一種新型戶用光伏熱水器

■ 張立峰

光伏熱水器是指利用光伏電池板把太陽光轉換成電能，利用線纜將電能傳輸?shù)绞覂?，通過電熱棒對水進行加熱，在陰雨天氣或用水量較大時，利用市電進行加熱。

相比與普通的太陽能熱水器和電熱水器，產(chǎn)品具有安裝方便、安全可靠、節(jié)約能源的優(yōu)點。

光伏熱水器目前分類

根據(jù)產(chǎn)品的安裝方式，光伏熱水器可分用單機式和工程式兩種。

光伏組件安裝在屋頂或陽臺，如圖1所示，運行原理如圖2所示，通過傳輸電纜將光伏組件產(chǎn)生的直流電傳送至熱水器，通過直流加熱管加熱熱水器內的水，當達到最高設定溫度（80 ℃）時自動斷開直流連接；在陰雨霜雪等光照不好的天氣里，溫度沒有達到用戶使用需求時，可開啟交流加熱進行快速補充。

圖1 安裝在陽臺的單機式光伏熱水器

圖2 安裝在屋頂?shù)膯螜C式光伏熱水器

工程式光伏熱水器光伏組件集中安裝在樓頂，根據(jù)系統(tǒng)結構，工程式光伏熱水器分獨立入戶式集分系統(tǒng)和集分直流匯流系統(tǒng)兩種。

1.獨立入戶式集分系統(tǒng)

獨立入戶式集分系統(tǒng)主要針對縣城8層以下樓盤，系統(tǒng)原理如圖3所示。

圖3 獨立入戶式集分系統(tǒng)原理圖

光伏組件集中安裝在樓頂，如圖4所示。

圖4 光伏組件集中安裝圖

每塊光伏板對應一個用戶，光伏線纜通過橋架進入電井，如圖5所示，獨立入戶，連接用戶水箱進行供電加熱。

圖5 線纜橋架圖

產(chǎn)品優(yōu)勢：

每組光伏組件對應單獨用戶，權責明確，施工方便；光伏直熱，無逆變損失。

產(chǎn)品缺點：

線纜布置比較復雜；低樓層用戶線纜較長，線路損耗較大，如要降低損耗需要對光伏板進行升壓處理，并增大線徑，會提高成本。

2.集分直流匯流系統(tǒng)

集分直流匯流系統(tǒng)主要針對中高層樓盤，系統(tǒng)原理如圖6所示：

圖6 集分直流匯流式系統(tǒng)原理圖

光伏板集中安裝在樓頂，光伏板組串進行匯流，增壓后進行集中供電，通過電井連接用戶水箱。

產(chǎn)品優(yōu)勢：

電流統(tǒng)一調劑，發(fā)電量利用更充分，無需逆變上網(wǎng)，建造成本較低；便于統(tǒng)一施工標準，統(tǒng)一布線，更加專業(yè)化；

產(chǎn)品缺點：

光伏發(fā)電，難以平均被用戶使用；根據(jù)項目的不同，光伏板的多少和布置情況，需要對控制系統(tǒng)和配件進行定制化設計，設計難度較大。

太陽能熱水器與光伏熱水器的對比分析

將市場上常見的太陽能熱水器和光伏熱水器進行對比，對比情況如下表所示。

太陽能熱水器和光伏熱水器性能參數(shù)對比表

相比于太陽能平板熱水器，光伏熱水器具有安裝維護簡單、運行簡單、可靠性高、加熱穩(wěn)定、溫度可控的突出優(yōu)點：

相比于太陽能熱水器，光伏熱水器具有安裝維護簡單、運行簡單、可靠性高、加熱穩(wěn)定、溫度可控的突出優(yōu)點；

同時，相比于電熱水器具有節(jié)能突出的作用，一臺光伏熱水器一年可節(jié)電約530kW.h，在目前國內外能源價格持續(xù)走高。

“碳達峰、碳中和”目標需要落實，濟南市住房和城鄉(xiāng)建設局2020年6月下發(fā)《關于加強新建民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應用設計管理工作的通知》，太陽能集熱器的安裝位置連續(xù)有效日照時數(shù)小于4h時，一律采用光伏太陽能、空氣源熱泵等其他可再生能源熱水系統(tǒng)合理替代，大力推廣光伏熱水器具有突出的意義。