太陽能熱電聯供設備熱電聯供系統技術及應用

摘要：分析了解太陽能光伏發電和光熱熱水兩種能量輸出的“太陽能熱電聯供設備”，以深圳市尚新熱電能源科技有限公司的太陽能熱電聯供設備在實踐應用中的成功經驗為例，它顛覆了現有市場上的普通光伏發電板和純粹的真空管熱水器的傳統概念，真正將太陽的能量利用到極致，真正具備光伏發電和光熱熱水雙重能源輸出的能力。

0引言

“新型高效太陽能熱電綜合利用系統”這一核心技術是我國太陽能綜合利用領域的重大突破，它的發明并生產標志著我國集光伏發電、光熱供暖兼備的高效太陽能熱電聯供設備，全面產業利用已經進入高速發展的快車道，該設備單機實現了光伏發電、光熱熱水的強大能源輸出，是目前市場上太陽能利用率最高的產品，該產品功能上是光伏、光熱的綜合體，光伏發電部分比平板光伏組件使用的單晶硅電池少，具備散熱裝置，工作溫度穩定，使用壽命長；光熱熱水部分比真空管熱水器出水溫度高、流量大、壽命長，特別是在高寒地區，在環境溫度極低條件下，普通真空管已經完全喪失功能，空氣源設備基本演變為電老虎，而太陽能熱電聯供系統仍然能夠不耗能源輸出高溫熱水，能夠擔當起北方地區冬季供暖的重任，為節約資源和實現綠色環保做出貢獻。

1太陽能熱電聯供設備聚光原理

太陽能熱電聯供設備是在碟式聚光原理的基礎上改進而成。由反光盤、圓柱型儲水罐、聚光硅電池以及超白鋼化玻璃組成。達到一機具備中高溫熱水雙重功率輸出的優異功能，該太陽能光伏光熱一體機屬于原創性新產品，具有發明專利，是目前性價比最高的太陽能產品。
傳統的固定式真空管只能生產熱水，傳統的光伏板只能發電，而太陽能熱電聯供產品將它們合二為一：太陽光經過聚焦后均勻照射在焦點中的電池片上，即刻產生強勁的直流電，聚焦后的巨大熱量又能將鋁罐中的水加熱，生產出大量高溫熱水，利用保溫水箱將高溫水儲存，中國供熱信息網了解到通過水泵循環供用戶使用。本系統采用自動跟蹤太陽的電動高強度支架，全天候自動跟蹤太陽運動，能最大限度地利用太陽能資源。18個聚能盤一天能夠產生2000L高溫熱水，足以給50m2房間供暖。
太陽能熱電聯供設備及技術應用

2太陽能熱電綜合系統結構

2.1太陽能熱電綜合產品結構
太陽能熱電綜合產品結構是以圓形聚光盤將太陽光聚焦在中間焦點處，焦斑位置安放聚光太陽電池，電池后面是圓柱型鋁罐，有進水接口和出水接口。產品表面有特殊超白鋼化玻璃覆蓋，與盤面形成密封空間，有效保護反射面及內部太陽電池，延長產品的使用壽命。

2.2 太陽能熱電綜合系統支架
太陽能熱電綜合系統運作的基本架構為：在支架上固定安裝若干個（18或34個）太陽能熱電綜合設備，智能跟蹤系統驅動整個支架，沿著太陽運行軌道自動跟蹤太陽，使之達到垂直照射最佳角度，以獲得最大的太陽能量。太陽照射到聚能盤中間的焦點處，聚焦能量非常強烈，34個聚能盤的系統，一天能產出3.5t熱水。
支架尺寸最大為4.8m×6.7m，承重2.5t，立柱高度為3.8m，最高點離地面為7.3m，傾斜角度達82°，設備承重強度大、跟蹤驅動力量大、跟蹤精度高，完全能夠滿足客戶對使用壽命的要求，支架模塊化設計、生產，標準件出廠，相同部件能夠互換，現場組裝簡易、方便；支架回轉電機及推桿電機使用壽命超過10年。中國供熱信息網了解到跟蹤系統及支架能達到的最大角度為82°，且任意一個角度都能到達。

3 太陽能熱電聯供設備的應用：
太陽能熱電聯供系統適應目前中國的政策要求和經濟發展需求，是小中大型熱水供暖站、家庭小型分布式太陽能電站、北方冬季太陽能供暖、需求中高溫熱水用戶的首選設備。用戶包括別墅、酒店、供暖站、農業蔬菜大棚、工業食品加工廠、學校、綠色建筑、邊防哨所、政府部門、工業領域等，工業領域如印染廠、紡織廠、食品干燥廠等高耗能的企業，可以通過太陽能對用水進行預加熱，作為現在工業鍋爐的補充能源。
一個聚能盤，能夠產生130kW·h/年以上的電力，同時在減少CO2、吸收粉塵等方面的功效，相當于四棵樹的環保效應。綜上所述，本設備能節省大量燃煤，減少PM2.5粉塵排放，減少CO2排放，減輕國家環保壓力，成為治霾利器。
太陽能熱電聯供冬季采暖系統

4電磁加熱設備原理
電磁加熱設備的熱效率，可高達92%，而普通電熱絲的熱效率一般只有55%左右，能提高30%左右的能源利用率。中國供熱信息網了解到電磁加熱系統銅線本身不發熱，是高頻電流通過銅線轉換成高頻磁場，磁場使鋼管發熱，直接加熱管子內部的水，因而熱效率非常高，而且不銹鋼管外有保溫層，其熱損耗低，又能提高節能效率，根據需要，甚至可以生產溫度高達200℃蒸汽，擴大了供熱的應用范圍。

本設備可配套利用時間控制及溫度自動控制雙重智能電磁能源控制，充分利用國家電網晚間電谷半價優惠電價，大量加溫集熱，將熱水利用本系統的保溫水箱儲存起來，絕對保障采暖熱源的充分供應，用戶既能大幅度減少費用支出，又能保障冬季供暖的安全可靠，同時清潔環保無污染。

5太陽能熱電聯供冬季采暖系統
一個普通電熱采暖系統，一天需要支出100元的采暖電費，而達到相同功率效果的電磁加熱系統，在完全不用太陽能的情況下，由于電磁能的高效率可以節約30%的電費，即電磁采暖一天只需要70元的電費。如果再采用晚間半價電費階段大量加溫儲熱，第二天白天供熱，那么理論上只需要35 元的電費支出，再加上北方地區國家補貼，又大幅度減少了支出。

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