一种太阳能光伏光热耦合生物质能的联合供暖供热系统
技术领域
本实用新型属于可再生能源利用领域，具体涉及一种太阳能光伏光热耦合生物质能的联合供暖供热系统。
背景技术
目前我国的采暖供热方式主要包括燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉、户用零散生物质锅炉等。由于燃料供应、大气污染、成本高等不同因素，这些供暖或供热方式均存在一定局限性或应用困难。在此背景下上，太阳能采暖供热得到了发展，其系统是利用太阳能集热器收集太阳辐射并转化成热能，以液体作为传热介质，以水作为储热介质，热量经由散热部件送至室内进行供暖，这是一种绿色可持续的采暖供热方式之一。
采暖供热一般要求热源具有稳定性、持续性和高可靠性，但目前太阳能采暖供热存在如下问题，不能很好的于采暖供热需求匹配，如：1)太阳能辐照的不稳定性导致集热量时多时少，导致热量输出稳定性较差；2)太阳能的周期性导致白天集热量较多，夜间没有热量输入，造成了热量输出不能持续稳定；3)受阴雨的影响太阳能具有间断性，造成了集热量的可靠性不能保证。
鉴于以上问题，开发一个高效低成本的太阳能采暖供热系统是一个亟待解决的问题。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种太阳能光伏光热耦合生物质能的联合供暖供热系统，集热模块和供热模块解耦，引入储热模块，实现集热和供热过程解耦，引入光伏模块，进一步增加系统经济性。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种太阳能光伏光热耦合生物质能的联合供暖供热系统，包括集热模块、储热模块、换热模块、供暖/供热空间、电加热模块、生物质补热模块以及光伏模块；
集热模块和储热模块连通形成传热介质回路，以使传热介质将太阳能热量传递至储热模块中的储热介质；
储热模块和换热模块连通形成换热介质回路，以使储热介质将储热模块中的热量传递至供暖介质；
换热模块和供暖/供热空间连通形成供热介质回路，以使供暖/供热介质将热量传递至供暖/ 供热空间；
电加热模块和储热模块连通形成储热介质回路，以使太阳能光伏产生的能量传递至储热模块；
生物质补热模块和储热模块连通形成储热介质回路，以使生物质燃烧获得热量传递至储热模块；
传热介质回路、换热介质回路、供热介质回路以及储热介质回路中均设置有动力装置；
光伏模块通过电缆与动力装置和电加热模块相连，对动力装置和电加热模块进行供电。
集热模块包括若干个槽式集热器，槽式集热器串联。
储热模块包括若干高温储罐、若干低温储罐和储热介质，其中吸收传热介质热量的储热介质存储于高温储罐，与供暖介质换热后的储热介质存储于低温储罐。
换热模块包括若干个换热器，换热器通过串联或并联方式连接。
电加热模块包括若干电加热器，电加热器串联。
生物质补热模块采用生物质直燃锅炉。
光伏模块包括若干太阳能电池方阵、蓄电池组、控制器和逆变器，太阳能电池方阵的输出端连接蓄电池组的输入端，蓄电池组的输出端连接逆变器的输入端，控制器连接蓄电池和逆变器控制端。
太阳能电池方阵中的电池组件采用单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池。
传热介质为导热油、熔盐或水；储热介质为导热油或水；供暖介质为水。
动力装置为输送流体或使流体增压的机械。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果，
1)集热模块和供热模块解耦，引入储热模块，实现集热和供热过程解耦，根据太阳能辐照强度实时调整集热模块的集热功率实现太阳能的收集并将其存储到储热模块中；根据供暖/ 供热空间实时所需要的热量调整供热模块的换热功率，实现储热模块的热量实时调出满足供暖供热的需求；
2)引入光伏模块，利用光伏对系统耗电设备进行供电，降低系统外购电量，能大幅降低成本提高经济性，同时根据光伏发电的波动性配置电加热模块，多余的光伏电能通过电加热器转换为热能存储于储热模块，用于供暖供热，进一步增加系统经济性；
3)配置生物质补热模块，在系统中引入生物质作为辅助燃料，一方面可以应对长时间缺少太阳能热量输入的情况时仍然可以实现整个系统不间断运行，大大提高系统可靠性；另一方面辅助燃料的存在可以减小储热模块的规模，减小供暖供热系统整体造价，降低供暖供热成本。
附图说明
图1为一种可实施的太阳能光伏光热耦合生物质能的联合供暖供热系统示意图。
附图中，1-集热模块；2-储热模块；3-换热模块；4-供暖/供热空间；5-光伏模块；6-生物质补热模块；7-电加热模块；8-第一动力装置；9-第二动力装置；10-第三动力装置；11-第四动力装置；12-第五动力装置。
具体实施方式
本实用新型提供了一种太阳能光伏光热耦合生物质能的联合供暖供热系统，下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，本实用新型一种太阳能光伏光热耦合生物质能的联合供暖供热系统，包括集热模块1、储热模块2、换热模块3、供暖/供热空间4、第一动力装置8、第二动力装置9、第三动力装置10、第四动力装置11、第五动力装置12、光伏模块7、电加热模块5和生物质补热模块6；
集热模块1和储热模块2连通形成传热介质回路，集热模块1至储热模块2的管路上设置有第一动力装置8，储热模块2和换热模块3连通形成换热介质回路，储热模块2至换热模块 3的管路上设置有第二动力装置；
换热模块3和供暖/供热空间4连通形成供热介质回路，换热模块3至供暖/供热空间4的管路上设置有第三动力装置10；生物质补热模块6和储热模块2连通形成储热介质回路，生物质补热模块6至储热模块2的管道上设置有第五动力装置12，电加热模块5和储热模块2 连通形成储热介质回路，储热模块2至电加热模块5的管路上设置有第四动力装置11；
电加热模块5、第一动力装置8、第二动力装置9、第三动力装置10、第四动力装置11以及第五动力装置12均连接光伏模块7，光伏模块7为电加热模块5、第一动力装置8、第二动力装置9、第三动力装置10、第四动力装置11以及第五动力装置12供电。
集热模块1包括若干个槽式集热器，槽式集热器串联，集热模块1用于吸收太阳能并将太阳能传递给流经集热模块1的液体传热介质；
储热模块2包括储热介质以及用于存储储热介质的设备组成，用于存储集热模块1收集的太阳热能或用于储存通过电加热模块5传递给储热介质的热能或用于储存生物质补热模块6 产生的热能；换热模块3包括若干个换热器，换热器通过串联或并联方式连接，用于储热介质与供暖介质间的热交换；供暖/供热空间4的热量输入维持供暖/供热空间4在设定的温度区域；
第一动力装置8、第二动力装置9、第三动力装置10、第四动力装置11以及第五动力装置12用于驱动管道中的液体介质在回路中循环。
光伏模块7包括若干太阳能电池板组件，光伏模块7用于将太阳能转换为电能，为第一动力装置8、第二动力装置9、第三动力装置10、第四动力装置11以及第五动力装置12或电加热模块5提供电能；储热模块2包括若干高温储罐、若干低温储罐和储热介质，其中吸收传热介质热量的储热介质存储于高温储罐，与供暖介质换热后的储热介质存储于低温储罐。
可选的，动力装置采用循环泵。
换热模块3包括若干个换热器，换热器通过串联或并联方式连接；
电加热模块5包括若干电加热器，用于将光伏模块7多余的电能转换为热能传递给储热介质；
生物质补热模块6采用生物质直燃锅炉，用于燃烧生物质产生热量；
集热模块1、储热模块2和第一动力装置8通过管道形成一液体回路，以使传热介质将太阳能热量传递至储热模块2中的储热介质；储热模块2、第二动力装置9和换热模块3通过管道形成一液体回路，以使储热介质将储热模块2中的热量传递至供暖介质；换热模块3、第三动力装置10和供暖/供热空间4通过管道形成一液体回路，以使供暖/供热介质将热量传递至供暖/供热空间4；电加热模块5、第四动力装置11和储热模块2通过管道形成一液体回路，以使太阳能光伏产生的能量传递至储热模块2；生物质补热模块6、第五动力装置12和储热模块 2通过管道形成一液体回路，以使生物质燃烧获得热量传递至储热模块2；光伏模块7通过电缆分别与动力装置以及电加热模块5相连，对动力装置或模块进行供电。
槽式集热器至少包括反射镜、反射镜支架、集热管、集热管支撑、驱动装置以及立柱能实现将太阳光反射聚焦至集热管的装置。
传热介质为导热油、熔盐或水；储热介质为导热油或水；供暖介质为水。
动力装置为输送流体或使流体增压的机械。
太阳能电池板组件包括太阳能电池方阵、蓄电池组、控制器和逆变器；电池方阵由若干块太阳能电池组合而成，电池为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池中的一种或多种。
燃烧生物质是通过生物质锅炉将生物质燃烧并加热储热介质至设定温度。
本实用新型的工作方式如下：
集热模块1通过若干个串联的槽式集热器实时跟踪太阳将太阳能收集，第一动力装置8 根据太阳辐照强度变化传热介质流量，并驱动传热介质在液体回路中循环将收集的太阳热能转移至储热模块2；
储热模块2将收集的太阳热量存储，第二动力装置9根据供暖/供热空间4所需热负荷情况调整储热介质的流量，并驱动储热介质在液体回路中循环将储存的热量交换给供暖介质；
换热模块3通过换热设备实现将储热介质的能量传递给供暖介质，第三动力装置10根据供暖/供热空间4所需热负荷情况以及储热介质温度变化供暖介质流量，并驱动供暖介质在液体回路中循环将热量传递至供暖/供热空间4；
光伏模块7通过若干太阳能电池板组件将太阳能转换为电能对动力装置进行供电，多余电能输送至电加热模块5，第四动力装置11根据电负荷调整储热介质流量，并驱动储热介质在液体回路中循环将热能转移至储热模块2；
生物质补热模块6在太阳能不足导致储热模块2中热量不足时通过燃烧生物质对储热模块 2进行供热，生物质补热模块6根据储热模块2中的现有储热量以及供暖/供热空间4所需热负荷情况调整生物质补热功率，第五动力装置12驱动储热介质在液体回路中循环将热量传递至储热模块2。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的范围之内。
