该集热器作为热泵的蒸发器，配合热泵来进行使用，即直膨式PVT热泵。由于冷媒蒸发温度比环境温度低，换热效率比较高，集热器一般不需要添加保温材料，所以没有液体PVT集热器过热的问题。热泵蒸发热源来自光伏余热，温度比环境温度高，所以其能效比（Coefficient ofPerformance，COP）比空气源热泵还要高很多，更加节能。但相比于PVT自身的发电量，直膨式PVT热泵耗电量仍然较大，甚至可能出现其耗电量大于其发电量的情况，而且只有热泵工作时PVT才有发电增益的效果，不工作时，PVT发电性能比同等工况下的光伏（Photovoltaic，PV）组件略低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供了一种基于PVT组件的冷热电联供系统及运行方法，所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种基于PVT组件的冷热电联供系统，包括：液态工质PVT集热系统和直膨式PVT热泵供热供冷系统，液态工质PVT集热系统和直膨式PVT热泵供热供冷系统之间相互连接；

液态工质PVT集热系统包括空气压缩模块、抽真空模块和液态工质集热模块；空气压缩模块、抽真空模块均与液态工质集热模块连接；

直膨式PVT热泵供热供冷系统包括太阳能模块、空气源模块与循环控制模块；太阳能模块、空气源模块均与循环控制模块连接。

作为优选，空气压缩模块包括空气压缩单元和第十四电动阀门；抽真空模块包括第十五电动阀门和抽真空单元；液态工质集热模块包括集热水箱、第一换热器、膨胀罐、循环泵、排液阀、液态工质PVT集热器、循环工质管路、保温系统气体管路和电缆；集热水箱内部具有第一换热器，第一换热器、膨胀罐和循环泵通过循环工质管路依次连接至液态工质PVT集热器；液态工质集热模块包括至少两个液态工质PVT集热器，所述至少两个液态工质PVT集热器通过电缆、循环工质管路和保温系统气体管路形成组串。