浅谈光电集热器在别墅热水系统中的应用

随着人们节能意识和环保意识的提高,太阳能利用越来越得到人们的认可,安装太阳能热水系统的用户也日益增多,并且随着太阳能产业的日益成熟,太阳能用户对太阳能产品功能的要求也越来高,特别是别墅型用户需要的智能型安全太阳热水系统。别墅型用户的特点是:不经常在别墅中居住,只要使用就要求太阳能热水系统提供足够理想热水。这样就要求太阳热水系统平时在没人居住时也得工作,并且要安全无隐患的工作。

我们知道,一般热水系统通过集热器与贮水箱的温差循环来实现热量的转换从而实现加热水箱中的水,其系统控制与水泵的运行使用的是市电。若房主人长时间不在家,系统为维持水箱中的水温会长时间工作,消耗掉大量不必要的电能,用户会感觉用太阳能是没有必要的;若长时间不在家而关掉系统,一是回家后得不到及时使用热水,更重要的是集热器在外面空晒,真空管及集热器流道的温度可达到300℃左右,长期空晒会严重损害集热器性能,大大降低集热器使用寿命。(图1)

光电集热器是将太阳能光伏发电与集热器有机结合的一种新型集热器,它既能集热又能发电,阳光下同时输出热能与电能。(图2)

1. 光电集热器应用

直接利用光电集热器的发电功能运用直流变频泵(耐高温110℃)实现集热系统运行,即将光伏组件输出端线直接与水泵相连,中间不需任何控制装置,完全由阳光辐照强度来决定系统运行状态。辐照强则集热强,同时发电量也大直流泵运转也快及时进行集热器与水箱间的换热循环;辐照弱则集热弱,发电少水泵运转慢,亦能有效进行热循环,避免热量流逝。(图3)

2. 光电集热器应用

光电集热器添加散热系统与集热系统主管道并联,通过定温启动散热系统解决集热系统过热问题。(图4)

上面所示系统,由光伏组件提供电源通过控制系统控制直流泵站、电磁阀工作,可设置一固定温度(如:70℃),若70℃以下则电磁阀3、4打开,直流泵站1工作完成热水功能;若集热器温度超过70℃,则电磁阀1、2打开,直流泵站2工作完成散热功能。这样既能集热又能把多余热量散掉,可以有效保护集热器,保证集热器实用的长久性。同时用光伏发电提供动力又节约了能源。

综上所述,光电集热器受光伏组件成本及光伏组件光电转化效率的制约,只能提供有限的能源,不能大规模使用在工程热水系统中,使用在别墅性热水系统上是比较合适的,只要合理计算好光伏发电功率及负载功率、选择好合适的直流泵,为别墅型客户提供优质的热水服务是没有问题的。

【文章编号】1006-9224(2010)08-0008-02