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太阳能光伏电热水器及其产业化  
我有意向    2019-07-23    浏览:280  
技术简介
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成熟度证明
项目(成果)介绍:
传统的集热管式太阳能热水器其原理都是把太阳光能直接转化成热能,普遍存在以下一些问题:如室外连接管道及其保温层在使用一段时间后易老化漏水或破损,寒冷天气下容易造成局部管道结冰而无法使用,真空玻璃集热管容易爆裂,整个安装程序复杂、工作量大且日常维护麻烦,使用寿命一般为10 年左右。针对传统太阳能热水器存在的缺陷,
我们提出太阳能光伏电热水器,即将太阳能电池板组件安装在窗户下方或房顶并使之朝向太阳,将其输出的不稳定的低压直流电作为输入,经过高效光伏电源变换器变换为安装在洗浴室的保温电热水箱供电,同时高效光伏电源变换器还对太阳能电池板组件的功率输出进行最大功率点跟踪(MPPT)控制,以保证太阳能发电得到最大效率利用;安装在洗浴室的保温电热水箱可以是为高效利用太阳能而专门定制的保温电热水箱,也可以是用户已在洗浴室安装的机械式或智能式电热水器的水箱,一般情况下保温电热水箱通过切换开关与高效光伏电源变换器电气连接,但也可在急需时随时切换为工频交流220V 供电,而后再切换回去,以便把太阳能电池板组件发出的电能不断转换成热能存储在保温电热水箱内以便随时使用。
新型太阳能光伏电热水器的核心是高效光伏电源变换器,它具有在无需并网或电池储能的情况下实现MPPT,具有电路结构简单、体积小、重量轻、效率高达96%以上,变换器的开关管在开通和关断过程中都实现了软开关控制,技术水平达到了国际先进水平。随着光伏产业的发展,光伏电池的售价已从21 元/瓦降地到2.0 元左右/瓦,利用我们的8 项
发明专利,所开发的新型光伏太阳能电热水器的售价已大大低于传统集热管式太阳能热水器。目前坚持绿色发展的国策已深入人心,这项惠及千家万户的项目必将为广大民众所接受,具有非常大的实用价值和现实意义。
知识产权情况:
本成果基于课题组已取得的8 项实审公开的发明专利,
具有完全自主知识产权。
①一种用太阳能电池板组件供电加热并保温的热水器
[P]. 山东:CN107508369A,2017-12-22.
②一种太阳能电热水器用光伏电源变换器及控制方法
[P]. 山东:CN107453613A,2017-12-08.
③ 一种大容量太阳能电热水器用交错式光伏电源变
换器及控制方法[P]. 山东:CN107733233A,2018-02-23.
④一种单级式光伏并网微逆变器及其控制方法[P]. 山
东:CN107517020A,2017-12-26.
⑤一种带高频整流控制的单级式光伏并网微逆变器及
其控制方法[P]. 山东:CN107508484A,2017-12-22.
⑥ 一种带高频整流控制的单级式光伏离网逆变器及其
控制方法[P]. 山东:CN107453630A,2017-12-08
⑦ 一种具有变压器双向励磁的单级式光伏逆变器及其
控制方法[P]. 山东:CN107359807A,2017-11-17.
⑧ 一种单级式光伏离网逆变器及其控制方法[P]. 山
东:CN107332453A,2017-11-07.
技术创新点:
本技术具有如下创新点:1、安装简便、免维护,只需把太阳能电池板的输出端连接到高效光伏电源变换器的输入端,再将其输出连接到保温电热水箱即可,光伏电源变换器具有体积小、重量轻、电能变换效率高的特点,可方便地安装到室外、室内或洗浴室的某个方便固定的地方。2、成本较低、寿命长,按光伏电池组件2 元/瓦核算,同容量且加热效
果相同的新型太阳能电热水器成本已大大低于普通太阳能热水器,与分体式太阳能热水器相比成本更低,随着太阳能电池板性价比的不断提高,其优势会越来越大,而新型太阳能电热水器的寿命可达25 年。3、不存在连接管道漏水或结冰、管道保温层破损、真空玻璃集热管爆裂等质量隐患现象。
本成果预计需要投资2000 万元。预计项目产业化后,可形成占地100 亩、规划建筑面积2 万平米的厂房、研发中心等设施,购置生产、测试及质量控制等设备100 台套,建设2 条工业机器人生产线,形成年产25 万套太阳能光伏电热水器、5 亿元产值和1.5 亿元利税的规模。并预计1)可解决500 人的就业,间接形成100 人的安装团队;2)间接为每户
居民每年增收730 元,共计每年增收730 元*25 万台=1.83 亿元。
市场前景分析:
本成果适用于家庭装修、改造、新装等场合,其具有市场大、资金回笼快等特点。如50L 的光伏太阳能电热水器,需300W 的电池板+变换器+水箱,安装+成本费小于1200 元,3 年收回成本;本成果还可以改造家庭现有洗浴电热水器,市场容量也非常巨大,如同样改造50L 的电热水器,每户只增加300W 的太阳能电池板和变换器1 套,成本+加安装费小于800 元,2 年收回成本。该产品一旦进入千家万户将会形
成一个上万亿的产业群。



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