一種光能、風能和地熱能綜合利用裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于一種熱泵技術，特別是一種光能、風能和地熱能綜合利用裝置。
【背景技術】
[0002] 能源是現代社會存在和發展的基石。隨著全球經濟社會的不斷發展，能源消費也 相應的持續增長。隨著時間的推移，化石能源的稀缺性越來越突顯，且這種稀缺性也逐漸在 能源商品的價格上反應出來。在化石能源供應日趨緊張的背景下，大規模的開發和利用可 再生能源已成為各國能源戰略中的重要組成部分。
[0003] 傳統的燃煤、燃油、燃氣等供能模式，存在運營成本高、污染性大、安全性不高、使 用壽命有限的技術問題。利用新能源供熱包括太陽能板、地熱能熱泵(包括地源熱泵和水源 熱泵)、光-熱泵、風-光熱泵等幾種形式。單一形式的光能、風能和地熱能等新型清潔能源 供能存在波動性大、穩定性差、利用率不高、供能終端利用率不高等弊端。
[0004] 太陽能應用包括光伏發電和光伏發熱，光伏發電包括光伏電站和分布式發電；光 伏發熱包括太陽能熱水器、真空管式集熱器、板式集熱器等。這種供熱模式優點在于屬于清 潔能源且儲量接近于無限，缺點在于由太陽經角變化和地理條件變化產生光照時間和強度 變化很大，造成其穩定性差、其波動性大、應用條件要求較高，轉化效率受環境影響較大。 [0005]地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源(通常小于400米深）作為冷熱源，進行 能量轉換的供暖空調系統。地表淺層地熱資源可以稱之為地能（EarthEnergy)，是指地表 土壤、地下水或河流、湖泊地熱熱泵是一種利用淺層地熱資源的既可供熱又可制冷的高效 節能空調設備。
[0006] 地源熱泵是在采暖季通過熱泵提取土壤中的熱量作為低位熱源，通過熱泵提升為 高位熱源再通過換熱器供室內取暖；夏季提取地下水中的熱量作為低位熱源，通過熱泵系 統與室內空氣進行換熱供室內制冷，同時補充采暖季從地下取走的熱量，保證地下能量平 衡。其優點在于最大限度的利用清潔地下能源，對環境沒有任何污染，較傳統供熱而言節能 30%以上，全自動運行，運行維護費用低；其缺點是施工條件要求高，一次性投入大。
[0007] 水源熱泵是利用了地球表面淺層水源(一般在1000米以內），如地下水、地表的河 流、湖泊和海洋，中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。水源是地球表面淺層水源的 簡稱。水源的溫度一般都十分穩定。水源熱泵技術的工作原理就是：通過輸入少量高品位 能源(如電能)，實現低溫位熱能向高溫位轉移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季 空調的冷源，即在夏季將建筑物中的熱量"取"出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所 以可以高效地帶走熱量，以達到夏季給建筑物室內制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵 機組，從水源中"提取"熱能，送到建筑物中采暖。
[0008] 光-熱泵技術是綜合光-熱、地熱能熱泵技術，采用真空管式/板式集熱器產生的 熱能作為系統熱源之一，與地熱能的低位熱源互補供熱，實現節能降耗。其優點是雙能源互 補，降低單一的地熱能熱泵裝機功率和打井數量，實現節能降耗；其主要缺點表現為光-熱 轉化波動性大，需要并網取電驅動熱泵，綜合利用率較高。
[0009] 風-光熱泵技術是基于風-電和光-熱技術發展而來的一項新技術，該技術主 要是應用光-熱技術進行集熱，儲存到蓄熱水箱，再通過循環系統換熱對室內進行供熱。 風-電技術應用是在無光照條件下風能轉化成電能，電能再轉化成熱能進行集熱，是對 光-熱轉化的一種補充。其優點是風-電技術的引進在一定程度上解決了在無光照條件下 光-熱無轉化的劣勢；其缺點是單一制熱，在連續無光照條件下效果差需要電網取電補充 且耗電量較高，波動性較大，穩定性一般。
[0010] 迄今為止，只有光能和風能的二源合一的利用裝置。尚且未有一種光能、風能和地 熱能綜合利用裝置。

【發明內容】

[0011] 為了解決已有技術存在的問題，本發明提供一種光能、風能和地熱能綜合利用裝 置。本發明的地熱能包括地能和地表淺層水源的低溫位熱能，地表淺層水源簡稱水源。本 發明提供一種光能、風能和地熱能綜合利用裝置有效解決高寒環境溫差大、全年日照不均、 熱損耗高、轉換效率低、施工難度大等技術難點，且具有復合性和多功能性，是新能源發展 的重要方向之一。
[0012] 本發明提供一種光能、風能和地熱能綜合利用裝置包括蓄電池、控制器、逆變器、 電表、風機、光伏板、換熱器、地源或水源井、熱泵、智能控制系統和終端；風機和光伏板均與 控制器連接，控制器與蓄電池可逆連接，控制器與逆變器、電表順次連接，電表分別與換熱 器、熱泵、智能控制系統連接，風機與光伏板、智能控制系統分別連接，光伏板與換熱器、智 能控制系統分別連接，換熱器與地源或水源井、智能控制系統連接，終端與熱泵、智能控制 系統分別連接；熱泵與智能控制系統連接；終端為用戶，用戶有Ni個，i為等于或大于1的 正整數； 所述的控制器是將風機、光伏板產生的直流電整合至蓄電池進行儲存，用電時將蓄電 池中的電能調出至逆變器的設備；所述的熱泵系統充注R290作為循環工質，循環管路內工 質的循環均通過循環泵作為動力源； 所述的光伏板由順次連接的自潔玻璃、第一高硼硅超透單向濾膜玻璃、第二高硼硅超 透單向濾膜玻璃、光伏電池片、第一鉛導熱片、流體導管、第二鉛導熱片、納米碳纖維發熱 層、保溫層和底板構成；所述的流體導管是碳納米管或盤旋狀的銅管； 太陽光入射到光伏板后，經自潔玻璃透過第一高硼硅超透單向濾膜玻璃、第二高硼硅 超透單向濾膜玻璃到電池片進行光-電轉化發電；此時，第一高硼硅超透單向濾膜玻璃、 第二高硼硅超透單向濾膜玻璃分別會有一定量的光反射到潔玻璃、第一高硼硅超透單向濾 膜玻璃，由于自潔玻璃、第一高硼硅超透單向濾膜玻璃、第二高硼硅超透單向濾膜玻璃均為 單向玻璃，所以反射光再次透過第二高硼硅超透單向濾膜玻璃到電池片進行光-電轉化發 電，產生的直流電經控制器整合至蓄電池進行蓄電，用電時蓄電池的儲存電能通過控制器 傳遞給逆變器轉化為交流電，再由電表行計量后供應系統中相關器件使用； 所有入射光除去光-電轉化的特定波段的光，其他波段的光均透過電池片進入第一鉛 導熱片進行光-熱轉化成熱；第一鉛導熱片行光-熱轉化成的熱傳遞給流體導管； 納米碳纖維發熱層與風機直連，利用風機的低壓直流電進行電-熱轉化成熱后，經鉛 導熱片吸收后將熱傳遞給流體導管； 流體導管將傳遞來的所有的熱送到換熱器，然后作為低位熱源供給熱泵；同時，流體導 管帶走熱量，還能對光伏板中的電池片進行冷卻，以保證電池片的最佳發電效率的溫度;該 電池片的最佳發電效率的溫度優選為28°C。
[0013] 本發明的光伏板之所以為兩層高硼硅超透單向濾膜玻璃，即高硼硅超透單向濾膜 玻璃、高硼硅超透單向濾膜玻璃，是經過科學實驗的結果。
[0014] 經過對本發明的光伏板的不同結構做對比試驗：光伏板的結構為單層高硼硅超透 單向濾膜玻璃、或為兩層高硼硅超透單向濾膜玻璃，或為三層高硼硅超透單向濾膜玻璃，其 余的結構相同，同時將它們置于同一地點的室外，經過相同時間測量，光伏板為兩層高硼硅 超透單向濾膜玻璃，光-熱吸收轉化熱能效果最好。其機理尚待進一步研宄。
[0015] 此外，本發明的光伏板的結構較普通光伏板的結構差異在于：普通光伏板的頂 層只有一層玻璃，為自潔玻璃或增透玻璃；一層EVA-乙烯-醋酸乙烯聚合物，增加耐水性、 腐蝕性；一層電池片；一層TPT的背板保護材料；一層底板。
[0016]因為本發明是一種光能、風能和地熱能綜合利用裝置。本發明的光伏板由于在 光-電轉化發電的同時還要進行光-熱轉化和吸收，即在保證光伏板最優發電溫度下取得 最大發電量，同