基于光谱分选的光伏发电和光热暖通高效利用装置涉及一种基于太阳能光谱分选，实现高效光伏发电和光热暖通利用的装置，该装置包括光谱分选、光伏发电和光热暖通组件。光谱分选组件将入射太阳能分解成光电有效光谱部分和光电无效光谱部分。光电有效光谱部分通过光伏电池组件进行光伏发电，同时产生部分耗散热能。光电无效光谱部分由光热转换器转化成热能，与光伏发电产生的耗散热能共同作为光热暖通组件的驱动热源。暖通组件包括热水生成组件、溶液组件、空气处理组件和制冷组件，能够实现供冷或者供热、空气除湿或者加湿。采用生物质热能作为光热暖通组件的辅助热源。该装置特别适合于需要新风供应或者空气处理的暖通形式。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于太阳能光谱分选，实现高效光伏发电和光热暖通利用的装置与方法， 属于太阳能光伏发电和光热暖通利用领域。
技术介绍
当今世界一方面存在能源短缺和电力供应紧张的困绕，另一方面又存在暖通电耗比例很 大并且继续膨胀的问题，据统计，我国南方城市的空调总耗电量占城市总用电量的30%-40%， 而发达国家空调耗电量比例达到40%以上，因此使用可再生能源发电和驱动暖通设备已经成为 全世界的研究热点。在我国能源战略中，利用太阳能发电已经列为可再生能源开发利用的重要组成部分，太 阳能光伏发电和太阳能生产热水己经成为利用太阳能的两大应用市场，但都是单独使用，存 在效率低的问题。目前市场上的光伏电池转换效率都比较低，单晶硅光电池的发电效率只有 16%,多晶硅光电池的发电效率只有13%左右，效率低主要来自三方面原因，太阳能光谱中有 部分光谱不能参加光电转换(对于硅电池，只有波长小于1. lwm的太阳光才具有足够的能量， 产生电子-空穴对形成电流)，达到光电效应能级的光谱存在剩余能量，只能在完成光电效应 后转变成耗散热能，此外还有复合损失等方面的因素。那些不能转换电能的光谱和耗散热能 如果不加利用，不但造成太阳能热浪费，还会降低光伏发电效率，严重情况下会造成光电池 的烧毁。对于热水形式的太阳能应用技术，虽然光热转换效率比较高(可以达到65~96%),但 是把太阳能全部转换成低焓热能，在能级利用上也是一种浪费。近年来开发利用太阳能驱动暖通设备的研究，先把太阳能转换成热能，再用热能驱动吸 收式制冷、吸附式制冷、或者蒸汽喷射式制冷。在解决太阳能光照不足、光照不稳定的问题 上， 一般配套燃煤、燃气、或者电锅炉作为太阳能辅助热源，这些辅助设备采用化石燃料作 为能源，同样存在化石燃料的短缺问题和污染问题。供暖模式的空气加湿问题，现有技术存在一些缺点，例如高压喷雾式加湿效率低、超声 波式可能带菌且单价高、电极式耗电量大，薄膜型不易控制。空调系统除湿技术中，低温露 点除湿法较为成熟，但是需要将空气温度降低到露点温度以下，增加了系统电耗；而目前市 场上的溶液方法只能用于夏季除湿，但在供暖模式下却造成了溶液除湿设备闲置。土壤源热泵是一种具有节能潜力的建筑物供冷、供热技术，该技术需要确保地下岩土的 常年供冷与供热的收支平衡。特别是土壤源热泵驱动的辐射末端空调系统，其环境效益、节 能效果突出，但辐射末端空调系统需要提供新风处理系统，以防结露。对于制冷负荷较大的 长江中下游区域，如果供冷模式下的空调负荷好新风负荷全部由地源热泵承担，就会造成对 地下岩土的冷热不平衡，威胁热泵的可持续节能运行。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是实现太阳能的筛选、分级优化利用，充分利用太阳能实现供冷、供热、除湿、加湿及生活热水供应，解决太阳能利用效率低，克服冬季溶液除湿设备闲 置和传统空气加湿方法的缺点，提供一种基于太阳能光谱分选的光伏发电和光热暖通高效利 用装置。技术方案本专利技术的基于光谱分选的光伏发电和光热暖通高效利用装置包括太阳能光谱 分选组件、太阳能光伏发电组件和太阳能光热暖通组件；太阳能光谱分选组件包括太阳能光 谱分选器、太阳能光热转换器、太阳能光伏电池组件，太阳能光伏发电组件包括流体冷却构 件、太阳能光伏电池组件、电能处理构件，其中，太阳能光谱分选器将接收到的太阳光分成 用于光电转换和直接加热的两部分光，用于光电转换的光送入太阳能光伏电池组件发电，由 电能处理构件将电能输出；用于直接加热的光送入太阳能光热转换器将光能转换成热能；流 体冷却构件与太阳能光伏电池组件耦合，利用流体冷却构件回收光伏发电产生的耗散热能， 同时提高光伏发电效率，流体冷却构件与太阳能光热暖通组件中的冷水箱连接，太阳能光热 转换器与太阳能光热暖通组件中的保温热水箱连接。太阳能光热暖通组件包括太阳能热水生成组件、溶液组件、空气处理组件和制冷组件 其中，太阳能热水生成组件包括太阳能光热转换器、温度传感器、保温热水箱、生物质热能 发生器、热水分水器、溶液-热水换热器、冷水箱、流体冷却构件、制冷机与太阳能热水的换 热设备、送风-水换热器、第一循环水泵、第二循环水泵、第三循环水泵、第一三通阀、第二 三通阀、第三三通阀、第四三通阀、第五三通阀、四通阀、空调房间；溶液组件包括溶液-热 水换热器、再生器、浓溶液储液桶、浓/稀溶液换热器、溶液-冷却水换热器、除湿器、稀溶 液储液桶、溶液循环水泵、第六三通阀、第七三通阀、截止阀；空气处理组件包括再生器、 除湿器、送风-水换热器、空调房间、排风热回收换热器、第一风机、第二风机、送风风机、 第一风阀、第二风阀、第三风阀、第四风阀、第五风阀、第一空气三通调节阀、第二空气三 通调节阀、第三空气三通调节阀；制冷组件包括制冷机、制冷机与太阳能热水的换热设备、 冷凝器、蒸发器、送风-水换热器、第三循环水泵、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀、 第五三通阀；太阳能热水生成组件通过溶液-热水换热器与溶液组件连接，溶液组件通过再生 器、除湿器与空气处理组件连接；太阳能热水生成组件通过送风-水换热器与空气处理组件连 接；太阳能热水生成组件通过制冷机与太阳能热水的换热设备连接制冷组件。太阳能热水生成组件中太阳能光热转换器连接保温热水箱输入端，保温热水箱下部设 置生物质热能发生器，保温热水箱输出端连接第一三通阀输入端，第一三通阀第二输出端依 次通过四通阀第二输入端、四通阀输出端连接冷水箱输入端；第一三通阀第一输出端通过第 一循环水泵连接热水分水器输入端，热水分水器第一输出端连接空调房间，热水分水器第二 输出端连接溶液-热水换热器的水侧输入端，溶液-热水换热器的水侧输出端连接四通阀输入 端，热水分水器第三输出端连接第二三通阀输入端，第二三通阀第一输出端连接制冷机与太 阳能热水的换热设备输入端，制冷机与太阳能热水的换热设备输出端连接第三三通阀第一输 入端，第二三通阀第二输出端连接第四三通阔第二输入端，第四三通阀输出端通过第三循环 水泵连接送风-水换热器的水侧输入端，送风-水换热器的水侧输出端连接第五三通阀的输入 端，第五三通阀第二输出端连接第三三通阀第二输入端，第五三通阀第一输出端通过蒸发器 连接第四三通阀第一输入端，第三三通阀输出端连接四通阀第三输入端，补充水管路连接四 通阀第一输入端，四通阀输出端连接冷水箱输入端，冷水箱输出端依次通过第二循环水泵、 流体冷却构件连接太阳能光热转换器。溶液组件中溶液-热水换热器的溶液侧输出端连接再生器溶液侧输入端'再生器溶液侧输出端连接浓溶液储液桶输入端，浓溶液储液桶输出端连接第六三通阀输入端，第六三通阀第二输出端连接第七三通阀第二输入端，第六三通阀第一输出端连接浓/稀溶液换热器第一输入端，浓/稀溶液换热器第一输出端连接溶液-冷却水换热器的溶液侧输入端，溶液-冷却水换热器的溶液侧输出端连接除湿器溶液侧输入端，除湿器溶液侧输出端连接浓/稀溶液换热器第二输入端，浓/稀溶液换热器第二输出端连接第七三通阀第一输入端，第七三通阀输出端连接稀溶液储液桶输入端，补充水管路通过截止阀连接稀溶液储液桶输入端，稀溶液储液桶出端通过溶液循环水泵连接溶液-热水换热器的溶液侧输入端。空气处理组件中空调房间的空气输出端连接第一风机输入端，第一风机输出端分为两本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于光谱分选的光伏发电和光热暖通高效利用装置，其特征在于该装置包括太阳能光谱分选组件、太阳能光伏发电组件和太阳能光热暖通组件；太阳能光谱分选组件包括太阳能光谱分选器（１）、太阳能光热转换器（２）、太阳能光伏电池组件（１６），太阳能光伏发电组件包括流体冷却构件（１５）、太阳能光伏电池组件（１６）、电能处理构件（１７），其中，太阳能光谱分选器（１）将接收到的太阳光分成用于光电转换和直接加热的两部分光，用于光电转换的光（１ｂ）送入太阳能光伏电池组件（１６）发电，由电能处理构件（１７）将电能输出；用于直接加热的光（１ａ）送入太阳能光热转换器（２）将光能转换成热能；流体冷却构件（１５）与太阳能光伏电池组件（１６）耦合，利用流体冷却构件（１５）回收光伏发电产生的耗散热能，同时提高光伏发电效率，流体冷却构件（１５）与太阳能光热暖通组件中的冷水箱（１４）连接，太阳能光热转换器（２）与太阳能光热暖通组件中的保温热水箱（４）连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈九法，薛琴，祝合虎，郑红旗，马健，安二铭，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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