利用风电光伏空气可再生能源的供热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种利用风电光伏空气可再生能源的供热系统，包括低风速风力发电机组，太阳能光伏板，低风速风力发电机组和太阳能光伏板通过充电逆变配电控制器与空气能热泵机组连接，空气能热泵机组通过循环水泵与储热水箱连接；在充电逆变配电控制器上连设蓄电池组，空气能热泵机组上连设风光能热泵运行适配器；充电逆变配电控制器与风光能热泵运行适配器连接；充电逆变配电控制器、风光能热泵运行适配器、循环水泵、储热水箱分别由智能运行监测控制器控制。本实用新型实现了将可再生的风、光、空气能互补开发高效转化为热水系统，使风电、太阳能电得到很好利用，节约了能源，减少了污染。
【专利说明】
利用风电光伏空气可再生能源的供热系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及可再生能源风能、光能、空气能的转换利用系统，具体涉及一种利用风电光伏空气可再生能源的供热系统，是一种让风能、光能、空气能三种可再生能源实现稳定、可靠、持续、高效地转换为热水的系统。
【背景技术】
[0002]以清洁、可再生能源为主的能源结构逐步取代以污染严重、资源有限的化石能源为主的能源结构将成为未来发展的必然。发展风力发电和太阳能发电是实现能源、环境和社会可持续发展的有效途径，风能在我国的储藏量相当丰富，其是最具有发展前景的新能源。
[0003]近几年，我国在以风电和光伏为代表的可再生能源开发利用方面取得了长足发展。然而，对于风电发电通常:①.要选择好风场，风速要在1M/秒以上(5、6级以上风)方能有效发电，在我国只有少数地区能达这个风速;②.多建在边远山区，交通不便，投资大，往大电网输电需要远距离架设输送电网，增加了输电损耗和成本;③.由于风的间歇性和不稳定性，往往用电高峰时没电，发电时又不需要电，一般风电没有储能设备，只好被弃掉，严重时弃电高达40%以上。对于光伏发电，太阳能发电也存在着晚间阴雨天不工作，早晚电量弱，需要庞大的储电设备等。这些都直接影响了风能和太阳能的有效利用与实用。
[0004]为了从技术上解决这些问题，提高发电量，降低发电成本，增强风电的可利用性，现有的解决方法有:一是提尚风机功率，加长叶片;一■是优化叶片的气动性能;二是减少传动环节的损耗。目前，单机功率1-2兆瓦，风机叶片最小的有70米，最长的达110米。但是，叶片长了成本进一步加大上升，并且重量增加，机械载荷加大，对风机的寿命和安全性都带来很大风险，而优化叶片的气动性能效果有限。
[0005]中小型风力发电机组的有效工作风速范围宽，可提高风能资源应用范围，但开发分布式中小型风光互补微风微网发电系统，主要是基于对电网安全和提高风电利用效率减少弃电考虑。随着电网规模的不断扩大，电网安全的问题越来越突出，大范围推广应用分布式电源，提高用电侧的发电量，减少电网的输电容量，是解决电网安全问题的根本出路。作为分布式发电更接近用电负荷，设备在低压侧并网，对场地和风资源的要求没有大风电那么高，不需要做复杂的风电场选址前期工作，不需要复杂的电网接入控制、输配电系统，安装和运行维护简单，可在一定程度上提升风光电的实用性。
[0006]但现有这些技术方法，仍是沿袭将风能与太阳能转化为电能的原有技术路径，不能根本解决风电和光伏固有的不稳定、不持续、难储存、成本高等问题。大容量储能电池技术目前还不成熟，可再生能源风电光伏产业的健康发展，需要解决降低成本，增强实用性，提升利用率等技术问题。
[0007]热水和冷气在工农业生产和生活中，都有着广泛和巨大的实用需求。目前，生产热水和冷气主要还是依靠煤炭和电，每年的取暖与热水供应、空调制冷，都要消耗大量煤炭石化燃料和电量，也是环境污染和碳排放的重要源头。
【发明内容】
[0008]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用风电光伏空气可再生能源的供热系统，该供热系统将可再生的风、光、空气能互补开发并高效转化为热水系统，使风电、太阳能电得到很好利用，从而节约大量煤炭石化燃料，减少碳排放，保护环境。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种利用风电光伏空气可再生能源的供热系统，包括低风速风力发电机组，太阳能光伏板，所述低风速风力发电机组和太阳能光伏板通过充电逆变配电控制器与空气能热栗机组连接，空气能热栗机组通过循环水栗与储热水箱连接;在充电逆变配电控制器上连设蓄电池组，空气能热栗机组上连设风光能热栗运行适配器;充电逆变配电控制器与风光能热栗运行适配器连接;充电逆变配电控制器、风光能热栗运行适配器、循环水栗、储热水箱分别由智能运行监测控制器控制。
[0010]在所述储热水箱的供水管道上设供热水栗，智能运行监测控制器与供热水栗控制连接。
[0011 ]在所述空气能热栗机组的管道上设电磁进水阀。
[0012]本实用新型采用上述技术方案所设计的利用风电光伏空气可再生能源的供热系统，其有益效果为:
[0013]1.该系统不用锅炉，不烧煤，不烧油，不用电网电，节能环保，占地面积小，可长期连续工作；
[0014]2.使用低风速微风风力发电机，微风条件下运行，可以在全国绝大多数地区安装使用；
[0015]3.利用白天风小太阳光强，晚上光照弱但地表温差大而风能强、夏季太阳光强度大而风小、冬季太阳光强度弱而风大的特点，采取风光互补方式发电，使系统运行的持续性更好；
[0016]4.风电和太阳能电的储能逆变和配电系统共用，比单一方式发电效率增加，成本降低。同时风光发电时间上的互补性，系统运行的持续性更好，又让储能蓄电池组容量相对减少，使系统造价进一步降低，经济上更趋于合理；
[0017]5.风光能热栗运行适配器的设计安装，使空气能热栗机组的运行状态在不同的功率级别，与风电和光电功率的大小的变化相匹配，得到实时调整，提升了不同发电量下的工作范围，使本系统更进一步提升了风能和太阳能空气能的转换和利用效率；
[0018]6.使用可再生能源工作，智能控制自动运行，运行成本低，安全可靠，安装方便，维护简便，无环境污染。
【附图说明】
[0019]图1表示本实用新型利用风电光伏空气可再生能源的供热系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型利用风电光伏空气可再生能源的供热系统的结构作具体说明。
[0021]参见图1，本实用新型一种利用风电光伏空气可再生能源的供热系统，包括低风速风力发电机组I，太阳能光伏板2，低风速风力发电机组I和太阳能光伏板2通过充电逆变配电控制器3与空气能热栗机组6连接，空气能热栗机组6通过循环水栗7与储热水箱8连接。充电逆变配电控制器3将低风速风力发电机组1、太阳能光伏板2发的电整理变换，输送供给空气能热栗机组6，空气能热栗机组6将空气中的热能高效转换为热水，经循环水栗7存于储热水箱8，最终由供热水栗9送入供暖供热水系统。在充电逆变配电控制器3上连设蓄电池组4，空气能热栗机组6上连设风光能热栗运行适配器5。充电逆变配电控制器3与风光能热栗运行适配器5连接，充电逆变配电控制器3将低风速风力发电机组1、太阳能光伏板2的发电量信号传递给风光能热栗运行适配器5，风光能热栗运行适配器5来控制空气能热栗机组6与低风速风力发电机组1、太阳能光伏板2的发电量同步。充电逆变配电控制器3、风光能热栗运行适配器5、循环水栗7、储热水箱8分别由智能运行监测控制器10控制。在空气能热栗机组6的管道上设电磁进水阀11。在储热水箱8的供水管道上设供热水栗9，智能运行监测控制器10控制供热水栗9。
[0022]本实用新型低风速风力发电机组I与太阳能光伏板2互补发电，不仅在时间上和地域上有很强的互补性，且在资源上具有最佳的匹配性。系统全部采用智能化设计，能源不用锅炉不烧煤不烧油，不用电网电，设备采用节能环保的风能和太阳能电，提供热栗工作生产热水供热，配以先进的控制监控系统，无需人工看管，可根据不同需要设计供热规模大小，另有额外的冷气资源可用。
[0023]工作时，风光能热栗运行适配器5调整空气能热栗机组6的运行状态，开启不同的功率级别，使之与变化的风电和光电功率的大小相适应，提升不同发电量下的工作范围，保证风能和太阳能发电的高效利用。蓄电池组4则将剩余的电储存起来，在发电不足时提供调整和补充。智能运行监测控制器10监测控制整个系统，保障系统安全可靠自动运行。
[0024]本实用新型依据风力发电、光伏发电和空气能热栗的原理设计的利用风电光伏空气可再生能源的供热系统，将可再生的风、光、空气能互补开发高效转化为热水系统，使风电、太阳能电得到很好利用，可广泛应用于农村乡镇、医院学校、生活小区。本实用新型安装在用户端，以风能光能空气能三能为资源提供热供暖，不仅能解决风电与光电可再生能源低成本开发利用问题，并且可大幅度降低新型温室大棚农业、生活用电用热水、供热供冷这些方面投资和运行成本问题，同时也大量减少碳排放和环境污染，节约能源，是再生能源开发利用的一条新途径。
【主权项】
1.一种利用风电光伏空气可再生能源的供热系统，包括低风速风力发电机组，太阳能光伏板，其特征在于:所述低风速风力发电机组和太阳能光伏板通过充电逆变配电控制器与空气能热栗机组连接，空气能热栗机组通过循环水栗与储热水箱连接;在充电逆变配电控制器上连设蓄电池组，空气能热栗机组上连设风光能热栗运行适配器;充电逆变配电控制器与风光能热栗运行适配器连接;充电逆变配电控制器、风光能热栗运行适配器、循环水栗、储热水箱分别由智能运行监测控制器控制。2.根据权利要求1所述的利用风电光伏空气可再生能源的供热系统，其特征在于:在所述储热水箱的供水管道上设供热水栗，智能运行监测控制器与供热水栗控制连接。3.根据权利要求1所述的利用风电光伏空气可再生能源的供热系统，其特征在于:在所述空气能热栗机组的管道上设电磁进水阀。
【文档编号】H02J7/35GK205641138SQ201620509743
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】侯晓宇, 张照东, 张书贵, 张孝明
【申请人】侯晓宇, 张照东, 张书贵, 张孝明