太阳能、空气能和电能多能互补的冷热电储系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能、空气能和电能多能互补的冷热电储系统及方法，冷热电储系统包括太阳能光伏板、逆变器、蓄电池、冷水机组、空气源热泵和相变蓄冷装置；太阳能光伏板通过逆变器分别与空气源热泵、冷水机组、蓄电池和用户用电负荷相连；空气源热泵分别与用户的冷负荷端和热负荷端相连；冷水机组与用户的冷负荷端和相变蓄冷装置相连；相变蓄冷装置和用户冷负荷端相连。整个冷热电储系统通过将太阳能、空气能和电能相结合，实现可再生能源多能互补，通过光伏发电与储电和相变蓄冷装置的配置，实现电力削谷填峰从而实现供能的稳定和高效。效。效。

【技术实现步骤摘要】
太阳能、空气能和电能多能互补的冷热电储系统及方法


[0001]本专利技术涉及高效的冷热电储系统领域，具体地说是一种太阳能、空气能和电能相结合，形成一套多能互补的冷热电储系统。

技术介绍

[0002]能源与环境问题的日益突出，促进了人类能源消费方式的变革，如何提高能源利用效率、减少环境污染、实现能源可持续发展是当今共同关注的话题。随着全球能源的深入渗透，能源发展趋向于可再生能源的开发，能源利用向着多能协调、多能互补的方向发展，综合能源系统成为多种能源网络的集成发展方向。为了消纳和平衡可再生能源，增强微网的灵活性和稳定性，达到多种能源形式优势互补的目的，微网中引入了可用于多能存储的储能系统。储能系统可以保证多种能源的相互转化，将综合能源利用达到最大化，从而提高能源供应的稳定性、可靠性和经济性。目前常用的太阳能和空气能，但是它们都具有季节性、区域性、气候性等特征，因为产生能源供应不连续、不均匀和不稳定的影响，导致能源利用受到很大的限制。

技术实现思路

[0003]针对现有可再生能源发展和利用中存在的不足，本专利技术为现代绿色楼宇建筑提供一种太阳能
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空气能综合利用的冷热电储系统。
[0004]为了达成上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种太阳能
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空气能综合利用的冷热电储系统，其特征在于：包括太阳能光伏板、逆变器、蓄电池、冷水机组、空气源热泵和相变蓄冷装置；太阳能光伏板通过逆变器分别与空气源热泵、冷水机组、蓄电池和用户用电负荷相连；空气源热泵分别与用户的冷负荷端和热负荷端相连；冷水机组与用户的冷负荷端和相变蓄冷装置相连；相变蓄冷装置和用户冷负荷端相连；太阳能光伏板、逆变器、蓄电池和室外电网组成供电系统；太阳能光伏板、逆变器和蓄电池组成储电系统；太阳能光伏板、逆变器、蓄电池、电网和空气源热泵组成主要的供热和辅助供冷系统；太阳能光伏板、逆变器、蓄电池、电网和冷水机组组成主要供冷系统；电网、冷水机组和相变蓄冷装置组成蓄冷系统。
[0005]采用这种方案后，太阳能光伏板利用太阳辐射产生，空气源热泵通过利用低品位的空气能进行供热。通过蓄电池的储电方式的利用，弥补了太阳能资源的季节性、区域性和气候性的劣势，同时采用相变蓄冷装置，利用低谷电使制冷机组高效蓄冷，有利于电网调峰，降低系统运行成本，从而充分满足用户对于冷量和热量的季节性需求，提高系统运行的稳定性。
[0006]太阳能光伏板通过逆变器与空气源热泵和冷水机组连接，优先向机组输送电能；太阳能光伏板通过逆变器与蓄电池连接，用于储存多余的电能；蓄电池通过逆变器与空气源热泵和冷水机组连接，向机组输送能源。
[0007]电网分别与空气源热泵和冷水机组连接，作为太阳能和蓄电池供电的辅助电能；
太阳光伏板和蓄电池通过逆变器与用户用电负荷连接；空气源热泵直接向用户供冷/供热；日间冷水机组直接向用户用冷；夜间利用低谷电进行高效蓄冷，日间根据太阳能供能和峰电合理释冷；在过渡季节时，太阳能发电的电能直接向用户供电；在休息日，太阳能光伏板产生的电能储存在蓄电池中。
[0008]该系统通过对太阳能发电的直接利用和储存，并以电网作为备用电源，充分发挥太阳能、空气能和电能各种能源的特点，实现多能互补，为用户供冷和供热，实现系统全天候、全时段的稳定高效运行；同时采用相变温度为5
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7℃的相变蓄冷装置，利用夜间峰谷电，使冷水机组高效能储能，实现系统的经济高效运行。
[0009]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术冷热电储系统以通过高效利用太阳能和空气能两种可再生能源，同时利用电网作为补充能源，向用户供冷、供热和供电。该冷热电储系统，将太阳能发电量和蓄电池储存电量在过渡季节直接给用户供电，太阳能发电、蓄电池和电网给冷水机组和空气源热泵供能，给用户提供冷量/热量。当用户冷量需求较大时，空气源热泵作为辅助冷源，和冷水机组同时为用户提供冷量。空气源热泵是根据用户的热量需求进行选择，故可以直接利用空气源热泵在冬季为用户提供热量。蓄电池可以将多余的太阳能储存起来，弥补太阳能的分布不均，将其高效利用。相变蓄冷装置可以利用夜间低谷点进行高效蓄冷，进行电力调峰和节省运行费用。利用室外电网提供的电能作为补充能源，可以有效地解决太阳能供能不稳定的问题，从而充分满足用户为冷量和热量的季节性需求，从而提高冷热电储的稳定性。空气源热泵的制热效率远高于电热水器，可以利用低温品味的空气能，给用户提供热量。本冷热电储系统将太阳能、空气能和电能相结合，通过蓄电池和相变储能装置将不同的能源进行综合协同利用，显著提高能源利用效率，有效降低建筑能耗。
附图说明
[0010]图1为本专利技术的系统的示意图。
[0011]图中的标号和相对应的部件名称为：1为太阳能光伏板，2为逆变器，3为蓄电池，4为冷水机组，5为空气源热泵，6为相变蓄冷装置，7为冷负荷端，8为热负荷端，9为用户用电负荷端，A为太阳辐射，B为电网，C为用户。
具体实施方式
[0012]下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0013]一种太阳能
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空气能综合利用的冷热电储系统，如图1所示，包括太阳能光伏板1、逆变器2、蓄电池3、冷水机组4、空气源热泵5和相变储冷装置6。
[0014]太阳能光伏板1利用太阳辐射，转变为电能，与逆变器2进行连接，而逆变器2与冷水机组4、空气源热泵5、蓄电池3和用户的电负荷端9相连，优先采用太阳能发电为冷水机组4、空气源热泵5供电，剩余的电能可以选择存储到蓄电池3；过渡季节，优先利用太阳能为用户供电。蓄电池3通过逆变器2与冷水机组4、空气源热泵5和用户的电负荷9相连，当太阳能发电量不足时，利用蓄电池3中的电能供给冷水机组4和空气源热泵5；过渡季节，为用户供
电。电网与冷水机组4和空气源热泵5连接，当日间太阳能发电量和储存的电量无法满足机组的用能需求，利用电网对冷水机组4和空气源热泵5供电。空气源热泵5分别与用户的冷负荷端7和热负荷端8相连，作为供热的唯一热源和辅助冷源。冷水机组4与用户的冷负荷端7和相变蓄冷装置6相连，主要用于日间承担冷负荷和夜间进行蓄冷。相变蓄冷装置7和用户冷负荷端7相连，根据日间负荷和太阳能发电情况，进行合理释冷，为用户供冷。
[0015]本冷热电储系统利用太阳能和空气能这两种可再生能源，通过太阳能光伏板将太阳辐射转化为电能，为冷水机组、空气源热泵、蓄电池和用户电负荷供电；空气源热泵将低品位空气能转变为可以用于供暖的热能，向用户供热。同时利用城市电力系统，作为系统的辅助能源，弥补可再生能源的不稳定性，同时利用低谷电对相变蓄冷装置进行高效蓄冷，用于电力调峰，保证了系统运行的稳定性、节能性和经济性。
[0016]本冷热电储系统的工作原理：冷热电储系统制冷时，冷水机组和空气源热泵利用电能驱动，利用常规的压缩制冷原理，为用户提供冷量；冷热电储系统制热时，利用空气源热泵，将低品位的空气能转化为可以利用的热能，为用户提供热量；冷热电储系统储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能
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空气能综合利用的冷热电储系统，其特征在于：包括太阳能光伏板、逆变器、蓄电池、冷水机组、空气源热泵和相变蓄冷装置；太阳能光伏板通过逆变器分别与空气源热泵、冷水机组、蓄电池和用户用电负荷相连；空气源热泵分别与用户的冷负荷端和热负荷端相连；冷水机组与用户的冷负荷端和相变蓄冷装置相连；相变蓄冷装置和用户冷负荷端相连；太阳能光伏板、逆变器、蓄电池和室外电网组成供电系统；太阳能光伏板、逆变器和蓄电池组成储电系统；太阳能光伏板、逆变器、蓄电池、电网和空气源热泵组成主要的供热和辅助供冷系统；太阳能光伏板、逆变器、蓄电池、电网和冷水机组组成主要供冷系统；电网、冷水机组和相变蓄冷装置组成蓄冷系统。2.按照权利要求1所述的太阳能
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空气能综合利用的冷热电储系统，其特征在于，太阳能光伏板通过逆变器与空气源热泵和冷水机组连接，优先向机组输送电能；太阳能光伏板通过逆变器与蓄电池连接，用于储存多余的电能。3.按照权利要求1所述的太阳能
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空气能综合利用的冷热电储系统，其特征在于，电网分别与空气源热泵和冷水机组连接，作为太阳能和蓄电池供电的辅助电能；蓄电池通过逆变器与空气源热泵和冷水机组连接，向空气源热泵和冷水机组输送储存的电能。4.按照权利要求1所述的太阳能...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪德成，李妍，张群，
申请(专利权)人：国网江苏电力设计咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：