【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能光电光热与建筑一体化综合应用的热电冷联产系统，尤其涉及一种基于纳米流体光谱分束技术和热电冷独立调控的bipv/t系统的综合应用领域。
技术介绍
1、太阳能是主要的可再生能源之一，高效利用太阳能被认为是解决化石燃烧所带来问题的有效方法。太阳能作为一种质优量大的可再生能源，可同时产生电能和热能，其光电光热综合利用相比于单纯的太阳能光伏发电系统和太阳能集热系统，具有较高的综合利用效率，是一种颇具前景的太阳能利用方式。将其高效开发和深度利用并实现其建筑一体化，具有重要意义。
2、目前，面向建筑群体，发展应用太阳能pv/t热泵与建筑一体化技术，尤其是与热电冷联供，这将对建筑的能源供给与可再生能源的综合利用具有重要的现实意义和长远的发展意义。然而，对于传统的pv/t系统而言，由于其热能是通过回收光伏电池产生的热而获得的，pv板温度的升高会使光电转换效率降低。所以传统的pv/t系统因其表面热辐射损失大以及组件电池温度高等原因，使得光热和光电转化效率均较低。此外，由于光热与光电的耦合，使常规的bipv/t系统的综合转化效率也随之降低。
3、为解决这一问题，本专利技术提出了基于纳米流体光谱分束pv/t组件及热电冷独立调控的bipv/t系统，旨在通过对入射光线的过滤，从本质上实现了pv和pt的解耦，从而实现了单元的协同运行，独立调控。同时也获得了比传统pv/t系统更高品位的热能，进而达成了更高的光热和光电转换效率。组件与建筑屋面的结合，充分利用了建筑屋面这一空间资源，又因为这部分空间通常能接收到充足的阳光
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提出一种基于纳米流体光谱分束pv/t组件及热电冷独立调控的bipv/t系统。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种基于纳米流体光谱分束pv/t组件，包括菲涅尔透镜、集热模块以及光伏模块；所述的集热模块内含纳米流体通道，所述的光伏模块内含光伏电池层；所述的菲涅尔透镜位于最上层，光伏电池板放置于下层，菲涅尔透镜与光伏电池板之间放置纳米流体通道，纳米流体通道内填充有纳米流体。
4、进一步地，菲涅尔透镜、纳米流体通道与光伏电池层三者保持与屋面平行的布局。
5、进一步地，所述的基于纳米流体光谱分束pv/t组件的整体通过玻璃板包围并压合集成箱式结构，左右两侧留有纳米流体的进出口。
6、进一步地，基于纳米流体光谱分束pv/t组件与屋面一体化设计，屋面与基于纳米流体光谱分束pv/t组件之间设置通风通道。
7、进一步地，支架构件从屋面穿出，支架构件上方与组件支架固定连接，组件支架与基于纳米流体光谱分束pv/t组件固定连接，确保pv/t组件平行于屋面布置，支架构件下方固定在屋面细石混凝土层。在支架构件穿出部位，屋面经过打磨形成凹槽，与支架构件扣合。支架构件的材质选用耐腐蚀、高强度的材料。
8、一种热电冷独立调控的bipv/t系统，所述的热电冷独立调控的bipv/t系统包括基于纳米流体光谱分束pv/t组件和热泵系统，采用非直膨式系统形式。
9、进一步地，热泵系统包括依次连接的集热器/蒸发器、气液分离器、压缩机、储液罐、干燥过滤器、节流阀，以及蓄冷水箱和汇流器。所述的集热器/蒸发器的低温热源的入口和出口分别连接基于纳米流体光谱分束pv/t组件的纳米流体的出口和进口；集热器/蒸发器的高温热源的出口依次连接气液分离器、压缩机、蓄热水箱；纳米流体将分频过滤后余下波长的光束吸收并转化为热能，作为热泵系统的低温热源接入集热器/蒸发器，制冷剂在蒸发器内蒸发，完成由液态到气态的相变，同时吸收热量；经气液分离后过热蒸汽进入压缩机经过压缩过程变为高温高压气体；压缩机排汽进入位于蓄热水箱内的高效换热盘管冷凝，完成由气体到液体的相变，同时释放热量，提升蓄热水箱的水温。液体制冷剂经过储液罐、干燥过滤器、节流阀，实现节流，变为低温低压的气液混合态制冷剂，而后进入蒸发器内吸收热量，完成热泵系统的循环过程。
10、进一步地，所述的热电冷独立调控的bipv/t系统设置蓄冷水箱，蓄冷水箱与风机盘管末端连接，利用天空的长波辐射为建筑储冷，实现建筑夏季供冷。
11、进一步地，汇流器与光伏电池板连接，将光伏电池板产生的直流电进行汇总，然后与逆变器相连接，进一步对电能进行处理和分配。
12、进一步地，将逆变器串联接到断路器上并入电网，光电系统实时发电功率和发电量由监控器及路由器记录并上传到数据库中储存。
13、进一步地，该系统配备了能源存储设备，通过能源存储与调配策略，应对建筑冷热负荷需求的变化。
14、本专利技术的有益效果：
15、基于纳米流体光谱分束技术的pv/t组件是pv/t热泵系统与建筑一体化的关键部件，其根据光伏电池的带隙，将入射的太阳光在带隙波长处分束，使不同波长光分别用于发电和产热，从本质上实现了光电部分与光热部分的解耦。同时也获得了比传统pv/t系统更高品位的热能，从而平衡光电和光热转换性能，实现了全光谱高效利用进而提升了太阳能的综合利用效率。
16、基于纳米流体光谱分束pv/t组件及热电冷独立调控的bipv/t系统具体是指将该基于纳米流体的pv/t组件与建筑屋面结合而成的pv/t屋面作为建筑结构的一部分，并在建筑中承担部分功能。系统与建筑一体化最显著的特点是组件是围护结构的一部分，所以它能直接减少组件的占地面积，减少组件支撑结构、框架以及原有建筑材料，降低系统成本。组件与建筑屋面相结合，隔断了原屋面对太阳辐射的吸收以及与周围环境间的对流、辐射换热。与此同时，pv/t组件还将太阳辐射转化为电能和热能并输出，由此直接改变了pv/t围护结构内部热量传递过程，有效降低了室内冷热负荷波动和建筑综合能耗。另外，pv/t组件与屋面的结合增强了围护结构的蓄热性能，使得光伏建筑的冷负荷峰值较普通建筑稍有延迟。其次，在能源供应方式上，基于这种形式的bipv/t系统产生的电能和热能可就近供建筑使用，采用分布式的能源供应方式，降低了输送过程中的能量损失，在满足建筑物所需能源的情况下，也使得系统的性能也得到提高。
17、综上，基于纳米流体光谱分束pv/t组件及热电冷独立控制的bipv/t系统改变了传统的建筑供能方式，为建筑绿色、低碳、可持续发展开辟了新的道路。
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1.一种基于纳米流体光谱分束PV/T组件，其特征在于，包括菲涅尔透镜、集热模块以及光伏模块；所述的集热模块内含纳米流体通道，所述的光伏模块内含光伏电池层；所述的菲涅尔透镜位于最上层，光伏电池板放置于下层，菲涅尔透镜与光伏电池板之间放置纳米流体通道，纳米流体通道内填充有纳米流体。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米流体光谱分束PV/T组件，其特征在于，菲涅尔透镜、纳米流体通道与光伏电池层三者保持与屋面平行的布局。
3.根据权利要求1所述的一种基于纳米流体光谱分束PV/T组件，其特征在于，所述的基于纳米流体光谱分束PV/T组件的整体通过玻璃板包围并压合集成箱式结构，左右两侧留有纳米流体的进出口。
4.根据权利要求1所述的一种基于纳米流体光谱分束PV/T组件，其特征在于，基于纳米流体光谱分束PV/T组件与屋面一体化设计，屋面与基于纳米流体光谱分束PV/T组件之间设置通风通道。
5.根据权利要求1所述的一种基于纳米流体光谱分束PV/T组件，其特征在于，支架构件从屋面穿出，支架构件上方与组件支架固定连接，组件支架与基于纳米流体光谱分束PV/
6.一种热电冷独立调控的BIPV/T系统，其特征在于，所述的热电冷独立调控的BIPV/T系统包括权利要求1-5任一一种基于纳米流体光谱分束PV/T组件和热泵系统，热泵系统采用非直膨式系统形式。
7.根据权利要求6所述的一种热电冷独立调控的BIPV/T系统，其特征在于，热泵系统包括依次连接的集热器/蒸发器、气液分离器、压缩机、储液罐、干燥过滤器、节流阀，以及蓄冷水箱和汇流器；所述的集热器/蒸发器的低温热源的入口和出口分别连接基于纳米流体光谱分束PV/T组件的纳米流体的出口和进口；集热器/蒸发器的高温热源的出口依次连接气液分离器、压缩机、蓄热水箱；纳米流体将分频过滤后余下波长的光束吸收并转化为热能，作为热泵系统的低温热源接入集热器/蒸发器，制冷剂在蒸发器内蒸发，完成由液态到气态的相变，同时吸收热量；经气液分离后过热蒸汽进入压缩机经过压缩过程变为高温高压气体；压缩机排汽进入位于蓄热水箱内的高效换热盘管冷凝，完成由气体到液体的相变，同时释放热量，提升蓄热水箱的水温；液体制冷剂经过储液罐、干燥过滤器、节流阀，实现节流，变为低温低压的气液混合态制冷剂，而后进入蒸发器内吸收热量，完成热泵系统的循环过程。
8.根据权利要求6所述的一种热电冷独立调控的BIPV/T系统，其特征在于，所述的热电冷独立调控的BIPV/T系统设置蓄冷水箱，蓄冷水箱与风机盘管末端连接，利用天空的长波辐射为建筑储冷，实现建筑夏季供冷。
9.根据权利要求6所述的一种热电冷独立调控的BIPV/T系统，其特征在于，汇流器与光伏电池板连接，将光伏电池板产生的直流电进行汇总，然后与逆变器相连接，进一步对电能进行处理和分配；将逆变器串联接到断路器上并入电网，光电系统实时发电功率和发电量由监控器及路由器记录并上传到数据库中储存。
10.根据权利要求6所述的一种热电冷独立调控的BIPV/T系统，其特征在于，该系统配备了能源存储设备，通过能源存储与调配策略，应对建筑冷热负荷需求的变化。
...【技术特征摘要】
1.一种基于纳米流体光谱分束pv/t组件，其特征在于，包括菲涅尔透镜、集热模块以及光伏模块；所述的集热模块内含纳米流体通道，所述的光伏模块内含光伏电池层；所述的菲涅尔透镜位于最上层，光伏电池板放置于下层，菲涅尔透镜与光伏电池板之间放置纳米流体通道，纳米流体通道内填充有纳米流体。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米流体光谱分束pv/t组件，其特征在于，菲涅尔透镜、纳米流体通道与光伏电池层三者保持与屋面平行的布局。
3.根据权利要求1所述的一种基于纳米流体光谱分束pv/t组件，其特征在于，所述的基于纳米流体光谱分束pv/t组件的整体通过玻璃板包围并压合集成箱式结构，左右两侧留有纳米流体的进出口。
4.根据权利要求1所述的一种基于纳米流体光谱分束pv/t组件，其特征在于，基于纳米流体光谱分束pv/t组件与屋面一体化设计，屋面与基于纳米流体光谱分束pv/t组件之间设置通风通道。
5.根据权利要求1所述的一种基于纳米流体光谱分束pv/t组件，其特征在于，支架构件从屋面穿出，支架构件上方与组件支架固定连接，组件支架与基于纳米流体光谱分束pv/t组件固定连接，确保pv/t组件平行于屋面布置，支架构件下方固定在屋面细石混凝土层；在支架构件穿出部位，屋面经过打磨形成凹槽，与支架构件扣合；支架构件的材质选用耐腐蚀、高强度的材料。
6.一种热电冷独立调控的bipv/t系统，其特征在于，所述的热电冷独立调控的bipv/t系统包括权利要求1-5任一一种基于纳米流体光谱分束pv/t组件和热泵系统，热泵系统采用非直膨式系统形式。
7.根据权利要求6所述的一种热电冷独立调控的bi...
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