本发明专利涉及的是一种针对我国广大北方农村地区分散农舍冬季采暖使用的户用光伏电采暖装置，该装置实现优先使用光伏电力，并在光伏电力不足时使用市电供电实现采暖，为我国北方农村地区冬季采暖散烧煤治理问题提供一个新思路和新方法。
背景技术：
目前我国北方广大农村分散农舍采暖，还是依靠散烧煤(或秸秆、柴火等)。一般而言，我国北方农村地区冬季采暖能耗量占到农户总能耗量的50％以上，甚至高达70％～80％。
太阳能是当今世界公认的最具发展前景的清洁新能源，到本世纪中将占到人类总能源的25％以上。我国广大北方地区，日照条件普遍较好，具有大力发展太阳能利用的广阔前景。
本发明专利是将分布式光伏发电向蓄热电暖器、电加热热水储罐等阻抗负载特性的采暖设备就地消纳供电实现采暖，把我国北方冬季传统采暖能源改为光伏清洁能源。
专利内容
本专利是一种小型独立光伏发电系统，其负载是蓄热电暖器、电加热热水储罐等阻抗负载特性采暖设备，系统实现优先使用光伏电力供电；在光伏电力不足时，则与市电一起作为采暖供电；光伏电力富裕时(包括非采暖季)光伏电力则实现余电上网。
采用的技术方案是：装置由光伏组件方阵(1)、控制器(2)、(蓄热电暖器或电加热热水储罐等)阻抗采暖器(3)、并网逆变器(4)组成(见附图1)。光伏组件方阵(1)功率规模应等于或小于阻抗采暖器(3)功率规模；并网逆变器(4)功率规模应与光伏组件方阵(1)功率规模适配。
控制器(2)含实现装置智能控制的计算机处理机芯片和控制主板及相应辅助电路，以及双刀双掷直流开关K1和断路开关K2。
其技术要点在于：控制器(2)按如下原则控制向阻抗负载(3)供电：
优先直接使用系统光伏电力直接(直流)向阻抗采暖器供电；
当室内采暖温度Ts低于某个温度极限设定阈值(16℃)，或阻抗负载采暖器内部蓄热温度Tn低于某个温度极限设定阈值(热水罐50℃、蓄热砖200℃)时，系统将光伏电力并入电网一起，或由电网直接向阻抗负载采暖器供电(无光伏发电时)。(说明：阻抗采暖器内部温度数值均以蓄热电暖器为例)
当室内采暖温度Ts等于和高于某个温度极限设定阈值(24℃)，或阻抗采暖器内部蓄热温度Tn等于和高于于某个温度极限设定阈值(750℃)时，系统将光伏电力并入电网实现余电上网(包括非采暖期)。
阻抗采暖器(3)具有电加热蓄热供暖功能，内部蓄热温度Tn达到700℃以上时，可实现15小时以上采暖供热功能。
附图说明
图1.户用光伏电采暖装置结构组成框图
具体实施方式
表1是本专利在赤峰的试验系统装置规格构成实例，当使用于更为寒冷的偏北部地区时，还用适当加大光伏组件方阵(1)、逆变器(4)和阻抗采暖器(3)规模。
表1.光伏电采暖装置(用于：80m2/户、采暖面积25m2×2)
户用光伏电采暖装置，包括光伏组件方阵(1)、控制器(2)、阻抗采暖器(3)、并网逆变器(4)。
光伏组件方阵(1)可选用各类晶硅组件和非晶硅组件组成方阵，将太阳光转换为直流光伏电力(300～600VDC左右)，即可直接供给阻抗采暖器(3)，也可接入并网逆变器(4)。并网逆变器(4)规模和技术参数应与光伏组件方阵(1)相适配，输出符合并网要求的220VAC交流电。控制器(2)则负责根据室内温度Ts参数和/或阻抗采暖器(3)内部蓄热温度Tn参数情况，控制电路开关K1和K2如何接通或断开，实现光伏电力或是电网电力向阻抗采暖器(3)供电；或者控制将光伏电力与并网逆变器(4)连接实现余电上网。控制器(2)中的K1为双刀双掷直流电路开关，其中a1和a2点始终联通；K2为普通断路开关。各开关电气参数应符合直流电压电流工作要求，相关连接导线和辅材也应与系统装置整体参数相适配。
其工作流程(以蓄热电暖器负载为例)为：
步骤一：当室内温度Ts≥24℃或蓄热电暖器内部温度Tn≥750℃时，K1开关的c1-b1和c2-b2接通、K2开关off，系统光伏电力通过并网逆变器(4)实现光伏电力余电上网。
步骤二：当16℃≤室内温度Ts＜24℃或200℃≤Tn蓄热电暖器内部温度＜750℃时，K1开关的c1-a1和c2-a2接通、K2开关on，系统光伏电力向蓄热电暖器供电加热。
步骤三：当室内温度Ts＜16℃或蓄热电暖器内部温度或Tn＜200℃时，K1开关的c1-b1和c2-b2接通、K2开关on，系统光伏电力通过并网逆变器(4)实现与市电电力并网共同向蓄热电暖器供电加热。
系统装置上述工作状态，详见表2。
表2.户用光伏电采暖系统装置工作状态表