一种聚光光伏/光热耦合天然气热电冷三联供一体化系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108194202A(43)申请公布日2018.06.22(21)申请号201810020945.8(22)申请日2018.01.10(71)申请人华北电力大学地址102206北京市昌平区回龙观镇北农路2号(72)发明人陈海平刘皓文张衡黄吉光梁凯郭欣欣(51)Int.Cl.F02C6/18(2006.01)H02S40/44(2014.01)F25B30/06(2006.01)F24S10/00(2018.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种聚光光伏/光热耦合天然气热电冷三联供一体化系统(57)摘要一种聚光光伏/光热耦合天然气热电冷三联供一体化系统，主要包括聚光光伏光热组件（1）、天然气供电系统（2）、热泵（3）、制冷设备（4）、用户端（5）。聚光光伏光热组件（1）产生的热水，通过热泵升温后用于供暖与生活用水，并驱动溴化锂吸收式制冷机制冷。天然气供电系统（2）带动燃气轮机，并驱动发电机发电。尾部烟气驱动制冷设备（4）并生活采暖。本发明不仅有效利用光伏发电与天然气发电过程产生的余热，用以供给用户端采暖、制冷与生活用水。同时降低了光伏电池温度，提高了光伏电池效率，增加了光伏电池的使用寿命，实现了能量的梯级利用。系统能够布置于建筑顶层，可给建筑供电、采暖、制冷与供给生活用水，适于大规模推广。CN108194202ACN108194202A权利要求书1/1页1.一种聚光光伏/光热耦合天然气热电冷三联供一体化系统，主要包括聚光光伏光热组件（1）、天然气供电系统（2）、热泵（3）、制冷设备（4）、用户端（5）;其特征在于：聚光光伏光热组件(1)与天然气供电系统（2）二者于热交换机（3）处耦合后与制冷设备（4）、用户端（5）后依次相连。2.根据权利要求1所述的聚光光伏光热组件（1），包括MPPT控制器（1-1）、蓄电池（1-2）、光伏逆变器（1-3）、并网设备（1-4）、负载（1-5）;其特征在于：MPPT控制器（1-1）与蓄电池（1-2）连接，MPPT控制器（1-1）与光伏逆变器（1-3）连接，光伏逆变器（1-3）分别与并网装置（1-4）和负载（1-5）连接。3.根据权利要求1所述的天然气供电系统（2），包括燃气轮机（2-1）、发电机（2-2）;其特征在于：燃气轮机（2-1）通过燃烧天然气驱动，并带动发电机供电（2-2），产生的余热烟气进入热交换机（3）用以提升聚光光伏光热组件所产生的热水温度。4.根据权利要求1所述的制冷设备，包括发生器（4-1）、冷凝器（4-2）、蒸发器（4-3）与吸收器（9-4），其特征在于：为吸收式制冷循环，发生器（4-1）、冷凝器（4-2）、蒸发器（9-3）与吸收器（9-4）依次连接，形成制冷循环。2CN108194202A说明书1/2页一种聚光光伏/光热耦合天然气热电冷三联供一体化系统技术领域[0001]本发明公开了一种聚光光伏/光热耦合天然气热电冷三联供一体化系统。背景技术[0002]太阳能作为一种清洁能源，提高其利用效率可以大大减轻目前所面临的化石能源危机。目前，太阳能三联供系统有着广泛的应用前景。很多学者在这一领域开展了大量研究，万勍等设计了一种太阳能联供系统，指出太阳能冷热电联供的主要技术途径是以太阳能为热源，通过光电转换并驱动制冷机组制冷，或者通过光热电转换，以动力循环的方式实现同时发电、供暖和制冷。Wang等设计了一种结合朗肯循环和喷射式制冷循环的太阳能冷热电联供系统，并研究了时角和边坡角对平板式太阳能集热器系统性能的影响，最后利用遗传算法，以最大㶲效率为目标进行了优化。Medrano等以西班牙一栋既有建筑为研究对象，证明了引入太阳能后，联供系统可实现电费和燃气费的节约，并指出吸收式制冷机在节能中起到至关重要的作用。[0003]在实际生活中，CPC-PVT热电联供系统具有广泛的实用性和经济性，ChaoqingFeng等设计了一种用于太阳能绿色建筑屋顶的CPC-PV/T/D系统，既可以产生电能和热能，又可以为室内提供热量，实验显示，该种屋顶在中午光线最强时透过率仅为30%，在外部光线较弱时可达70%以上，具有良好的调节室内光线的功能，同时最高电效率为7%，最大的空气加热功率为55W，具有良好的实用价值。XuYu等设计了一种用于绿色建筑的dielectriccompoundparabolicconcentrator(dCPC)，并通过模拟验证了dCPC具有调节室内光线的功能，同时具有一定的发电能力。[0004]而天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。采用天然气进行供电，可以大大减少二氧化碳的产生，同