一种全天候多用途光伏储放热系统的制作方法

文档序号:13697561阅读:185来源:国知局

本实用新型涉及太阳能光伏与储热技术领域,具体地,涉及一种全天候多用途光伏储放热系统。



背景技术:

由于当前太阳能光伏能源属于间歇式清洁能源,受到夜间、阴霾、雨雪天气制约,不能做到全天候、连续性、稳定性发电。而目前储电蓄电成本居高不下,大容量储电蓄电技术的发展存在诸多世界级瓶颈和难题。严重影响了太阳能光伏能源使用的便利性和广泛性。

同时,现有的各种太阳能光热储热技术,尽管储热材料和传导介质较为成熟,但曲面聚焦光热技术造成体积过大,效率低下,成本过高,不适合分布式使用。平面吸热和均衡传导技术会造成结构复杂,效率低下,成本过高,目前还处在研发状态之中。

目前储热材料和储热介质机械性能较差,需要较为坚固的外部支撑材料隔绝,否则,埋藏于地下或墙内的材料会因为机械性能较差,导致地面局部受力较大时变形,不利于建筑物的稳定牢固。



技术实现要素:

本实用新型的发明目的在于解决上述光伏发电技术、曲面聚焦光热技术和平面吸热均衡传导技术以及储热材料和储热介质的缺陷。

具体技术方案如下:

一种全天候多用途光伏储放热系统,其特征在于,所述系统包括太阳能光伏系统、光伏电流智能分配器、光伏灶系统、蓄电变电系统、和可控性释放的固态或液态储热体,其中光伏发电系统与光伏电流智能分配器相连接;

作为本实用新型的进一步改进,所述光伏电流智能分配器,是一种可用电子程序控制光伏电流在不同时间输入不同系统的一种装置;

优选地,所述光伏电流智能分配器包括光伏电流智能分配主机、若干感应器和若干智能分配终端;

优选地,其中光伏电流智能分配主机由中央处理器(CPU)、液晶显示屏、交互通信模块组成。中央处理器负责对感应器采集到的数据进行汇总,并对收集到的数据建模,进而对各智能分配终端发出指令。

感应器组件包括光强感应器、温度感应器、湿度传感器、光伏灶用电监测器等能够监测作为光伏电流智能分配主机输入因素的感应器。

光伏电流智能分配器与可控性释放的电加热固态或液态储热体相连接;作为本实用新型的进一步改进,所述可控性释放的电加热固态或液态储热体,是直接可用直流电流或交流电流加热的可高度保温的特定材料,并且,其体内储存的热量,可用电子程序控制,使其在不同时间进行不同强度的释放和传输。作为本实用新型最优选的方案,该种储热体可在良好保温材料的包裹下,制成不同形状,可置于建筑墙内、地下、地面等空间位置,优选将保温材料置于建筑地下。

可控性释放的电加热固态或液态储热体与热制冷系统、热水系统、暖气系统相连接;

作为本实用新型的进一步改进,该连接的目的是使储热体的热量针对优良热传导水管定速水流进行不同时间和不同温度的可控性加热,连接方式可以是接触的,也可以是非接触的。

电加热固态或液态储热体可以是目前常规使用的储能材料,如无机或有机相变储热材料、显热储热材料、反应储热材料等。本实用新型开创性地偶然发现了一种性能优良的储热材料,其由碳纤维和相变材料混合后制成,由于碳纤维的加入,一方面可以克服相变材料易流动、导热系数低的缺点;另一方面,碳纤维能够增强储热材料的机械性能,当将储热材料埋藏于建筑物地下时,不至于由于材料的相变而导致建筑物地面的凹陷不平,或者更严重地使建筑物的结构遭到破坏,从而使储热材料能够更方便地埋藏于地下。

碳纤维在储热材料中的用量为1-20%wt%,优选5-15%,更优选10%,过高会降低碳纤维材料的储热性能,过低则不能充分发挥碳纤维增强储热材料的机械性能的特性。

相变材料可以为脂肪酸类储热介质,如长链脂肪酸或其酯如硬脂酸或其酯、长链脂肪醇类如正十二醇、长链烷烃如正十八烷。优选正癸酸和正十二酸的混合材料。

作为本实用新型的进一步改进,所述热制冷系统是一种目前较为成熟的利用一定温度的热水即可制备冷气的装置;所述热水系统是一种较为常见的沐洗浴热水装置;所述暖气系统是一种普遍使用的水暖暖气装置。

光伏电流智能分配器与蓄电变电系统相连接,继而与家电系统连接;

作为本实用新型的进一步改进,该连接的目的是使光伏发电系统的间歇式的、不同强度的光伏电流,通过光伏电流智能分配器可控性输入蓄电变电系统,输出稳定的交流电流,能使普通的电视、电脑、冰箱等正常工作。

光伏电流智能分配器与光伏灶相连接;

作为本实用新型的进一步改进,所述光伏灶是可控性释放、通过电加热可达到做饭温度的固态或液态储热体。通过光伏电流智能分配器分配电流加热,并到达一定的温度,然后进行保温待用。

由以上技术方案可以看出,本实用新型通过一定余量设计的太阳能光伏系统,经过光伏电流智能分配器,分别向可控性释放的电加热固态或液态储热体、蓄变电系统、光伏灶系统智能分配电流,不仅能够使可控性释放储热体储存足够的多余热量,在夜间、阴霾、雨雪天气时间,向热制冷系统、热水系统和暖气系统按照设定需求供应热量,使其正常工作,而且使蓄变电系统、光伏灶系统也能按照设定需求,获得足够的蓄电电流和加热电流,进而使光伏灶和蓄变电系统带动的家电系统实现正常工作。使之光伏灶系统、热制冷系统和热水系统之后,又能成为一种带有夜间照明的全天候、智能调温的太阳能光伏生态园系统。从而成为一种全天候的太阳能光伏家居系统。在去掉光伏灶系统、热制冷系统和热水系统之后,又能成为太阳能全天候光伏控温式生态园设施系统,或者是太阳能全天候控温式光伏农业系统。

与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:1.使用光伏电流智能分配器对光伏电流进行智能分配,根据需要供给光伏灶和电气系统,对于剩余的光伏电流,则以电加热固态或液态储热体的方式进行储存,并智能地供给建筑物所需的热能。利用此方式,可以克服目前光伏发电系统中普遍存在的不能全天候、连续性、稳定性发电的缺陷。2.本实用新型的光伏电流智能分配器通过以感应器组件采集光强、温度、湿度、光伏用电等输入因素,中央处理器负责对感应器采集到的数据进行汇总,并对收集到的数据建模,进而对各智能分配终端发出指令,以实现智能分配电流的功能。3.本申请还开发出配套使用的电加热固态或液态储热体,具有良好的机械性能、导电性和热稳定性,能够将储热体安置于建筑物地下,而不会对建筑物结构产生影响。

附图说明

图1是一种全天候多用途光伏储放热系统的主体工作流程图;

具体实施方式

本实用新型具体实施方式如图1所示,其揭示了本实用新型的全天候多用途光伏储放热系统,所述系统各部分组成如下:

光伏发电系统与光伏电流智能分配器相连接;

光伏电流智能分配器分别与光伏灶系统、蓄电变电系统和可控性释放的电加热固态或液态储热体相连接,蓄电变电系统进一步供给电气系统用电使用,而可控性释放的固态储热体则可以通过与热水系统、暖气系统、热制冷系统相连接以满足供应建筑物所需热能的需要。

实施例1

1)电加热固态或液态储热体材料的制备

将相变材料正癸酸加热,溶解于氯仿溶液中,以占最终储热体材料1%wt的量加入碳纤维,混合均匀后,经干燥除去溶剂,热定型、致密化处理后,制备得到固态或液态储热体材料。

2)全天候多用途光伏储放热系统

光伏发电系统与光伏电流智能分配器相连接;光伏电流智能分配器分别与光伏灶系统、蓄电变电系统和可控性释放的电加热固态或液态储热体相连接,蓄电变电系统进一步供给电气系统用电使用,而可控性释放的固态储热体则可以通过与热水系统、暖气系统、热制冷系统相连接以满足供应建筑物所需热能的需要。

光伏电流智能分配器由光伏电流智能分配主机、若干感应器和若干智能分配终端组成;其中光伏电流智能分配主机由中央处理器(CPU)、液晶显示屏、交互通信模块组成。中央处理器负责对感应器采集到的数据进行汇总,并对收集到的数据建模,进而对各智能分配终端发出指令。感应器组件包括光强感应器、温度感应器、湿度传感器和伏灶用电监测器,感应器与光伏电流智能分配主机通过交互通信模块相连。感应器收集到的各参数传输给中央处理器,由中央处理器对数据建模处理后,通过交互通信模块对光伏灶系统、蓄电变电系统和可控性释放的固态和液态储热体系统发出指令,从而根据天气、温度、光线等因素调节各组成部分的电流分配。

电加热固态或液态储热体材料以隔热材料密封后,埋藏于建筑物地下。

实施例2

1)电加热固态或液态储热体材料的制备

将相变材料正十二酸加热,溶解于氯仿溶液中,以占最终储热体材料20%wt的量加入碳纤维,混合均匀后,经干燥除去溶剂,热定型、致密化处理后,制备得到固态或液态储热体材料。

2)全天候多用途光伏储放热系统

光伏发电系统与光伏电流智能分配器相连接;光伏电流智能分配器分别与光伏灶系统、蓄电变电系统和可控性释放的电加热固态或液态储热体相连接,蓄电变电系统进一步供给电气系统用电使用,而可控性释放的固态储热体则可以通过与热水系统、暖气系统、热制冷系统相连接以满足供应建筑物所需热能的需要。

光伏电流智能分配器由光伏电流智能分配主机、若干感应器和若干智能分配终端组成;其中光伏电流智能分配主机由中央处理器(CPU)、液晶显示屏、交互通信模块组成。中央处理器负责对感应器采集到的数据进行汇总,并对收集到的数据建模,进而对各智能分配终端发出指令。感应器组件包括光强感应器、温度感应器、湿度传感器和伏灶用电监测器,感应器与光伏电流智能分配主机通过交互通信模块相连。感应器收集到的各参数传输给中央处理器,由中央处理器对数据建模处理后,通过交互通信模块对光伏灶系统、蓄电变电系统和可控性释放的固态和液态储热体系统发出指令,从而根据天气、温度、光线等因素调节各组成部分的电流分配。

电加热固态或液态储热体材料以隔热材料密封后,埋藏于建筑物墙内。

实施例3

1)电加热固态或液态储热体材料的制备

将相变材料正癸酸和正十二酸以1∶1混合后加热,溶解于氯仿溶液中,以占最终储热体材料10%wt的量加入碳纤维,混合均匀后,经干燥除去溶剂,热定型、致密化处理后,制备得到固态或液态储热体材料。

2)全天候多用途光伏储放热系统

光伏发电系统与光伏电流智能分配器相连接;光伏电流智能分配器分别与光伏灶系统、蓄电变电系统和可控性释放的电加热固态或液态储热体相连接,蓄电变电系统进一步供给电气系统用电使用,而可控性释放的固态储热体则可以通过与热水系统、暖气系统、热制冷系统相连接以满足供应建筑物所需热能的需要。

光伏电流智能分配器由光伏电流智能分配主机、若干感应器和若干智能分配终端组成;其中光伏电流智能分配主机由中央处理器(CPU)、液晶显示屏、交互通信模块组成。中央处理器负责对感应器采集到的数据进行汇总,并对收集到的数据建模,进而对各智能分配终端发出指令。感应器组件包括光强感应器、温度感应器、湿度传感器和伏灶用电监测器,感应器与光伏电流智能分配主机通过交互通信模块相连。感应器收集到的各参数传输给中央处理器,由中央处理器对数据建模处理后,通过交互通信模块对光伏灶系统、蓄电变电系统和可控性释放的固态和液态储热体系统发出指令,从而根据天气、温度、光线等因素调节各组成部分的电流分配。

电加热固态或液态储热体材料以隔热材料密封后,埋藏于建筑物墙内。

实施例4

储热体材料性能测试

将储热材料强度测试件采用70.7mm×70.7mm×70.7mm×的铁试模制备而成,采用 TE-2000C型压力试验机进行测定高性能砂浆的抗压强度实验,结果如表1。

表1实施例1-3的电加热固态或液态储热材料的力学和热力学性能

由测试结果可以看出,本申请实施例相比对比例抗压强度显著上升,增加了3-5倍,而热力学性能也都有了不同程度的提高,而10%wt量加入碳纤维与正癸酸/正十二酸体系组合具有最高的热力学稳定性。

结合说明书附图对本实用新型的实施例做了详细的说明与描述,但是本领域技术人员应该理解,以上实施例仅为本实用新型的优选实施方案,详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本实用新型精神,而非对本实用新型保护范围的限制,相反,任何基于本实用新型的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本实用新型的保护范围之内。

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