[发明专利]太阳能光热耦合相变蓄热生态农房系统

说明书

本发明涉及生态农房技术领域，尤其涉及一种太阳能光热耦合相变蓄热生态农房系统包括光伏集热模块、直流变频热泵模块、相变蓄热模块、沼气池模块4、炕灶模块和供暖散热模块，为实现系统的控制功能，本系统还包括检测模块和农房控制模块，本发明所述系统将太阳能光伏发电与直流变频热泵进行结合，实现了高光伏效率和高集热效率的耦合，通过使用相对便宜的聚光器来将太阳光汇聚到太阳能光伏板中，并使用降温蓄热装置降低光伏板的组件温度使其工作温度稳定，有效的提高了光伏发电效率，同时能够将把太阳能光伏板产生的电能通过直流变频热泵转化为热能进行收集和储存，有效的实现了本发明对太阳能的有效利用，实现了分层式能量利用。

技术领域

本发明涉及生态农房技术领域，尤其涉及一种太阳能光热耦合相变蓄热生态农房系统。

背景技术

在农村，可再生能源的种类有很多，最具有代表性的是太阳能及农户养殖中产生的禽畜粪便、生活垃圾、生活污水生产的沼气。因此，可再生能源的综合利用，推动了乡村传统生活用能方式向清洁、绿色用能方式的转变，既可以保护乡村环境，还可以加快节能减排目标的实现。

在我国北方的大部分地区的中小城市郊区和农村还存在着大量的平房和独院楼住户。这些平房和独院楼住户都还存在着利用木柴、煤炭点火做饭的灶和炕。这种方式不仅误工麻烦，而且污染环境，浪费资源。沼气作为一种可再生能源，用沼气做饭取暖是一种非常环保的措施，而且沼气池在农村较为常见，具有投资少，效果好，运行无需能源支持等特点。但是在冬季，由于气温太低，沼气一般无法产生或者产生的量较少，这是目前沼气做饭取暖所面对的难题之一。太阳能作为农村另一种广泛使用的可再生能源，也存在着自身的缺陷，这些缺陷主要体现在太阳能的光热利用。目前农村常用的太阳能热水器的弊端，一方面体现在使用范围上，太阳能热水器只能用于冬季供暖或者供热水使用，无法在夏季用于制冷使用，使得整套系统利用率低；另一方面体现在应用方式上，不仅热量密度较低，占地面积大，造价成本也高。而太阳能的光电利用则有效的规避了上述的这种缺陷，基于太阳的辐射能光子通过半导体材料转换为电能，电能作为高品质能可用于供暖、制冷的用电设备使用，不受季节限制。

中国专利公开号：CN202120164902.4公开了一种太阳能相变蓄热局部供热装置，包括包括第一截止阀、第二截止阀、温控三通阀、第一循环水泵、热水箱、电加热器、相变蓄热罐、第三截止阀、第四截止阀、第二循环水泵、第五截止阀、第六截止阀、第七截止阀、太阳能集热器、排气阀、水暖毯、第一温度显示器、第二温度显示器和第三温度显示器，采用水暖毯作为床或土炕的局部供热末端，通过一种或者多种对其进行供热，由此可见，所述太阳能相变蓄热局部供热装置满足了农房使用者的热舒适性需求，降低了农房的供暖能耗，特别是采用清洁能源驱动的热源，可实现农房的清洁供热。但是，上述发明的供暖装置针对的是局部供热，水暖毯提供的供热仅能通过与被覆盖物体直接接触才能实现供暖和保温，而在农房系统中，冬季需要供暖保温的不止一个供暖末端，若采用上述方案则对于其他需要供暖的末端而言，需要其他供暖源进行供暖，二同时采用多个供暖源不仅会造成资源的浪费也会给农房使用者带来维护成分的提升，再者，本技术方案中供暖末端采用水暖毯，所述水暖毯存在通热水后质量大的问题，也会造成使用者的使用感受较差。

发明内容

为此，本发明提供一种太阳能光热耦合相变蓄热生态农房系统，用以克服现有技术中对利用太阳能加热热水进行供热存在非供暖阶段太阳能能源的闲置问题，同时本发明提供的农房系统利用太阳能、相变蓄热和沼气可形成供暖和生产活动同时使用的热源，解决了冬季沼气池由于温度过低产生沼气量少或不能产生沼气的问题并且本发明将太阳能转化为电能，在非供暖阶段也能收集电能用以提供能源从而扩展了本发明的使用领域。

为实现上述目的，本发明提供一种太阳能光热耦合相变蓄热生态农房系统，包括：

光伏集热模块，其设置在农房房顶，用以将太阳能转换为电能并在光电转化过程中将释放的部分热能输送至沼气池以提高沼气池温度；

直流变频热泵模块，其与所述光伏模块的电流输出端相连，用以将输入的电能转化为热能以向农房系统提供热量；