一种带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统的制作方法

本发明涉及清洁能源技术领域，具体而言，涉及一种带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统。

背景技术：

近年来传统能源大量消耗，储量日渐枯竭，燃烧传统能源带来的环境问题也日渐严重，在节能减排的政策下，推进新能源的发展迫在眉睫，在可再生能源中，太阳能以其巨大的储量、开发成本低、环保低碳等特点得到了广泛的应用，成为最具规模与发展潜力的能源，光伏发电是太阳能利用的一个重要形式。如果能够充分利用光伏发电生产蒸汽，将会降低制取蒸汽的成本，改善生态环境。

现有利用光伏发电的供热系统主要利用太阳集热器和光伏发电系统将太阳能转换为电能，再通过复杂的蒸汽制取结构制取蒸汽，输出的蒸汽不平稳。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，其能够平稳地输出蒸汽。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，其包括光伏电池组件、储热组件、蒸汽生产组件和调节组件；

所述光伏电池组件与所述储热组件电连接，以将电能转换为热能；

所述蒸汽生产组件设置在所述储热组件的输出端，以利用由所述储热组件输出的热能制作蒸汽；

所述调节组件用于调节所述蒸汽生产组件输出的蒸汽的温度和压力。

在本发明较佳的技术方案中，上述带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，所述储热组件包括储热体和直流加热丝；

所述直流加热丝设置在所述储热体的内部，并与所述光伏电池组件电连接。

在本发明较佳的技术方案中，上述带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，所述储热体由合金固体材料堆砌成型；

所述储热体内部间隔设置有多条热风通道。

在本发明较佳的技术方案中，上述带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，所述直流加热丝设置在所述热风通道的内壁上。

在本发明较佳的技术方案中，上述带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，所述蒸汽生产组件包括换热装置、蒸汽汽包和储水箱；

所述换热装置正对所述储热组件的输出端设置，且所述换热装置的输入端和输出端均通过连通管与所述蒸汽汽包连通；

所述蒸汽汽包通过补水水管与所述储水箱连通。

在本发明较佳的技术方案中，上述带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，所述蒸汽生产组件还包括蒸汽分气缸；

所述蒸汽分气缸与所述蒸汽汽包连通；

所述蒸汽分气缸上设置有多个蒸汽输出管，所述蒸汽输出管上设置有蒸汽流量调节阀。

在本发明较佳的技术方案中，上述带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，所述换热装置为螺旋金属翅片管式换热器。

在本发明较佳的技术方案中，上述带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，所述调节组件包括变频风机；

所述变频风机正对所述热风通道的进风口设置。

在本发明较佳的技术方案中，上述带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，所述换热装置与所述调节组件之间设置有热风回流道；

所述热风回流道用于将所述储热组件输出端处的热风输送至所述储热组件的输入端。

在本发明较佳的技术方案中，上述光带蒸汽换热装置的伏发电储热系统，所述带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统还包括保温外罩；

所述储热组件、所述换热装置和所述调节组件设置在所述保温外罩内部。

本发明的有益效果是：本发明提供的带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统包括光伏电池组件、储热组件、蒸汽生产组件和调节组件；所述光伏电池组件与所述储热组件电连接，以进行电/热转换；所述蒸汽生产组件设置在所述储热组件的输出端，以利用由所述储热组件输出的热能制作蒸汽；所述调节组件用于调节所述蒸汽生产组件所输出蒸汽的温度和压力。光伏电池组件转换出来的直流电通过储热组件进行电/热转换，并将热能进行存储，调节组件能够驱动储热组件产生的空气热能输送至蒸汽生产组件，并调节蒸汽生产组件所输出蒸汽的温度和压力，从而实现蒸汽高质量、平稳地输出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统的第二种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统的第三种结构示意图。

图中：

100－光伏电池组件；101－直流导线；200－储热组件；201－储热体；202－直流加热丝；203－热风通道；300－蒸汽生产组件；301－换热装置；302－蒸汽汽包；303－储水箱；304－补水水管；305－连通管；306－蒸汽分气缸；307－蒸汽流量调节阀；308－补水泵；400－调节组件；401－变频风机；500－热风回流道；600－保温外罩；700－设备基础；800－蒸汽用户；900－电用户。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，其包括光伏电池组件100、储热组件200、蒸汽生产组件300和调节组件400；

所述光伏电池组件100与所述储热组件200电连接，以进行电/热转换；

所述蒸汽生产组件300设置在所述储热组件200的输出端，以利用由所述储热组件200输出的热能制作蒸汽；

所述调节组件400用于调节所述蒸汽生产组件300所输出蒸汽的温度和压力。

本实施例提供的光伏发电组件中，光伏电池组件100用于将太阳能转换为电能；光伏电池组件100产生的直流通过储热组件200进行电/热转换，并将热能进行存储，储热组件200能够存储空气热能也能够输出空气热能，输出的空气热能为蒸汽生产组件300利用并制作出蒸汽。调节组件400能够驱动储热组件200产生的空气热能输送至蒸汽生产组件300，并调节蒸汽生产组件300所输出蒸汽的温度和压力，从而实现蒸汽高质量、平稳地输出。

在上述技术方案中，进一步的，所述储热组件200包括储热体201和直流加热丝202；

所述直流加热丝202设置在所述储热体201的内部，并与所述光伏电池组件100电连接。

直流加热丝202为储热体201的加热元件，通过直流导线101与直流加热丝202电连接。直流加热丝202的直流电源来自光伏电池组件100，与现有直流转换交流再进行加热的技术相比，采用直流加热技术投资成本低，故障率低。

在上述技术方案中，进一步的，所述储热体201由合金固体材料堆砌成型；

所述储热体201内部间隔设置有多条热风通道203。

本实施例中，储热体201由合金固体材料堆砌而成，内部阵列设置多条热风通道203，蒸汽生产组件300设置在靠近热风通道203其中一个端部(即储热组件200的输出端)的位置上，以便于充分利用储热组件200输出的热能；调节组件400设置在靠近热风通道203的另一个端部的位置上，方便根据蒸汽生产组件300所输出蒸汽的温度和压力控制储热组件200中热能的释放量，从而调节蒸汽生产组件300输出蒸汽的温度和压力。热风通道203作为空气热能的传输通道，能够提高了空气热能的传输效率。

在上述技术方案中，进一步的，所述直流加热丝202设置在所述热风通道203的内壁上。

直流加热丝202能够设置在相邻两条热风通道203之间，也能够设置在每条热风通道203的内壁上，本实施例将直流加热丝202设置在热风通道203的内壁上，能迅速传递热能，提高热能的转换效率。

在上述技术方案中，进一步的，所述蒸汽生产组件300包括换热装置301、蒸汽汽包302和储水箱303；

所述换热装置301正对所述储热组件200的输出端设置，且所述换热装置301的输入端和输出端均通过连通管305与所述蒸汽汽包302连通；

所述蒸汽汽包302通过补水水管304与所述储水箱303连通。

蒸汽汽包302设置在换热装置301的上部空间，换热装置301的底端为输入端，换热装置301的顶端为输出端。蒸汽汽包302的输入端和输出端均通过连通管305与蒸汽汽包302连通；储水箱303通过补水水管304与蒸汽汽包302连通，补水水管304上设置有补水泵308，以便于根据需要对蒸汽汽包302进行补水。

在上述技术方案中，进一步的，所述蒸汽生产组件300还包括蒸汽分气缸306；

所述蒸汽分气缸306与所述蒸汽汽包302连通；

所述蒸汽分气缸306上设置有多个蒸汽输出管，所述蒸汽输出管上设置有蒸汽流量调节阀307。

通过蒸汽分气缸306和多个蒸汽输出管对蒸汽进行分配，避免所有管路有蒸汽汽包302接出，降低了管路的布置成本；在蒸汽输出管上设置蒸汽流量调节阀307方便蒸汽用户800根据需求取用。

在上述技术方案中，进一步的，所述换热装置301为螺旋金属翅片管式换热器。

螺旋金属翅片管式换热器的换热面积大，换热效果好。

在上述技术方案中，进一步的，所述调节组件400包括变频风机401；

所述变频风机401正对所述热风通道203的进风口设置。

本实施例中，变频风机401朝向热风通道203的进风口设置，通过变频风机401的自动调节运行频率功能增加或减少空气热能流量，从而控制储热组件200释放空气热能的量，实现空气热能的稳定输出。本实施例的调节组件400还包括温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器设置在蒸汽汽包302中，并与变频风机401电连接，温度传感器和压力传感器能够采集蒸汽汽包302中产生蒸汽的温度值和压力值，变频风机401根据采集到的温度值和压力值自动调节运行频率。

在上述技术方案中，进一步的，所述换热装置301与所述调节组件400之间设置有热风回流道500；

所述热风回流道500用于将所述储热组件200输出端处的热风输送至所述储热组件200的输入端。

为充分利用空气热能，本实施例在换热装置301和调节组件400之间设置热风回流道500，热风回流道500的输入端与换热装置301所在空间连通，热风回流道500的输出端与调节组件400所在空间连通，换热装置301没有充分利用的空气热能经过热风回流道500进入到储热组件200远离换热装置301的一侧，在调节装置的吹送作用下，经过热风通道203后输出，被换热装置301再次利用。

在上述技术方案中，进一步的，所述带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统还包括保温外罩600；

所述储热组件200、所述换热装置301和所述调节组件400设置在所述保温外罩600内部。

本实施例中，保温外罩600搭设在设备基础700上，储热组件200、换热装置301和调节组件400均设置在保温外罩600的内部，保温外罩600能够有效防止内部的空气热能发生损失。

带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统的工作原理是：先启动补水泵308将储水箱303中的软化水通过补水水管304送入蒸汽汽包302中，使蒸汽汽包302中水位达到饱和蒸汽的水位，接通从光伏电池组件100传输过来的直流电，使带纳米材料保温外罩600的合金固体材料堆砌而成热风通道203中的直流加热丝202发热，合金固体材料温度升高到300℃～500℃区间内时，就具有输出用户200℃饱和蒸汽能力，启动变频风机401，在正压力下将热风通道203中的空气热能送到换热装置301的表面上，空气热能与换热装置301中的水进行热交换，在水重力压差的作用下保持换热装置301与蒸汽汽包302之间的热循环，通过变频风机401的自动调节运行频率功能增加空气热能流量，使合金固体材料制成的储热体201释放更多的空气热能，最终使带蒸汽换热装置301的光伏发电储热系统输出稳定蒸汽。

第二实施例

请参照图2，本实施例提供一种带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，该系统是第一实施例提供的带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统的进一步改进，因此第一实施例中已经描述的技术方案也属于本实施例，在此不再赘述。

具体的，本实施例的热风回流道500引出至保温外罩600的外部，能够将换热装置301未充分利用的空气热能进行再次利用。

第三实施例

请参照图3，本实施例提供一种带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统，该系统是第一实施例提供的带蒸汽换热装置的光伏发电储热系统的进一步改进，因此第一实施例中已经描述的技术方案也属于本实施例，在此不再赘述。

具体的，光伏电池组件100还与电用户900连接，当蒸汽用户800不使用蒸汽时，光伏电池组件100还能够为电用户900提供电能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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