技术特征：
1.一种耦合光伏光热、地热及储热的供能装置，其特征在于，包括：平板型光伏热水集热模块(1)，所述平板型光伏热水集热模块(1)用于将太阳能转化为电能和热能并输出；储电装置(4)，所述储电装置(4)用于存储所述平板型光伏热水集热模块(1)输出的电能；第一储水箱(2-1)，所述第一储水箱(2-1)用于利用所述平板型光伏热水集热模块(1)输出的热能，通过换热的方式加热所述第一储水箱(2-1)存储的循环水；高温热泵机组(6-1)，所述高温热泵机组(6-1)的蒸发侧进口与所述第一储水箱(2-1)的循环水出口相连通；所述高温热泵机组(6-1)的蒸发侧出口与所述第一储水箱(2-1)的循环水进口相连通；高温储热装置(7-1)，所述高温储热装置(7-1)的一次侧进口与所述高温热泵机组(6-1)的冷凝侧出口相连通；所述高温储热装置(7-1)的一次侧出口与所述高温热泵机组(6-1)的冷凝侧进口相连通；第二储水箱(2-2)，所述第二储水箱(2-2)用于利用高温储热装置(7-1)的二次侧输出的热能，通过换热的方式加热所述第二储水箱(2-2)存储的循环水；所述第二储水箱(2-2)输出的加热后的循环水用于供给用户生活热水使用设备(8)；中深层地热能取热装置(5)和低温热泵机组(6-2)，所述中深层地热能取热装置(5)的出口与所述低温热泵机组(6-2)的蒸发侧进口相连通；所述中深层地热能取热装置(5)的进口与所述低温热泵机组(6-2)的蒸发侧出口相连通；所述中深层地热能取热装置(5)的进口与所述第一储水箱(2-1)的循环水出口相连通；所述中深层地热能取热装置(5)的出口与所述第一储水箱(2-1)的循环水进口相连通；低温储热装置(7-2)，所述低温储热装置(7-2)的一次侧进口与所述低温热泵机组(6-2)的冷凝侧出口相连通；所述低温储热装置(7-2)的一次侧出口与所述低温热泵机组(6-2)的冷凝侧进口相连通；所述低温储热装置(7-2)输出的热能用于供给用户地板辐射末端(9)。2.根据权利要求1所述的一种耦合光伏光热、地热及储热的供能装置，其特征在于，还包括：逆变器(3)，所述逆变器(3)设置于所述平板型光伏热水集热模块(1)和所述储电装置(4)之间。3.根据权利要求1所述的一种耦合光伏光热、地热及储热的供能装置，其特征在于，还包括：第一旁通管和第二旁通管；所述高温储热装置(7-1)的一次侧进口通过第一旁通管与所述第一储水箱(2-1)的循环水出口相连通；所述高温储热装置(7-1)的一次侧出口通过第二旁通管与所述第一储水箱(2-1)的循环水进口相连通；第一旁通管和第二旁通管上均设置有阀门。4.根据权利要求3所述的一种耦合光伏光热、地热及储热的供能装置，其特征在于，还包括：自动控制模块，用于获取第一储水箱(2-1)输出的加热后的循环水的温度，当温度大于等于第一预设温度阈值时，打开第一旁通管和第二旁通管上设置的阀门，使得第一储水箱(2-1)输出的加热后的循环水通过第一旁通管和第二旁通管直接进入所述高温储热装置
(7-1)；当温度小于第一预设温度阈值时，关闭第一旁通管和第二旁通管上设置的阀门，使得第一储水箱(2-1)输出的加热后的循环水先经过高温热泵机组(6-1)提升温度，再进入高温储热装置(7-1)储存热量；其中，第一预设温度阈值的取值范围为45℃～50℃。5.根据权利要求1所述的一种耦合光伏光热、地热及储热的供能装置，其特征在于，所述高温储热装置(7-1)为相变储热装置；所述高温储热装置(7-1)的相变材料温度范围为50℃～55℃。6.根据权利要求1所述的一种耦合光伏光热、地热及储热的供能装置，其特征在于，所述低温储热装置(7-2)为相变储热装置；所述低温储热装置(7-2)的相变材料温度范围为45℃～50℃。7.根据权利要求1所述的一种耦合光伏光热、地热及储热的供能装置，其特征在于，还包括：用户生活热水使用设备(8)，所述用户生活热水使用设备(8)的进水口与所述第二储水箱(2-2)的出水口相连通。8.根据权利要求1所述的一种耦合光伏光热、地热及储热的供能装置，其特征在于，还包括：用户地板辐射末端(9)，所述用户地板辐射末端(9)的进口与所述低温储热装置(7-2)的二次侧出口相连通，所述用户地板辐射末端(9)的出口与所述低温储热装置(7-2)的二次侧进口相连通。9.根据权利要求1所述的一种耦合光伏光热、地热及储热的供能装置，其特征在于，还包括：第一高位水箱(11-1)，用于与所述平板型光伏热水集热模块(1)输出热能的热流管路相连通；第二高位水箱(11-2)，用于与所述中深层地热能取热装置(5)的进口相连通；第三高位水箱(11-3)，用于与所述低温储热装置(7-2)和所述用户地板辐射末端(9)之间的热流管路相连通；第四高位水箱(11-4)，用于与所述高温储热装置(7-1)和所述第二储水箱(2-2)之间的热流管路相连通。10.一种权利要求1所述的耦合光伏光热、地热及储热的供能装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：光伏光热耦合储热模式的控制步骤包括：启动平板型光伏热水集热模块，输出的热能储存在第一储水箱中；当第一储水箱出水温度t1小于第一预设温度阈值时，高温热泵机组开启，将第一储水箱的出水温度通过高温热泵机组提升到预设温度值，然后通入高温储热装置，此时热泵机组消耗的电能由储电装置提供；第一预设温度阈值的取值范围为45℃～50℃；中深层地热能耦合储热模式的控制步骤包括：冬季对用户地板辐射末端供暖时，启动中深层地热能取热装置，循环水经过低温热泵机组提升温度后，进入低温储热装置进行储热，此时低温热泵机组所耗的电能由储电装置提供；光伏光热耦合地下储热模式的控制步骤包括：夏季停止对用户地板辐射末端供暖时，
启动平板型光伏热水集热模块、第一储水箱和中深层地热能取热装置，低温热泵机组和低温储热装置关闭；平板型光伏热水集热模块输出的热能经由第一储水箱通入中深层地热能取热装置，将热量储存到地下岩土中，出水返回至第一储水箱中；光伏光热供热模式的控制步骤包括：接通高温储热装置和第二储水箱之间的连通管路，第二储水箱中的热水进入高温储热装置后被加热，加热后的水进入用户生活热水使用设备为用户提供预设温度范围的热水；中深层地热能供热模式的控制步骤包括：接通低温储热装置和用户地板辐射末端之间的连通管路，循环水经过低温储热装置的加热后流回用户地板辐射末端；光伏光热储电模式的控制步骤包括：太阳能资源充足时，储电装置将电网负荷多余的电量进行储存；高温热泵机组和低温热泵机组运行时，消耗储电装置中的电能；太阳能资源短缺时，储电装置中储存的电能输出到电网中。
技术总结
本发明公开了一种耦合光伏光热、地热及储热的供能装置及其控制方法，所述供能装置包括：平板型光伏热水集热模块；储电装置；第一储水箱；高温热泵机组，高温热泵机组的蒸发侧与第一储水箱相连通；高温储热装置，高温储热装置的一次侧与高温热泵机组的冷凝侧相连通；第二储水箱；中深层地热能取热装置和低温热泵机组，中深层地热能取热装置与低温热泵机组的蒸发侧相连通；中深层地热能取热装置还与第一储水箱相连通；低温储热装置，低温储热装置的一次侧与低温热泵机组的冷凝侧相连通。本发明将可再生的中深层地热能供热、太阳能光伏光热和相变储热相互耦合，为解决能源消纳问题以及提高建筑供热系统能效提供新思路。高建筑供热系统能效提供新思路。高建筑供热系统能效提供新思路。
技术研发人员：朱超 王沣浩 任静 王泽源 蔡皖龙 丁涛 屈治国 魏进家 李奕臻 吴子豪 王泽昕 王辰曦 谢萍 李壮 薛倩楠 傅金柱
受保护的技术使用者：西安交通大学 国网(西安)环保技术中心有限公司
技术研发日：2022.08.04
技术公布日：2022/10/18