家用微機控制太陽能能源自給系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】家用微機控制太陽能能源自給系統(tǒng)，是將以水作為工質(zhì)的閉路循環(huán)熱力系、發(fā)電系統(tǒng)、微型制氫儲氫裝置通過微機控制裝置集合控制構(gòu)成，所述熱力系由低位水箱、循環(huán)水泵、太陽能電池集熱管管排組合、膨脹機、真空泵、熱交換器、儲熱水箱、散熱器依次組成，并通過管道、閥門、電磁閥等連接構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)裝有溫度傳感器和壓力傳感器；發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池光伏發(fā)電裝置和與熱力系中膨脹機聯(lián)結(jié)的發(fā)電機構(gòu)成，另外發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置有用以儲存電能的蓄電池；微型制氫儲氫裝置主要由電解水制氫裝置和小型安全儲氫設(shè)備成；微機控制裝置用來控制整個系統(tǒng)的運行。通過對該微機控制太陽能能源自給系統(tǒng)的運用，為需要采暖和熱水以及電力和燃料的家庭或單位供暖和供熱水以及提供電力和氫燃料，達到能源自給或部分自給的目的。
【專利說明】家用微機控制太陽能能源自給系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能集熱和太陽能電池技術(shù)，工程熱力學(xué)，制氫儲氫技術(shù)，控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的太陽能熱水系統(tǒng)，只可以提供熱水。而現(xiàn)有太陽能發(fā)電系統(tǒng)不適合家庭使用。目前農(nóng)村家庭以及小城鎮(zhèn)的供暖由于沒有集中供熱系統(tǒng)，都是采取取暖爐或者空調(diào)，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是設(shè)計一種家用微機控制太陽能能源自給系統(tǒng)，以實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目的。
[0004]具體地說，家用微機控制太陽能能源自給系統(tǒng)，其是將以水作為工質(zhì)的閉路循環(huán)熱力系、發(fā)電系統(tǒng)、微型制氫儲氫裝置通過微機控制裝置集合控制構(gòu)成，所述熱力系由低位水箱、循環(huán)水泵、太陽能電池集熱管管排組合、膨脹機、真空泵、熱交換器、儲熱水箱、散熱器依次組成，并通過管道、閥門、電磁閥等連接構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)裝有溫度傳感器和壓力傳感器；發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池光伏發(fā)電裝置和與熱力系中膨脹機聯(lián)結(jié)的發(fā)電機構(gòu)成，另外發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置有用以儲存電能的蓄電池；微型制氫儲氫裝置主要由電解水制氫裝置和小型安全儲氫設(shè)備成；微機控制裝置用來控制整個系統(tǒng)的運行。
[0005]在太陽能電池集熱管的表面制備有薄膜太陽能電池。
[0006]微機控制裝置與蓄電池的開關(guān)、微型制氫儲氫裝置的開關(guān)、熱力系中循環(huán)水泵、發(fā)電機、太陽能電池集熱管管排組合、真空泵電連接。
[0007]太陽能電池集熱管，其表面制備有太陽能電池，而管內(nèi)通有循環(huán)水。循環(huán)水可以降低太陽能電池的溫度，有利提高太陽能電池的效率；另一方面循環(huán)水吸熱升溫提供熱能。本發(fā)明將太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱力發(fā)電、太陽能采暖和提供熱水集中到一個系統(tǒng)中，并通過微機控制，在有限的采光面積上盡可能多的獲取太陽能，使一個家庭或單位達到能源自給或部分自給的目的。以水作為工質(zhì)的閉路循環(huán)熱力系，該熱力系按朗肯循環(huán)運行。在太陽能電池集熱管的表面制備有薄膜太陽能電池。微機控制的微型制氫儲氫裝置，實現(xiàn)自動控制制氫儲氫。無論是提供采暖和熱水，還是熱力發(fā)電，當循環(huán)水泵停止后，由太陽能電池集熱管構(gòu)成的管排組合中的循環(huán)水全部流回低位水箱。
[0008]本發(fā)明使用該微機控制太陽能能源自給系統(tǒng)，讓家庭或單位擺脫或減少對石化燃料的過分依賴，加強對環(huán)境的保護。與目前廣泛使用的太陽能熱水器或太陽能光伏發(fā)電相比較，該微機控制太陽能能源自給系統(tǒng)對于家庭(或單位)已屬于太陽能大面積大規(guī)模運用。對用戶來說，使用運行和管理該系統(tǒng)有一定的難度，但可通過人員培訓(xùn)學(xué)習(xí)，使運行人員以及維修人員掌握必要的知識和技能。通過使用該系統(tǒng)還能提高用戶的科學(xué)素養(yǎng)。用戶也可以根據(jù)自身的具體情況，有選擇的選用該系統(tǒng)的一部分裝置。對于長年，或一年中大部分時間需要采暖而陽光較充裕的高寒地區(qū)用戶選用該系統(tǒng)應(yīng)能取得明顯的經(jīng)濟效果。氫燃料是綠色能源。氫氣的儲存可用兩種方式，其一是常壓或微壓儲氫，供給日常使用；其二加壓裝瓶儲氫。儲氫即是儲能，以豐補欠，四季均衡。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明原理示意圖。
[0010]圖號說明:1低位水箱2循環(huán)水泵3水管4太陽能電池集熱管管排組合5膨脹機6發(fā)電機7閥門8儲熱水箱10熱交換器11散熱器12蓄電池13微機控制裝置14制氫儲氫裝置15真空泵16安全閥17放水閥18進水閥19溢流管20電力輸出
【具體實施方式】
[0011]如圖給出了本發(fā)明具體實施。結(jié)構(gòu)組成:本系統(tǒng)主要由以下幾部分組成:
[0012]1、以水作為工質(zhì)的閉路循環(huán)熱力系(朗肯循環(huán))。該熱力系由低位水箱、循環(huán)水泵、太陽能電池集熱管管排組合、膨脹機、真空泵、熱交換器、儲熱水箱、散熱器等組成，并通過管道、閥門、電磁閥等連接構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)裝有溫度傳感器和壓力傳感器。
[0013]2、發(fā)電部分。發(fā)電由兩部分組成。一是太陽能電池光伏發(fā)電，另一個是與膨脹機聯(lián)結(jié)的發(fā)電機發(fā)電。另外設(shè)置有蓄電池，用以儲存電能，以備啟動系統(tǒng)，或在缺電時供電。
[0014]3、微型制氫儲氫裝置。主要由電解水制氫裝置和小型安全儲氫設(shè)備成。
[0015]4、微機控制裝置。用來控制整個系統(tǒng)的運行。
[0016]5、其它還有用來固定安裝各部分的結(jié)構(gòu)件。
[0017]工作過程和原理說明:
[0018]1、光伏發(fā)電。白天，太陽能電池集熱管受到陽光照射，其上的太陽能電池發(fā)電。由太陽能電池集熱管構(gòu)成的管排組合通過單個電池的串并聯(lián)組成電池陣列，并通過微機控制，或直接給用電器供電，或自動給蓄電池充電。
[0019]2、熱力發(fā)電。白天適時開啟微機。啟動真空泵和電磁閥抽除管道中的空氣，達到設(shè)定真空度自動關(guān)閉真空泵和電磁閥。太陽能電池集熱管管排組合(以下簡稱管排組合)受到太陽照射，溫度升高，溫度傳感器將信號傳送給微機，當溫度達到設(shè)定值時，循環(huán)水泵起動，將低位水箱中的循環(huán)水壓入管排組合。壓力水升溫后變?yōu)檎羝?，在膨脹機內(nèi)膨脹做功而驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。做功后的蒸汽流經(jīng)儲熱水箱中的熱交換器和散熱器，放熱后凝結(jié)為水流回低位水箱。當管排組合溫度降低到設(shè)定值時，由微機控制循環(huán)水泵停止，管排組合中的水流回低位水箱。當管排組合中的水溫達不到熱力發(fā)電要求時，通過閥門控制，僅提供采暖和熱水。
[0020]3、提供采暖和熱水。由管排組合產(chǎn)生的熱蒸汽做功后流經(jīng)儲熱水箱中的熱交換器和散熱器，同時也就提供了采暖和熱水，或由管排組合產(chǎn)生的熱水直接流經(jīng)儲熱水箱中的熱交換器和散熱器提供采暖和熱水。
[0021]4、整個系統(tǒng)的運行由微機控制。循環(huán)水泵的流量由微機控制，以獲取最大的熱能或電能。光伏發(fā)電和熱力發(fā)電產(chǎn)生的電力，通過微機控制，給用電器供電，或給蓄電池充電。氫氣站的運行也由微機控制。產(chǎn)出的電除給蓄電池充電和用電器用電外，多余的電由 氫氣站自動制氫儲氫。
【權(quán)利要求】
1.家用微機控制太陽能能源自給系統(tǒng)，其特征是將以水作為工質(zhì)的閉路循環(huán)熱力系、發(fā)電系統(tǒng)、微型制氫儲氫裝置通過微機控制裝置集合控制構(gòu)成，所述熱力系由低位水箱、循環(huán)水泵、太陽能電池集熱管管排組合、膨脹機、真空泵、熱交換器、儲熱水箱、散熱器依次組成，并通過管道、閥門、電磁閥等連接構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)裝有溫度傳感器和壓力傳感器；發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池光伏發(fā)電裝置和與熱力系中膨脹機聯(lián)結(jié)的發(fā)電機構(gòu)成，另外發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置有用以儲存電能的蓄電池；微型制氫儲氫裝置主要由電解水制氫裝置和小型安全儲氫設(shè)備成；微機控制裝置用來控制整個系統(tǒng)的運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述家用微機控制太陽能能源自給系統(tǒng)，其特征是在太陽能電池集熱管的表面制備有薄膜太陽能電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述家用微機控制太陽能能源自給系統(tǒng)，其特征是微機控制裝置與蓄電池的開關(guān)、微型制氫儲氫裝置的開關(guān)、熱力系中循環(huán)水泵、發(fā)電機、太陽能電池集熱管管排組合、真空泵電連接。
【文檔編號】F24J2/30GK103986415SQ201410221529
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】張軍平 申請人:張軍平