属于新能源领域
背景技术：
目前在《2014年第六届中国地源热泵行业高层论坛论文集》中，由作者曹振婷、王安民的《地源热泵+太阳能调峰供热系统分析及工程应用》论文披露的供热系统，是“冬季通过太阳能集热器采集太阳能，辅助地源热泵系统供暖，满足最冷季节供暖需求。尤其适合严寒和寒冷地区，热负荷大大高于冷负荷的地区。”这种系统在冬季供暖时，就是对夏季冷能的储藏，在夏季供冷时，就是对冬季热能的储藏，是互为跨季节的冷热能力储藏系统，系统能够长期运行的条件是冬季供暖与夏季供冷必须平衡，若冬季采暖热负荷高于夏季供冷的冷负荷时，造成冷热负荷不平衡，这时所缺少的热负荷用太阳能制热系统补充，达到系统冷热负荷平衡，从而使得系统能够长久使用，虽然该系统适合严寒和寒冷地区，但该系统仍采用的是太阳能集热器，该种集热器若采用全玻璃真空管式。则冬季容易炸管破碎，不能保证冬季系统对太阳能集热系统的安全性要求，若采用平板集热器，则在严寒及寒冷地区效率很低，达不到系统要求的采能量。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种适应任意地区全年使用的满足冬季供热夏季供冷全年供热水兼发电的太阳能热电厂，使用区域满足热负荷大于冷负荷或热负荷等于冷负荷或热负荷小于冷负荷的任意地区。
本发明采用以下技术方案：
一种太阳能热电厂，由光伏太阳能发电系统，空气源热泵制热制冷系统、地源热泵供暖供冷及供热水的三联供系统组成，所述的光伏太阳能发电系统是 太阳能光伏电池板发电阵列7、光伏发电阵列输出线18、光伏发电厂监控子系统8、监控系统输出线及二次控制线19、并网逆变器及安全子系统9和电网10依次连接组成，所述空气源热泵制热制冷系统是由空气源热泵及控制子系统2、能量输入管路20、地埋管换热储能子系统6、能量输出管路21、电源连接线17和电网10依次连接组成，所述的地源热泵供暖供冷及供热水的三联供系统是由能量存储端与能量使用端构成，所述的能量储存端是由地源热泵及控制子系统1、能量输出管路20、地埋管换热储能子系统6、能量输出管路21、电源连接线16和电网10依次连接组成，所述的能量使用端是由地源热泵及控制子系统1在能量使用管路22和23上顺次连接地板辐射采暖子系统3、供热水箱子系统5和风机盘管制冷子系统4构成。所述的地埋管换热储能子系统6是空气源热泵制热制冷系统与地源热泵供暖制冷及供热水的三联供系统共用的换热储能子系统，所述的电网10既是光伏太阳能发电系统的并网输出端，也是空气源热泵制热制冷系统和地源热泵供暖供冷及供热水的三联供系统的电源输入端。
本发明具有以下优点：
1、本发明除了具有地源热泵三联供系统的功能外，增加了系统的发电功能。
2、本发明中的空气源制热系统的运行区间在非供暖期的低谷电时间段，这时的环境温度高，能最大限度提高空气源热泵的制热效率；
本发明中的空气源热泵制冷系统运行区间在非供冷期的低谷电时间段，这时的环境温度很低，能最大限度提高空气源热泵的制冷效率。
3、本发明中的空气源热泵采用低谷电能制热或制冷，对电网具有输电平衡作用，若全国都采用太阳能热电厂来供热供冷及供热水兼发电，将提高我国电网的运行效率，经济效益巨大。
4、本发明中因没有太阳能集热器，没有通水管路，光伏电池板没有防冻的 问题，因而非常适宜在严寒及寒冷地区使用。
5、本发明因只有光伏电池板阵列，容易在建筑物的立面顶面安装，这将把太阳能热电厂推广到所有建筑物上安装成为可能，这是个几万亿元巨大市场这对我国大力支持可再生能源和节能减排的国家战略具有推动作用。
6、本发明的上网电价是太阳能热电厂购买电网低谷电价的3倍，因此太阳能热电厂每发1KWH的电能入网，即可购回3KWH的电网低谷电能。若空气源热泵制热或制冷的能效比值为3.5时，则每发1KWH的电能即可得到1KWHx3x3.5＝10.5KWH的热能，按2014～2015年的北京顺义区北务镇的一个141m2的光伏发电站的实际发电量208KWH/m2·年计算，则可得热能208KWH/m2·年x3x3.5＝2184KWH/m2·年，北京地区的太阳能辐照量为1511KWH/m2·年，使用光热集热器，效率按50％计算，最多可得热量1511KWH/m2×年×50％＝755.5KWH/m2·年，从而可知每m2的光伏发电电池板的对应的得热量是每m2光热集热器的热量的2154KWH/m2·年÷755.5KWH/m2·年＝2.9(倍)，因此说，太阳能热电厂的经济效益远高于光热集热器与地源热泵组合的供热供冷及供热水的三联供系统。
附图说明
图1是本发明的系统组成框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。根据图1所示，一种太阳能热电厂，由光伏太阳能发电系统，空气源热泵制热制冷系统、地源热泵供暖供冷及供热水的三联供系统组成，所述的光伏太阳能发电系统是太阳能光伏电池板发电阵列7、光伏发电阵列输出线18、光伏发电厂监控子系统8、监控系统输出线及二次控制线19、并网逆变器及安全子系统9和电网10依次连 接组成，所述空气源热泵制热制冷系统是由空气源热泵及控制子系统2、能量输入管路20、地埋管换热储能子系统6、能量输出管路21、电源连接线17和电网10依次连接组成，所述的地源热泵供暖供冷及供热水的三联供系统是由能量存储端与能量使用端构成，所述的能量储存端是由地源热泵及控制子系统1、能量输出管路20、地埋管换热储能子系统6、能量输出管路21、电源连接线16和电网10依次连接组成，所述的能量使用端是由地源热泵及控制子系统1在能量使用管路22和23上顺次连接地板辐射采暖子系统3、供热水箱子系统5和风机盘管制冷子系统4构成。所述的地埋管换热储能子系统6是空气源热泵制热制冷系统与地源热泵供暖制冷及供热水的三联供系统共用的换热储能子系统，所述的电网10既是光伏太阳能发电系统的并网输出端，也是空气源热泵制热制冷系统和地源热泵供暖供冷及供热水的三联供系统的电源输入端。
本发明的太阳能热电厂，由三个系统组成，其中光伏太阳能发电系统的运行是由太阳能光伏电池板发电阵列7发出的电能，经光伏发电阵列输出线18、光伏发电厂监控子系统8、监控系统输出线及二次控制线19和并网逆变器及安全子系统9进入电网10；||其中的空气源制热制冷系统的运行视地源热泵供暖供冷及供热水的三联供系统的热平衡情况决定，若三联供系统输出的热负荷大于冷负荷，在环境温度高的温热季节的低谷电时段，启动空气源热泵及控制子系统2制热，阀门11关闭，12开启，将含有较高温度的换能液通过能量输入管20进入地埋管换热储能子系统6后变成较低温度的换能液，又经能量输出管路21回流至空气源热泵及控制子系统2，循环往复，将热能传入地埋管换热储能子系统6.若三联供系统输出的热负荷小于冷负荷，在环境温度低的凉爽季节的低谷电时段，启动空气源热泵及控制子系统2制冷，能量传输方向及储能路径与上述时间；若三联供系统的热负荷等于冷负荷，属于一种理想状态的供热系 统，这时不需要地源热泵辅助制热或制冷，但这种理想状态是不存在的，因为系统供热供冷的多少是随着气候的变化而变化的，完全取消供热供冷辅助不现实；||其中的地源热泵供热供冷及供热水的三联供系统，在冬季供暖时，启动地源泵及控制子系统1的制热功能，打开阀门11和13，关闭阀门12，14和15，此时地源热泵机组推动能量储存端的能量输入管路20，地埋管换热储能子系统6和能量输出管路21中的换能液闭路循环，将储存在地埋管换热储能子系统6中的低品位热能在地源热泵及控制子系统1中制成可供采暖的高品位热能后，将推动能量使用管路23.地板辐射采暖子系统3和能量使用管路22中的换能液闭路循环，将热能送到需采暖的房间，当全年供热水时，应打开阀门11和15，关闭阀门12，13和14，其余与采暖相同；当夏季供冷时，启动地源热泵及控制子系统1的制冷功能，打开阀门11和14，关闭阀门12，13和15，此时地源热泵机组推动能量存储端的能量输入管路20，地埋管换热储能子系统6和能量输出管路21中的换能液闭路循环，将储存在地埋管换热储能子系统6中的低品位热能在地源热泵及控制子系统1中制成可供制冷的低温冷源后，将推动能量使用管路23，风机盘管制冷子系统4以及能量使用管路22中的换能液闭路循环，将冷源送到需供冷的房间。