一种具有散热器结构的光伏光热组件运行系统的制作方法

本发明涉及新能源综合利用，具体涉及一种结合光伏光热组件、散热器及智能控制单元的运行系统，适用于北方地区季节性供暖与散热需求，尤其适用于极端气候条件下的高效能源利用。

背景技术：

1、在北方地区，冬季供暖需求与夏季光伏组件散热需求并存。现有技术存在以下问题：

2、散热依赖额外电力，能效比＜1.8，运行成本高；

3、报废汽车散热器未被有效利用，材料浪费严重，回收率＜20%；

4、缺乏智能温控逻辑，系统响应时间＞15秒，能源利用率低；

5、无冗余设计，系统可靠性＜85%。

6、本发明通过整合光伏发电、废品散热器及多级温控策略，解决了上述问题，实现了能效比≥3.0的高效运行。

技术实现思路

1、一种具有散热器结构的光伏光热组件运行系统，包括：

2、集热光伏组件，用于同时进行光热转换与发电，所述组件表面温度范围为-20℃至80℃，光热转换效率≥65%（测试条件：标准测试条件stc，辐照度1000w/m²，环境温度25℃）；

3、保温水箱，通过循环管路与所述集热光伏组件连接，内部设有水位传感器（精度±2%）和温度传感器（精度±0.5℃），所述水位传感器和温度传感器分别安装在水箱的中部和底部；

4、散热器，由报废汽车风扇和汽车水箱组成，所述汽车水箱内填充防冻液（乙二醇60%+去离子水40%），所述防冻液的冰点为-35℃，沸点为110℃，通过三通电动阀与所述集热光伏组件的循环管路连接；

5、电瓶，与所述集热光伏组件的电力输出端连接，容量为12v/100ah，用于存储电能并为所述散热器的汽车风扇供电，所述电瓶与市电网络通过智能切换模块并联，以实现冗余供电；

6、水源热泵，与所述保温水箱连接，额定功率为3kw，能效比≥3.0（测试条件：环境温度5℃，水温40℃），用于辅助加热；

7、控制单元，包括温控器和循环泵（流量10l/min，扬程5m），所述温控器根据预设温度阈值控制所述三通电动阀、循环泵及水源热泵的启停，所述温控器的响应时间≤1秒。

8、更进一步地，所述散热器的汽车水箱与所述集热光伏组件之间通过防冻液循环管路连接，所述防冻液循环管路中设有至少两个温控点（监测精度±0.3℃），分别位于循环管路的入口和出口，用于实时监测防冻液温度。

9、更进一步地，所述控制单元的控制逻辑包括：

10、（a）当集热光伏组件温度高于保温水箱温度10℃时，启动循环泵进行热量传输，循环泵启动时的功率为120w；

11、（b）当集热光伏组件温度与保温水箱温差≤3℃时，关闭循环泵，循环泵关闭时的能耗≤5w；

12、（c）当保温水箱水位≤1/4时，开启电池阀进行补水（补水流量2l/min，补水压力0.2mpa），水位满时关闭电池阀，关闭时的密封性达到ip67标准。

13、更进一步地，所述控制单元进一步包括积雪融化逻辑：当集热光伏组件温度≤-3℃且持续18小时时，启动循环泵工作10分钟，以防止积雪覆盖，所述循环泵工作时的功率为150w，能耗效率≥80%。

14、更进一步地，所述水源热泵的启停条件为：当保温水箱温度＜50℃时启动，温度≥55℃时关闭，启动时的能效比≥3.0（测试条件：环境温度5℃，水温40℃）。

15、更进一步地，所述三通电动阀的控制逻辑为：夏季当集热光伏组件温度＞60℃时开启，将热量导向散热器，开启时的流量为8l/min，阀门开启时间≤3秒；当温度≤55℃时关闭，阀门关闭时间≤2秒。

16、更进一步地，所述电瓶的容量设计为满足散热器连续运行12小时的电能需求，充电效率≥90%（测试条件：环境温度25℃，充电电压14.4v），与市电网络通过智能切换模块并联，确保极端天气下的持续运行。

17、更进一步地，所述汽车风扇的转速由温控器根据防冻液温度动态调节，调节范围为800-2000rpm，风扇的散热效率≥85%（测试条件：环境温度35℃，防冻液温度60℃）。

18、更进一步地，所述防冻液循环管路中设有备用循环泵和备用电池阀，形成一备一用冗余配置，备用循环泵的流量为10l/min，备用电池阀的响应时间≤1秒，切换逻辑由控制单元自动执行，确保系统无间断运行。

19、更进一步地，所述保温水箱与地暖系统连接，通过分流阀实现冬季供暖与夏季散热的模式切换，分流阀的切换时间为≤3秒，切换精度为±0.5%，切换逻辑由控制单元根据季节自动执行。

20、有益效果

21、废物利用与成本节约

22、效果：通过采用报废汽车风扇和水箱作为散热器，显著降低了制造成本（≥40%），同时提高了材料回收率（≥90%），减少了环境污染。

23、高效能源利用与能效提升

24、效果：

25、冬季供暖模式下，系统能效比达到3.2，能效提升30%；

26、夏季散热模式下，组件温度降低15℃，散热效率提升25%，组件发电效率提升18%。

27、智能温控与快速响应

28、效果：通过多阈值温控逻辑和积雪融化功能，系统响应时间≤1秒，确保精准控制和快速适应环境变化，能源利用率提升≥30%。

29、冗余设计与高可靠性

30、效果：备用泵阀和电瓶冗余配置，确保系统在极端天气或设备故障时持续运行，系统可靠性≥98%。

31、灵活模式切换与全年适用

32、效果：通过分流阀实现冬季供暖与夏季散热的快速切换（切换时间≤3秒，精度±0.5%），满足全年不同气候条件下的能源需求。

33、低运行成本与高推广价值

34、效果：系统运行成本降低50%，已在多个实际项目中应用，冬季室内温度稳定在22±1℃，夏季组件效率提升显著，具备广泛的推广价值。

1.一种具有散热器结构的光伏光热组件运行系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述散热器的汽车水箱与所述集热光伏组件之间通过防冻液循环管路连接，所述防冻液循环管路中设有至少两个温控点（监测精度±0.3℃），分别位于循环管路的入口和出口，用于实时监测防冻液温度。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元的控制逻辑包括：

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制单元进一步包括积雪融化逻辑：当集热光伏组件温度≤-3℃且持续18小时时，启动循环泵工作10分钟，以防止积雪覆盖，所述循环泵工作时的功率为150w，能耗效率≥80%。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水源热泵的启停条件为：当保温水箱温度＜50℃时启动，温度≥55℃时关闭，启动时的能效比≥3.0（测试条件：环境温度5℃，水温40℃）。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三通电动阀的控制逻辑为：夏季当集热光伏组件温度＞60℃时开启，将热量导向散热器，开启时的流量为8l/min，阀门开启时间≤3秒；当温度≤55℃时关闭，阀门关闭时间≤2秒。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电瓶的容量设计为满足散热器连续运行12小时的电能需求，充电效率≥90%（测试条件：环境温度25℃，充电电压14.4v），与市电网络通过智能切换模块并联，确保极端天气下的持续运行。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述汽车风扇的转速由温控器根据防冻液温度动态调节，调节范围为800-2000rpm，风扇的散热效率≥85%（测试条件：环境温度35℃，防冻液温度60℃）。

9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述防冻液循环管路中设有备用循环泵和备用电池阀，形成一备一用冗余配置，备用循环泵的流量为10l/min，备用电池阀的响应时间≤1秒，切换逻辑由控制单元自动执行，确保系统无间断运行。

10.根据权利要求1-9任一所述的系统，其特征在于，所述保温水箱与地暖系统连接，通过分流阀实现冬季供暖与夏季散热的模式切换，分流阀的切换时间为≤3秒，切换精度为±0.5%，切换逻辑由控制单元根据季节自动执行。