CZ2013311A3 - System for managing electric power produced by photovoltaic cells - Google Patents

System for managing electric power produced by photovoltaic cells Download PDF

Info

Publication number
CZ2013311A3
CZ2013311A3 CZ2013-311A CZ2013311A CZ2013311A3 CZ 2013311 A3 CZ2013311 A3 CZ 2013311A3 CZ 2013311 A CZ2013311 A CZ 2013311A CZ 2013311 A3 CZ2013311 A3 CZ 2013311A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
control unit
unit
relay
voltage
energy
Prior art date
Application number
CZ2013-311A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ304509B6 (en
Inventor
Ivo TvardĂ­k
Original Assignee
Unites Systems A.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unites Systems A.S. filed Critical Unites Systems A.S.
Priority to CZ2013-311A priority Critical patent/CZ304509B6/en
Priority to PCT/CZ2014/000044 priority patent/WO2014173379A1/en
Priority to UAA201508998A priority patent/UA114663C2/en
Priority to BR112015025536A priority patent/BR112015025536A2/en
Priority to KR1020157029801A priority patent/KR20150131335A/en
Priority to EP14724992.4A priority patent/EP2989392A1/en
Priority to RU2015150232A priority patent/RU2615593C1/en
Priority to CN201480023206.4A priority patent/CN105143776A/en
Publication of CZ2013311A3 publication Critical patent/CZ2013311A3/en
Publication of CZ304509B6 publication Critical patent/CZ304509B6/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D13/00Electric heating systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D12/00Other central heating systems
    • F24D12/02Other central heating systems having more than one heat source
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/02Photovoltaic energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/08Electric heater
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66Regulating electric power
    • G05F1/67Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)

Abstract

Systém pro hospodaření s elektrickou energií vyrobenou fotovoltaickými články obsahující vzájemně propojené řídící jednotku (2) spotřeby energie, ovládací jednotku (8) a ohřívací jednotku (9), která je vybavena teplotní měřící jednotkou (91) a alespoň jedním topným tělesem (92) uzpůsobeným k ohřevu kapaliny, kde podstata řešení spočívá v tom, že řídící jednotka (2) spotřeby energie obsahující DC regulační jednotku (21) a AC regulační jednotku (22) je jednak napojena na síťový zdroj (10) střídavého napětí, a to přímo a/nebo přes sekundární AC zdroj (12) střídavého napětí, a jednak je propojena s fotovoltaickou jednotkou (1) emitující stejnosměrný proud, a to přes primární DC zdroj (6) stejnosměrného napětí a/nebo přes v sérii zapojené výstupní měřící jednotku (5) proudu a napětí, DC/DC měnič (4) a vstupní měřící jednotku (3) proudu a napětí, přičemž i ovládací jednotka (8) je napojena jak přes galvanicky oddělený sekundární DC zdroj (7) stejnosměrného napětí na fotovoltaickou jednotku (1), tak přes galvanicky oddělený primární AC zdroj (11) střídavého napětí na síťový zdroj (10) střídavého napětí.A photovoltaic cell power management system comprising an interconnected power management unit (2), a control unit (8) and a heating unit (9) provided with a temperature measuring unit (91) and at least one heater (92) the liquid heating control unit (2) comprising a DC control unit (21) and an AC control unit (22) connected directly to the AC power supply (10), directly and / or via a secondary AC source (12) of alternating voltage, and on the other hand it is connected to a photovoltaic unit (1) emitting direct current, via a primary DC source (6) of DC voltage and / or via a series connected output measuring unit (5) current and voltage, DC / DC converter (4) and current and voltage input measurement unit (3), and the control unit (8) is at coupled via a galvanically isolated secondary DC voltage source (7) to the photovoltaic unit (1) and via a galvanically isolated primary AC source (11) of AC voltage to the AC power supply (10).

Description

Systém pro hospodaření s elektrickou energií vyrobenou fotovoltaickými článkySystem for managing electricity produced by photovoltaic cells

Oblast technikyField of technology

Vynález spadá do oblasti efektivního využívání obnovitelných energetických zdrojů, kdy se prostřednictvím fotovoltaických zařízení přeměňuje sluneční záření na elektrickou či tepelnou energii, a týká se uspořádání systému pro hospodaření s elektrickou energií vyrobenou fotovoltaickými články, který obsahuje vzájemně propojené elektronické komponenty umožňující ovládání, využití a skladování získané energie.The invention relates to the field of efficient use of renewable energy sources, in which solar radiation is converted into electrical or thermal energy by means of photovoltaic devices, and relates to an arrangement of a system for managing electricity produced by photovoltaic cells which comprises interconnected electronic components for control, utilization and storage. obtained energy.

Dosavadní stav technikyPrior art

Je známa celá řada systémů využívajících energii vyrobenou z fotovoltaických článků. Například ve spisech US4873480 A, FR2485827 A1, US4649334A jsou popsány různé systémy, kdy prostřednictvím vzájemně propojených elektronických komponentů je umožněno ovládání elektrické energie a předávání elektrického výkonu od fotovoltaických panelů do elektrorozvodné sítě, ke spotřebičům nebo k zařízením určeným ke skladování energie. Jsou známy autonomní energetické systémy, kdy je plně využívána pouze energie získaná z fotovoltaických panelů, eventuálně je přebytečná energie ukládána do akumulátorů nebo jiných zásobníků energie. Jedním z nejvíce využívaných řešení ovládání elektrické energie je zabudování střídače do systému. Střídač převádí stejnosměrný proud na střídavý proud a umožňuje následné připojení systému do elektrické sítě, popřípadě se energie spotřebovává ve spotřebiči, obdobně jako kdyby byl připojen do rozvodné sítě. Jsou známy střídače, které pro zvýšení efektivity využívají sledovaní bodu maximálního výkonu MPPT (Maxim power point tracking). Systémy vybavené těmito střídači jsou schopny pracovat v provozním režimu bez připojení do elektrické sítě, kdy se buď veškerá vyrobená energie spotřebuje a do venkovní rozvodnéA number of systems using energy produced from photovoltaic cells are known. For example, US4873480 A, FR2485827 A1, US4649334A describe various systems in which the control of electrical energy and the transmission of electrical power from photovoltaic panels to the power grid, to appliances or to energy storage devices is enabled by means of interconnected electronic components. Autonomous energy systems are known, in which only the energy obtained from photovoltaic panels is fully utilized, eventually the excess energy is stored in accumulators or other energy storage devices. One of the most widely used power control solutions is to build the inverter into the system. The inverter converts direct current to alternating current and enables the subsequent connection of the system to the electrical grid, or energy is consumed in the appliance, similarly as if it were connected to the grid. Inverters are known which use Maxim power point tracking (MPPT) to increase efficiency. Systems equipped with these inverters are able to operate in operating mode without connection to the mains, where either all the energy produced is consumed and to the outdoor distribution system.

-2sítě není dodáván žádný výkon nebo se získaný výkon do elektrické sítě odevzdává a kombinuje se s vlastní spotřebou. Nevýhodu takovýchto systémů je skutečnost, že na střídači dochází ke ztrátám z důvodu přeměny energie.- no power is supplied to the network or the obtained power is transferred to the electrical network and combined with its own consumption. The disadvantage of such systems is the fact that the inverter incurs losses due to energy conversion.

Ze spisu CZ20110582A3 je znám efektivní způsob předávání výkonu fotovoltaického generátoru do odporové zátěže a zařízení k provádění tohoto způsobu, kde výstupní výkon fotovoltaického generátoru se ukládá do kondenzátoru a tento výkon se dále předává do odporové zátěže přes spínač DC/DC měniče. Spínání DC/DC měniče se provádí pulsně šířkovou modulací PWM (Pulse width modulation), která se řídí algoritmem v závislosti na velikosti proměnlivého napětí na výstupu fotovoltaického generátoru, přičemž se průběžně určuje maximální okamžitá hodnota výkonu. Nevýhodou tohoto řešení je uspořádání systému, kdy kondenzátor je v podstatě trvale připojen na zdroj a poté je pomocí PWM regulace DC/DC měnič připínán k odporové zátěži. To je velmi nevýhodné z hlediska rušení, kdy se na zátěži objevují téměř obdélníkové průběhy napětí i proudu dané frekvencí PWM a hodnotou napětí na kondenzátoru respektive zátěže. Nastavování PWM je odvozováno od vstupního napětí panelů a zatěžovacího odporu. Pokud dojde ke změně hodnoty odporu je použitý algoritmus dosti nepřesný. Navíc takto zpracovaná energie se prakticky nedá využít jinak než přeměnou na teplo v odporové zátěži. V neposlední řadě dochází k vysokému proudovému namáhání kondenzátoru, což negativně ovlivňuje jeho životnost. Další nevýhodou tohoto systému je absence jakýchkoliv regulačních obvodů, které umožňují další využívání takto získané energie.An efficient method of transferring the power of a photovoltaic generator to a resistive load and an apparatus for carrying out this method are known from CZ20110582A3, where the output power of a photovoltaic generator is stored in a capacitor and this power is further transmitted to a resistive load via a DC / DC converter switch. Switching of the DC / DC converter is performed by pulse width modulation PWM (Pulse width modulation), which is controlled by an algorithm depending on the magnitude of the variable voltage at the output of the photovoltaic generator, while continuously determining the maximum instantaneous power value. The disadvantage of this solution is the arrangement of the system, where the capacitor is essentially permanently connected to the source and then the DC / DC converter is connected to a resistive load by means of PWM control. This is very disadvantageous from the point of view of interference, when almost rectangular voltage and current waveforms appear on the load, given by the PWM frequency and the value of the voltage on the capacitor and the load, respectively. The PWM setting is derived from the input voltage of the panels and the load resistance. If the resistance value changes, the algorithm used is quite inaccurate. In addition, the energy processed in this way can practically be used only by converting it into heat in a resistive load. Last but not least, there is a high current stress on the capacitor, which negatively affects its life. Another disadvantage of this system is the absence of any control circuits that allow further use of the energy thus obtained.

Pro skladování vyrobené energie je velmi vhodné médium voda. V domácnostech se k přípravě teplé užitkové vody používají elektrické ohřívače založené na principu zásobníku s vodou a topného tělesa, které vodu ohřívá. Ve spisech CZ25157 U1, CZ22505 U1, CZ22504 U1, US7429719 B1, FR2604322 A1, jsou popsána zařízení, která využívají pro ohřev vody elektrickou energií vyrobenou z fotovoltaických panelů. Nevýhodou těchto řešení je skutečnost, že není sledován bod maximálního výkonu MPPT, čímž dochází ke značným ztrátám vzhledem k tomu, že odpor spotřebiče neníThe medium water is very suitable for storing the produced energy. In households, electric heaters based on the principle of a water tank and a heating element that heats the water are used to prepare domestic hot water. CZ25157 U1, CZ22505 U1, CZ22504 U1, US7429719 B1, FR2604322 A1 describe devices which use electrical energy produced from photovoltaic panels to heat water. The disadvantage of these solutions is the fact that the point of maximum power of the MPPT is not monitored, which leads to significant losses due to the fact that the resistance of the appliance is not

-3přizpůsoben odporu zdroje a energetický systém tak nedokáže získaný výkon efektivně využít. Ve US529344 je popsán systém se sledováním maximálního výkonu, které je prováděno přepínáním zatěžovacího odporu ve dvou hodnotách, ale toto zařízení neumožňuje provoz v tzv. autonomním provozu, kdy je využívána pouze energie získaná z fotovoltaických panelů.-3adjusted to the resistance of the source and the energy system is thus unable to use the obtained power efficiently. US529344 describes a system with maximum power monitoring, which is performed by switching the load resistance in two values, but this device does not allow operation in so-called autonomous operation, where only the energy obtained from photovoltaic panels is used.

Úkolem vynálezu je představit nový systém pro hospodaření s elektrickou energií vyrobenou fotovoltaickými články, který by umožňoval efektivní využití získané energické energie zejména v režimu stejnosměrného proudu, kdy nedochází k energetickým ztrátám z důvodu přeměny stejnosměrného proudu na střídavý. Systém je uzpůsoben ke sledování bodu maximálního výkonu MPPT, je vybaven zařízeními určenými k využití přebytkové energie a je opatřen elektronickými komponenty, které v případě potřeby slouží k přeměně stejnosměrného proudu na střídavý proud. Systém je rovněž ovladatelný z nadřazeného řídícího a lze jej provozovat v autonomním energetickém režimu.The object of the invention is to present a new system for managing electricity produced by photovoltaic cells, which would enable efficient use of the obtained energy, especially in the DC mode, where there are no energy losses due to the conversion of DC to AC. The system is adapted to monitor the point of maximum power of the MPPT, is equipped with devices designed to use excess energy and is equipped with electronic components, which, if necessary, are used to convert direct current to alternating current. The system can also be controlled from a higher-level controller and can be operated in autonomous energy mode.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Stanoveného cíle je do značné míry dosaženo vynálezem, kterým je systém pro hospodaření s elektrickou energií vyrobenou fotovoltaickými články obsahující vzájemně propojené řídící jednotku spotřeby energie, ovládací jednotku a ohřívací jednotku, která je vybavena teplotní měřící jednotkou a alespoň jedním topným tělesem uzpůsobeným k ohřevu kapaliny, kde podstata řešení spočívá v tom, že řídící jednotka spotřeby energie obsahující DC regulační jednotku a AC regulační jednotku je jednak napojena na síťový zdroj střídavého napětí, a to přímo a/nebo přes sekundární AC zdroj střídavého napětí, a jednak je propojena s fotovoltaickou jednotkou emitující stejnosměrný proud, a to přes primární DC zdroj stejnosměrného napětí a/nebo přes v sérii zapojené výstupní měřící jednotku proudu a napětí, DC/DC měnič a vstupní měřící jednotku proudu a napětí, přičemž i ovládací jednotka je napojena jak přes galvanicky oddělený sekundární DC zdroj stejnosměrného napětí naThe object is largely achieved by the invention, which is a system for managing electrical energy produced by photovoltaic cells comprising an interconnected energy consumption control unit, a control unit and a heating unit equipped with a temperature measuring unit and at least one heating element adapted to heat a liquid. wherein the essence of the solution lies in the fact that the power consumption control unit comprising a DC control unit and an AC control unit is connected to the mains AC power supply directly and / or via a secondary AC power supply, and is connected to the photovoltaic unit emitting direct current, via a primary DC DC voltage source and / or via a series-connected current and voltage measuring unit, a DC / DC converter and an input current and voltage measuring unit, the control unit also being connected via a galvanically isolated secondary DC source DC voltage at

-4fotovoltaickou jednotku, tak přes galvanicky oddělený primární AC zdroj střídavého napětí na síťový zdroj střídavého napětí.-4 photovoltaic unit, so via a galvanically isolated primary AC power supply to the mains AC power supply.

Je výhodné, když DC regulační jednotka řídící jednotky spotřeby energie pracující v režimu stejnosměrného napětí sestává DC teplotní pojistky a DC relé, které napojeno na DC teplotní regulátor, přičemž DC teplotní pojistka je připojena přes výstupní měřící jednotku k DC/DC měniči a DC relé je propojeno s ohřívací jednotkou.It is advantageous if the DC control unit of the power consumption control unit operating in the DC voltage mode consists of a DC temperature fuse and a DC relay connected to the DC temperature controller, the DC temperature fuse being connected via an output measuring unit to the DC / DC converter and the DC relay being connected to the heating unit.

Také je výhodné, když AC regulační jednotka řídící jednotky spotřeby energie pracující v režimu střídavého napětí sestává z AC teplotní pojistky a AC relé, které je napojeno na AC teplotní regulátor, přičemž AC teplotní pojistka je připojena na síťový zdroj střídavého napětí a AC relé je propojeno s ohřívací jednotkou.It is also advantageous if the AC control unit of the power consumption control unit operating in the AC voltage mode consists of an AC temperature fuse and an AC relay which is connected to the AC temperature controller, wherein the AC temperature fuse is connected to the AC power supply and the AC relay is connected. with heating unit.

V optimálním případě jsou DC teplotní pojistka a AC teplotní pojistka řídící jednotky spotřeby energie vzájemně propojeny přes řídící pojistný segment, přičemž k řídícímu pojistnému segmentu jsou připojeny měřící jednotka teploty, tavná pojistka, stejnosměrné DC výkonové relé a střídavé AC výkonové relé.Optimally, the DC temperature fuse and the AC temperature fuse of the power consumption control unit are interconnected via a control fuse segment, and a temperature measuring unit, a fuse, a DC power relay and an AC power relay are connected to the control fuse segment.

Ve výhodném provedení je DC/DC měnič jednak propojen s primárním DC zdrojem stejnosměrného napětí, jednak s ovládací jednotkou a jednak obsahuje vzájemně propojené primární spínač a sekundární spínač, přičemž okolo sekundárního spínače je vytvořen paralelní obvod se zabudovaným indukčním členem, ke kterému jsou paralelně připojeny kondenzátor a zátěž.In a preferred embodiment, the DC / DC converter is connected to the primary DC DC power supply, to the control unit and comprises interconnected primary switch and secondary switch, a parallel circuit with a built-in inductive element being formed around the secondary switch to which they are connected in parallel. capacitor and load.

Rovněž je výhodné, když řídící jednotka spotřeby energie je vybavena nabíjecí jednotkou, která je jednak tvořena nabíjecím relé a regulátorem nabíjení a jednak je napojena na alespoň jeden akumulátor energie, přičemž akumulátor energie je propojen se střídačem uzpůsobeným k dodávání energie do rozvodné sítě.It is also advantageous if the energy consumption control unit is equipped with a charging unit which is formed on the one hand by a charging relay and a charge controller and is connected to at least one energy accumulator, the energy accumulator being connected to an inverter adapted to supply energy to the grid.

-5V optimálním provedení je k řídící jednotce spotřeby energie a současně i k ovládací jednotce připojen přídavný modul sestávající z UPS relé, a k němu paralelně připojených vstupního měřícího členu proudu a UPS řídící jednotky, přičemž vstupní měřící člen je napojen na síťový zdroj střídavého napětí a UPS relé je propojeno se střídačem, který je s výhodou realizován typem UPS s dvojitou konverzí.-5In the optimal design, an additional module consisting of a UPS relay and an input current measuring element and a UPS control unit connected in parallel to the power consumption control unit and at the same time to the control unit is connected to the AC power supply and the UPS relay. it is connected to an inverter, which is preferably realized by a double-conversion UPS type.

Konečně je výhodné, když ovládací jednotka je opatřena detektorem hromadného dálkového ovládaní pro detekci nočního proudu a/nebo komunikačním modulem pro zajištění komunikace s nadřazeným systémem, přičemž je vybavena paměťovým médiem pro zápis provozních stavů systému.Finally, it is advantageous if the control unit is provided with a mass remote control detector for detecting night current and / or a communication module for ensuring communication with the superior system, while being equipped with a storage medium for recording the operating states of the system.

Novým vynálezem se dosahuje oproti stávajícímu stavu techniky vyššího účinku v tom, že systém pro hospodaření s elektrickou energií vyrobenou fotovoltaickými články je uzpůsoben k efektivnímu využití získané energické energie zejména, kdy je energie využívána v režimu stejnosměrného proudu a pomocí DC/DC měniče je možné sledovat bod maximálního výkonu MPPT. Systém je rovněž uzpůsoben k využití přebytkové energie, kdy energie je ukládána do akumulátorů a/nebo je využita k ohřevu kapaliny, a současně také k přeměně stejnosměrného proudu získaného z fotovoltaických panelů na střídavý proud.The new invention achieves a higher effect than the current state of the art in that the system for managing electricity produced by photovoltaic cells is adapted to efficient use of the obtained energy, especially when the energy is used in direct current mode and can be monitored by DC / DC converter. MPPT maximum power point. The system is also adapted to use the excess energy, where the energy is stored in the accumulators and / or is used to heat the liquid, and at the same time also to convert the direct current obtained from the photovoltaic panels into alternating current.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Konkrétní příklady provedení vynálezu jsou schématicky znázorněny na připojených výkresech, kde obr|l je blokové schema systému v konfiguraci pro ohřev vody •J obr'2 je blokové schema systému v kompletní konfiguraci obr.6 je schema DC/DC měniče aSpecific embodiments of the invention are schematically illustrated in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a block diagram of a system in a water heating configuration. Fig. 2 is a block diagram of a system in a complete configuration. Fig. 6 is a diagram of a DC / DC converter.

A obr:4 je blokové schema teplotních pojistek.And Fig. 4 is a block diagram of temperature fuses.

-6Výkresy, které znázorňují představovaný vynález a následně popsané příklady konkrétních provedení v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu vynálezu.The drawings which illustrate the present invention and the examples of specific embodiments described below in no way limit the scope of protection given in the definition, but merely illustrate the essence of the invention.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Systém pro hospodaření s elektrickou energií vyrobenou fotovoltaickými články obsahuje v základním autonomním uspořádání dle obr.Jl fotovoltaickou jednotku 1, která je paralelně propojena s řídící jednotkou 2 spotřeby energie, a to jednak skrze v sérii zapojené vstupní měřící jednotku 3 proudu a napětí, DC/DC měnič 4 a výstupní měřící jednotku 5 proudu a napětí a jednak přes primární DC zdroj 6 stejnosměrného napětí. DC/DC měnič 4 je uzpůsoben tak, aby byl výkon vždy maximální a je dále propojen s primárním DC zdrojem 6 stejnosměrného napětí a s ovládací jednotkou 8. Ovládací jednotka 8 je dále propojena jak s řídící jednotkou 2 spotřeby energie, tak skrze galvanicky oddělený sekundární DC zdroj 7 stejnosměrného napětí s fotovoltaickou jednotkou 1. Řídící jednotka 2 spotřeby energie obsahuje dvě teplotní regulační jednotky 21, 22, které jsou spojeny s ohřívací jednotkou 9. Ohřívací jednotka 9 je tvořena teplotní měřící jednotkou 91 a topným tělesem 92. uzpůsobeným k ohřevu kapaliny, přičemž ohřívací jednotka 9 je rovněž napojena na ovládací jednotku 8. DC regulační jednotka 21 řídící jednotky 2 spotřeby energie pracující v režimu stejnosměrného napětí je tvořena DC teplotní pojistkou 211, DC relé 212 a DC teplotním regulátorem 213, přičemž je připojena skrze výstupní měřící jednotku 5 k DC/DC měniči 4. AC regulační jednotka 22 řídící jednotky 2 spotřeby energie sestává z AC teplotní pojistky 221. AC relé 222 a AC teplotního regulátoru 223 a je připojena na síťový zdroj 10 střídavého napětí. K síťovému zdroji 10 střídavého napětí je dále připojena jednak skrze galvanicky oddělený primární AC zdroj H střídavého napětí ovládací jednotka 8 a jednak přes sekundární AC zdroj 12 střídavého napětí celá řídící jednotka 2 spotřeby energie.The system for managing electrical energy produced by photovoltaic cells comprises in the basic autonomous arrangement according to Fig. 1 a photovoltaic unit 1, which is connected in parallel with the energy consumption control unit 2, on the one hand through a current and voltage input measuring unit 3 connected in series, DC / DC converter 4 and output measuring unit 5 for current and voltage and on the one hand via a primary DC source 6 of direct voltage. The DC / DC converter 4 is adapted so that the power is always maximum and is further connected to the primary DC source 6 of DC voltage and to the control unit 8. The control unit 8 is further connected both to the power consumption control unit 2 and through a galvanically separated secondary DC a DC voltage source 7 with a photovoltaic unit 1. The energy consumption control unit 2 comprises two temperature control units 21, 22, which are connected to a heating unit 9. The heating unit 9 is formed by a temperature measuring unit 91 and a heating element 92 adapted to heat the liquid. wherein the heating unit 9 is also connected to the control unit 8. The DC control unit 21 of the power consumption control unit 2 operating in the DC voltage mode is formed by a DC temperature fuse 211, a DC relay 212 and a DC temperature controller 213, and is connected through an output measuring unit 5. to the DC / DC converter 4. The AC control unit 22 of the power consumption control unit 2 consists of an AC temperature fuse 221. A C is relay 222 and AC of temperature controller 223 and is connected to AC power supply 10. The control unit 8 is further connected to the AC power supply 10 via a galvanically separated primary AC power supply H and via the secondary AC power supply 12 the entire power consumption control unit 2 via the secondary AC power supply 12.

-7Jak je patrné z obd2 systém pracující v autonomním i ostrovním energetickém režimu je vybaven řídící jednotkou 2 spotřeby energie se zabudovanou nabíjecí jednotkou 23, která je tvořena nabíjecím relé 231 a regulátorem 232 nabíjení a je napojena na akumulátor 13 energie, přičemž akumulátor 13 je napojen na střídač 15 sloužící k dodávání střídavého proudu. K řídící jednotce 2 spotřeby energie je dále připojen přídavný modul 14 sestávající z UPS relé 141, a k němu paralelně připojených vstupního měřícího členu 142 proudu a UPS řídící jednotky 143, přičemž přídavný modul 14 je rovněž napojen na střídač 15. Ovládací jednotka 8 je dále opatřena jednak detektorem 17 hromadného dálkového ovládaní pro detekci nočního proudu, jednak komunikačním modulem 18 pro zajištění komunikace s nadřazeným systémem pomocí zvoleného rozhraní, jako je například USB, Ethernet, RS232, RS485, WiFi, Bluetooth, a jednak paměťovým médiem 19 pro zápis provozních stavů systému, například množství vyrobené či spotřebované energie, hodnoty proudu, napětí či teploty.As can be seen from the obd2, the system operating in autonomous and island energy mode is equipped with a power consumption control unit 2 with a built-in charging unit 23, which consists of a charging relay 231 and a charging regulator 232 and is connected to an energy accumulator 13, the accumulator 13 being connected. to an inverter 15 for supplying alternating current. An additional module 14 consisting of a UPS relay 141 and a current input measuring element 142 and a UPS control unit 143 connected in parallel is connected to the power consumption control unit 2. The additional module 14 is also connected to the inverter 15. The control unit 8 is further provided on the one hand by a detector 17 of mass remote control for night current detection, on the other hand by a communication module 18 for communication with the superior system via a selected interface such as USB, Ethernet, RS232, RS485, WiFi, Bluetooth, and on the other hand by a storage medium 19 for recording system operating states , for example, the amount of energy produced or consumed, the value of current, voltage or temperature.

DC/DC měnič 4 znázorněný na obr. 3 obsahuje vzájemně propojené primární spínač a sekundární spínač 42, které jsou tvořeny například tranzistory typu N MOSFET pracujícími ve dvou stavech, a to v sepnutém nebo rozepnutém. Okolo sekundárního spínače je vytvořen paralelní obvod, se zabudovaným indukčním členem 43, ke kterému jsou paralelně připojeny kondenzátor 44 a zátěž 45.The DC / DC converter 4 shown in Fig. 3 comprises an interconnected primary switch and a secondary switch 42, which are formed, for example, by N-type MOSFETs operating in two states, in closed or open. A parallel circuit is formed around the secondary switch, with a built-in induction member 43, to which a capacitor 44 and a load 45 are connected in parallel.

JJ

Na obr.^4 je znázorněno provedení teplotního jištění, které je vytvořeno ze vzájemně integrovaných DC teplotní pojistky 211 a AC teplotní pojistky 212 řídící jednotky 2 spotřeby energie. Teplotní pojistky 211, 212 obsahují řídící pojistný segment 100 napájený z primárního DC zdroje 6 stejnosměrného napětí a/nebo ze sekundárního AC zdroje 12 střídavého napětí, přičemž k řídícímu pojistnému segmentu 100 jsou připojeny měřící jednotka 101 teploty, tavná pojistka 102, stejnosměrné DC výkonové relé 103 a střídavé AC výkonové relé 104.Fig. 4 shows an embodiment of a thermal fuse which is formed of mutually integrated DC thermal fuses 211 and AC thermal fuses 212 of the power consumption control unit 2. The temperature fuses 211, 212 comprise a control fuse segment 100 supplied from a primary DC source 6 of DC voltage and / or from a secondary AC source 12 of AC voltage, the temperature fuse unit 101, a fuse 102, a DC DC power relay being connected to the control fuse segment 100. 103 and AC power relay 104.

Stejnosměrný proud vyrobený ve fotovoltaické jednotce 1 jednak vstupuje do vstupní měřící jednotky 3 proudu a napětí a dále do DC/DC měniče 4, jednak je přiveden přesThe direct current produced in the photovoltaic unit 1 enters the current and voltage input measuring unit 3 and further into the DC / DC converter 4, and is supplied via

-8sekundární DC zdroj 7 stejnosměrného napětí do ovládací jednotky 8, a jednak je veden přes primární DC zdroj 6 stejnosměrného napětí do řídící jednotky 2 spotřeby energie, a také do-8second DC power supply 7 to the control unit 8, and on the one hand it is fed via the primary DC power supply 6 to the power consumption control unit 2, and also to

DC/DC měniče 4. Funkce synchronního DC/DC měniče 4 spočívá v tom, že vstupní napětí je přivedeno na dva v sérii zapojené spínače 41^42. přičemž v případě sepnutého stavu primárního spínače 41 proud neteče do sekundárního spínače 42, ale je veden paralelním obvodem přes indukční člen 43 do kondenzátoru 44 a zátěže 45. Indukční člen 43 se chová jako spotřebič a dochází k lineárnímu zvyšování proudu a růstu napětí na kondenzátoru 44. V případě, že je primární spínač 41 rozepnut, dochází současně k sepnutí sekundárního spínače 42 a indukční člen 43 se začíná chovat jako zdroj, čemuž odpovídá otočení polarity napětí, kdy proud z indukčního členu 43 teče do kondenzátoru 44, zátěže 45 a zároveň napětí lineárně klesá. Tento děj se periodicky opakuje s frekvencí f. Změnou doby zapnutí/vypnutí jednotlivých spínačů 41,42 lze měnit napětí na zátěži 45 od 0 až po Ufv proDC / DC converter 4. The function of the synchronous DC / DC converter 4 is that the input voltage is applied to two switches 41 ^ 42 connected in series. wherein in the closed state of the primary switch 41 the current does not flow to the secondary switch 42, but is conducted in parallel through the inductor 43 to the capacitor 44 and the load 45. The inductor 43 acts as a consumer and the current and voltage increase across the capacitor 44 increase linearly. When the primary switch 41 is open, the secondary switch 42 closes simultaneously and the inductor 43 begins to act as a source, corresponding to a reversal of the voltage polarity, where current from the inductor 43 flows to the capacitor 44, the load 45 and decreases linearly. This process is repeated periodically with frequency f. By changing the on / off time of the individual switches 41,42, the voltage on load 45 can be changed from 0 to Ufv for

Λ nalezení bodu maximální účinnosti MPP. Z fotovoltaické jednotky 1 se zjišťuje aktuální hodnota proudu a napětí a v každém okamžiku se vypočítává výkon odebíraný z fotovoltaické jednotky 1, přičemž se mění doba sepnutí spínačů 4lj42 tak, aby výstupní napětí odpovídalo požadavkům maximálního výkonu generovaného fotovoltaickou jednotkouΛ finding the point of maximum efficiency of the MPP. The current value of current and voltage is determined from the photovoltaic unit 1 and at each moment the power taken from the photovoltaic unit 1 is calculated, while the closing time of the switches 41j42 is changed so that the output voltage corresponds to the maximum power requirements generated by the photovoltaic unit.

1. Výstupní proud z DC/DC měniče 4 je veden přes výstupní měřící jednotku 5 proudu a napětí do DC regulační jednotky 21 řídící jednotky 2 spotřeby energie. Takto zpracovaná energie vstupuje do řídící jednotky 2 spotřeby energie, přičemž ovládací jednotkou 8 se rozhoduje o dalším využití energie. Primárním spotřebičem energie dodávané buď z fotovoltaické jednotky 1 nebo ze síťového zdroje 10 střídavého napětí je ohřívací jednotka 9, přičemž pro oddělení střídavého a stejnosměrného proudu je provedeno galvanické oddělení jak v sekundárním DC zdroji 7 stejnosměrného napětí a v primárním AC zdroji 11 střídavého napětí, tak v řídící jednotce 2 spotřeby energie, kdy DC regulační jednotka 21 a AC regulační jednotka 22 jsou vybaveny DC relé 212 a AC relé 222. které zajišťují potřebnou napěťovou pevnost kontaktů. Teplotní regulátory 213, 223 v regulačních jednotkách 21, 22 umožňují to, že když je teplota v ohřívací jednotce 9 pod hodnotou nastavenou uživatelem, je sepnuto AC relé 222 a do topného tělesa 92 je přiváděna energie ze síťového zdroje 10 střídavého napětí. Když je sepnuto DC relé 212, tak do topného tělesa 92 je vedena energie z fotovoltaické jednotky 1. Uživatel tak využívá energii ze síťového zdroje 10 střídavého napětí pro ohřev vody v případě, že energie ze slunce není dostatečná nebo je detektorem 17 hromadného dálkového ovládaní zjištěn nízký tarif elektrické energie. Pokud teplota v ohřívací jednotce 91. The output current from the DC / DC converter 4 is fed via the output current and voltage measuring unit 5 to the DC control unit 21 of the power consumption control unit 2. The energy thus processed enters the energy consumption control unit 2, while the control unit 8 decides on the further use of energy. The primary energy consumer supplied either from the photovoltaic unit 1 or from the AC mains source 10 is a heating unit 9, whereby galvanic separation is performed both in the secondary DC source 7 of the DC voltage and in the primary AC source 11 of the AC voltage and in the primary AC source 11. in the power consumption control unit 2, wherein the DC control unit 21 and the AC control unit 22 are equipped with a DC relay 212 and an AC relay 222, which provide the necessary voltage strength of the contacts. The temperature controllers 213, 223 in the control units 21, 22 allow that when the temperature in the heating unit 9 is below the value set by the user, the AC relay 222 is closed and energy is supplied to the heater 92 from the AC mains supply 10. When the DC relay 212 is closed, energy from the photovoltaic unit 1 is fed to the heater 92. The user thus uses energy from the AC mains source 10 to heat water in case the energy from the sun is not sufficient or is detected by the mass remote control detector 17. low electricity tariff. If the temperature in the heating unit 9

-9dosáhne požadované hodnoty je ohřev ze síťového zdroje 10 střídavého napětí ukončen a energie získaná z fotovoltaické jednotky 1 je směrována k jinému využití. Energie, a to jak získaná z fotovoltaické jednotky 1 tak i dodávaná ze síťového zdroje 10 střídavého napětí, může být vedena v řídící jednotce 2 spotřeby energie do nabíjecí jednotky 23 a/nebo směrována do přídavného modulu 14. V nabíjecí jednotce 23 je energie vedena do nabíjecího relé 231, které je řízeno regulátorem nabíjení 232, přičemž nabíjecí relé 231 dobíjí připojený akumulátor 13 ve formě různých typů baterií, kdy akumulátor 13 slouží jako meziobvod pro dodávání energie do střídače 15 a dále do rozvodné sítě 16. V přídavném modulu 14 je energie vedena přes vstupní měřící člen 142 proudu a UPS relé 141 a poté pokračuje do střídače 15, přičemž ovládání UPS relé 141 má na starosti UPS řídící jednotka 143. Přídavný modul 14 umožňuje nabíjení akumulátoru 13 s využitím DC/DC měniče 4, a tím získat výhodu v podobě využití fotovoltaické jednotky 1 v MPP. Další funkcí přídavného modulu 14 je monitorování proudu procházející jednou fází a sepnutí střídače 15 v případě překročení nastaveného výkonu pro sepnutí, čímž dochází k eliminování ztrátového výkonu v střídači 15. Střídač 15 je v tomto případě realizován typem UPS s dvojitou konverzí. Systém tedy umožňuje zálohování jedné fáze pomocí UPS a ovládání toku energie, kdy napájení veškerých komponentů systému je zdvojeno. Veškeré řízení systému je prováděno ovládací jednotkou 8, která předává a vyhodnocuje informace z DC/DC měniče 4, z řídící jednotky 2 spotřeby energie, z přídavného modulu 14 a z detektoru 17 hromadného dálkového ovládaní.When the desired value is reached, the heating from the AC power supply 10 is terminated and the energy obtained from the photovoltaic unit 1 is directed to another use. Energy, both obtained from the photovoltaic unit 1 and supplied from the AC mains supply 10, can be fed in the energy consumption control unit 2 to the charging unit 23 and / or routed to the add-on module 14. In the charging unit 23, energy is fed to the charging unit 23. of the charging relay 231, which is controlled by the charge controller 232, the charging relay 231 recharging the connected accumulator 13 in the form of different types of batteries, the accumulator 13 serving as an intermediate circuit for supplying power to the inverter 15 and further to the distribution network 16. is routed via the input current measuring element 142 and the UPS relay 141 and then proceeds to the inverter 15, the control of the UPS relay 141 being in charge of the UPS control unit 143. The add-on module 14 allows the battery 13 to be charged using the DC / DC converter 4. in the form of the use of photovoltaic unit 1 in MPP. Another function of the add-on module 14 is to monitor the current flowing through one phase and switch on the inverter 15 in case the set switching power is exceeded, thus eliminating power dissipation in the inverter 15. In this case, the inverter 15 is implemented with a double conversion UPS. The system therefore allows one-phase backup using a UPS and power flow control, where the power supply to all system components is doubled. All control of the system is performed by the control unit 8, which transmits and evaluates information from the DC / DC converter 4, from the power consumption control unit 2, from the add-on module 14 and from the detector 17 of the mass remote control.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Předkládaný vynález je určen pro zabudování do fotovoltaických systémů za účelem hospodárného využívání energetických zdrojů, kdy je efektivně nakládáno s energií získanou z fotovoltaických článků a současně je možné využívat levnou energie z distribuční sítě, přičemž dodávaná energie do systému může být využita pro ohřev teplé vody nebo k dobíjení akumulátorů.The present invention is intended for incorporation into photovoltaic systems for the economical use of energy sources, where energy obtained from photovoltaic cells is efficiently managed and at the same time cheap energy from the distribution network can be used, energy supplied to the system can be used to heat hot water or for recharging batteries.

-10Seznam vztahových značek fotovoltaická jednotka řídící jednotka spotřeby energie-10List of reference numerals photovoltaic unit energy consumption control unit

DC regulační jednotkaDC control unit

211 DC teplotní pojistkou211 DC temperature fuse

212 DC relé212 DC relay

213 DC teplotní regulátor213 DC temperature controller

AC regulační jednotkaAC control unit

221 AC teplotní pojistkou221 AC temperature fuse

222 AC relé222 AC relay

223 AC teplotní regulátor nabíjecí jednotka223 AC temperature controller charging unit

231 nabíjecí relé231 charging relay

232 regulátor nabíjení vstupní měřící jednotka proudu a napětí232 charge controller input current and voltage measuring unit

DC/DC měnič primární spínač sekundární spínač indukční člen kondenzátor zátěž výstupní měřící jednotka proudu a napětí primární DC zdroj stejnosměrného napětí sekundární DC zdroj stejnosměrného napětí ovládací jednotka ohřívací jednotka teplotní měřící jednotka topné těleso síťový zdroj střídavého napětí primární AC zdroj střídavého napětí sekundární AC zdroj střídavého napětí akumulátorDC / DC converter primary switch secondary switch inductor capacitor load output current and voltage measuring unit primary DC DC power supply secondary DC power supply control unit heating unit temperature measuring unit heater AC power supply primary AC AC power supply secondary AC power supply battery voltage

-11 přídavný modul-11 add-on module

UPS relé vstupní měřící člen prouduUPS relay input current measuring element

UPS řídící jednotka stříd ač rozvodná síť detektor hromadného dálkového ovládaní komunikační modul paměťové médium řídící pojistný segment měřící jednotka teploty tavná pojistkaUPS AC control unit distribution network collective remote control detector communication module memory medium control fuse segment temperature measuring unit fuse

DC výkonové reléDC power relay

AC výkonové reléAC power relay

Claims (11)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Systém pro hospodaření s elektrickou energií vyrobenou fotovoltaickými články obsahující vzájemně propojené řídící jednotku (2) spotřeby energie, ovládací jednotku (8) a ohřívací jednotku (9), která je vybavena teplotní měřící jednotkou (91) a alespoň jedním topným tělesem (92) uzpůsobeným k ohřevu kapaliny, vyznačující se tím, že řídící jednotka (2) spotřeby energie,obsahující DC regulační jednotku (21) a AC regulační jednotku (22)Je jednak napojena na síťový zdroj (10) střídavého napětí, a to přímo a/nebo přes sekundární AC zdroj (12) střídavého napětí, a jednak je propojena s fotovoltaickou jednotkou (1) emitující stejnosměrný proud, a to přes primární DC zdroj (6) stejnosměrného napětí a/nebo přes v sérii zapojené výstupní měřící jednotku (5) proudu a napětí, DC/DC měnič (4) a vstupní měřící jednotku (3) proudu a napětí, přičemž i ovládací jednotka (8) je napojena jak přes galvanicky oddělený sekundární DC zdroj (7) stejnosměrného napětí na fotovoltaickou jednotku (1), tak přes galvanicky oddělený primární AC zdroj (11) střídavého napětí na síťový zdroj (10) střídavého napětí.A system for managing electricity produced by photovoltaic cells, comprising an interconnected energy consumption control unit (2), a control unit (8) and a heating unit (9), which is equipped with a temperature measuring unit (91) and at least one heating element (92). ) adapted to heat a liquid, characterized in that the energy consumption control unit (2), comprising a DC control unit (21) and an AC control unit (22), is connected to the AC power supply (10) directly and / or or via a secondary AC power supply (12), and on the one hand it is connected to a photovoltaic unit (1) emitting direct current, via a primary DC power supply (6) and / or via a series-connected current output measuring unit (5) and voltage, a DC / DC converter (4) and an input current and voltage measuring unit (3), the control unit (8) also being connected via a galvanically separated secondary DC DC source (7) to the photovoltaic unit (1) and over a galvanically isolated primary AC power supply (11) to a mains AC power supply (10). 2. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že DC regulační jednotka (21) řídící jednotky (2) spotřeby energie pracující v režimu stejnosměrného napětí sestává/ DC teplotní pojistky (211) a DC relé (212), které napojeno na DC teplotní regulátor (213), přičemž DC teplotní pojistka (211) je připojena přes výstupní měřící jednotku (5) k DC/DC měniči (4) a DC relé (212) je propojeno s ohřívací jednotkou (9).The system according to claim 1, characterized in that the DC control unit (21) of the power consumption control unit (2) operating in the DC voltage mode consists of / DC temperature fuses (211) and a DC relay (212) which is connected to the DC temperature. a controller (213), wherein the DC temperature fuse (211) is connected via an output measuring unit (5) to the DC / DC converter (4) and the DC relay (212) is connected to the heating unit (9). 3. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že AC regulační jednotka (22) řídící jednotky (2) spotřeby energie pracující v režimu střídavého napětí sestává z AC teplotní pojistky (221) a AC relé (222), které je napojeno na AC teplotní regulátor (223), přičemž AC teplotní pojistka (221) je připojena na síťový zdroj (10) střídavého napětí a AC relé (222) je propojeno s ohřívací jednotkou (9).System according to claim 1, characterized in that the AC control unit (22) of the power consumption control unit (2) operating in the AC voltage mode consists of an AC temperature fuse (221) and an AC relay (222) which is connected to the AC a temperature controller (223), wherein the AC temperature fuse (221) is connected to the AC mains supply (10) and the AC relay (222) is connected to the heating unit (9). 4. Systém podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že DC teplotní pojistka (211) a AC teplotní pojistka (212) řídící jednotky (2) spotřeby energie jsou vzájemně propojeny přes řídící pojistný segment (100), přičemž k řídícímu pojistnému segmentu (100) jsou připojeny měřící jednotka (101) teploty, tavná pojistka (102), stejnosměrné DC výkonové relé (103) a střídavé AC výkonové relé (104).System according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the DC temperature fuse (211) and the AC temperature fuse (212) of the energy consumption control unit (2) are interconnected via a control fuse segment (100), a temperature measuring unit (101), a fuse (102), a DC power relay (103) and an AC power relay (104) are connected to the fuse segment (100). 5. Systém podle některého nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že DC/DC měnič (4) je jednak propojen s primárním DC zdrojem (6) stejnosměrného napětí, jednak s ovládací jednotkou (8) a jednak obsahuje vzájemně propojené primární spínač (41) a sekundární spínač (42), přičemž okolo sekundárního spínače (42) je vytvořen paralelní obvod se zabudovaným indukčním členem (43), ke kterému jsou paralelně připojeny kondenzátor (44) a zátěž (45).System according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the DC / DC converter (4) is connected to the primary DC source (6) of DC voltage, to the control unit (8) and to the interconnected primary switch (8). 41) and a secondary switch (42), wherein a parallel circuit with a built-in induction member (43) is formed around the secondary switch (42), to which a capacitor (44) and a load (45) are connected in parallel. 6. Systém podle některého nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že řídící jednotka (2) spotřeby energie je vybavena nabíjecí jednotkou (23), která je jednak tvořena nabíjecím relé (231) a regulátorem (232) nabíjení a jednak je napojena na alespoň jeden akumulátor (13) energie.System according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the energy consumption control unit (2) is provided with a charging unit (23) which is formed by a charging relay (231) and a charging controller (232) and is connected to at least one energy accumulator (13). 7. Systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že akumulátor (13) energie je propojen se střídačem (15) uzpůsobeným k dodávání energie do rozvodné sítě (16).System according to claim 6, characterized in that the energy accumulator (13) is connected to an inverter (15) adapted to supply energy to the distribution network (16). 8. Systém podle některého nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že k řídící jednotce (2) spotřeby energie a současně i k ovládací jednotce (8) je připojen přídavný modul (14) sestávající z UPS relé (141), a k němu paralelně připojených vstupního měřícího členu (142) proudu a UPS řídící jednotky (143), přičemž vstupní měřící člen (142) je napojen na síťový zdroj (10) střídavého napětí a UPS relé (141) je propojeno se střídačem (15).System according to one of Claims 1 to 7, characterized in that an additional module (14) consisting of a UPS relay (141) and connected in parallel to it is connected to the power consumption control unit (2) and at the same time to the control unit (8). an input current measuring element (142) and a UPS control unit (143), the input measuring element (142) being connected to an AC mains supply (10) and the UPS relay (141) being connected to the inverter (15). 9. Systém podle nároků 8, vyznačující se tím, že střídač (15) je realizován typem UPS s dvojitou konverzí.System according to claim 8, characterized in that the inverter (15) is realized by a double-conversion UPS type. 10. Systém podle některého nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že ovládací jednotka (8) je opatřena detektorem (17) hromadného dálkového ovládaní pro detekci nočního proudu a/nebo komunikačním modulem (18) pro zajištění komunikace s nadřazeným systémem.System according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the control unit (8) is provided with a collective remote control detector (17) for detecting night current and / or a communication module (18) for ensuring communication with the higher-level system. 11. Systém podle některého nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že ovládací jednotka (8) je vybavena paměťovým médiem (19) pro zápis provozních stavů systému.System according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the control unit (8) is provided with a storage medium (19) for recording the operating states of the system.
CZ2013-311A 2013-04-25 2013-04-25 System for managing electric power produced by photovoltaic cells CZ304509B6 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-311A CZ304509B6 (en) 2013-04-25 2013-04-25 System for managing electric power produced by photovoltaic cells
PCT/CZ2014/000044 WO2014173379A1 (en) 2013-04-25 2014-04-24 A system for management of electric energy produced by photovoltaic cells
UAA201508998A UA114663C2 (en) 2013-04-25 2014-04-24 A system for management of electric energy produced by photovoltaic cells
BR112015025536A BR112015025536A2 (en) 2013-04-25 2014-04-24 electric power management system produced by photovoltaic cells
KR1020157029801A KR20150131335A (en) 2013-04-25 2014-04-24 A system for management of electric energy produced by photovoltaic cells
EP14724992.4A EP2989392A1 (en) 2013-04-25 2014-04-24 A system for management of electric energy produced by photovoltaic cells
RU2015150232A RU2615593C1 (en) 2013-04-25 2014-04-24 System electrical energy control, which is generated by photovoltaic elements
CN201480023206.4A CN105143776A (en) 2013-04-25 2014-04-24 A system for management of electric energy produced by photovoltaic cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-311A CZ304509B6 (en) 2013-04-25 2013-04-25 System for managing electric power produced by photovoltaic cells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2013311A3 true CZ2013311A3 (en) 2014-06-04
CZ304509B6 CZ304509B6 (en) 2014-06-04

Family

ID=50735804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2013-311A CZ304509B6 (en) 2013-04-25 2013-04-25 System for managing electric power produced by photovoltaic cells

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2989392A1 (en)
KR (1) KR20150131335A (en)
CN (1) CN105143776A (en)
BR (1) BR112015025536A2 (en)
CZ (1) CZ304509B6 (en)
RU (1) RU2615593C1 (en)
UA (1) UA114663C2 (en)
WO (1) WO2014173379A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021152079A1 (en) 2020-01-31 2021-08-05 fothermo System AG Circuit device for supplying a water heater from a renewable energy source

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110137619B (en) * 2019-04-15 2021-12-24 华为数字能源技术有限公司 Energy storage device temperature control method and device
RU198525U1 (en) * 2020-02-06 2020-07-14 Общество С Ограниченной Ответственностью "Ганпауэр" (Ооо "Ганпауэр") ENERGY CONVERSION DEVICE
CN112344419A (en) * 2020-11-09 2021-02-09 国网山东省电力公司莱芜供电公司 Energy-saving analysis system for heating equipment
CN114428528A (en) * 2021-12-22 2022-05-03 北京科诺伟业科技股份有限公司 Polar region photovoltaic input temperature control circuit

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2485827A1 (en) 1980-06-26 1981-12-31 Aerospatiale METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING PHOTOVOLTAIC POWER
US4649334A (en) 1984-10-18 1987-03-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of and system for controlling a photovoltaic power system
NO873972L (en) 1986-09-24 1988-03-25 Limitor Ag CONNECTOR FOR THERMOSTATIC REGULATED, AC POWER HEATING APPLIANCES.
US4873480A (en) 1988-08-03 1989-10-10 Lafferty Donald L Coupling network for improving conversion efficiency of photovoltaic power source
US5293447A (en) 1992-06-02 1994-03-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Photovoltaic solar water heating system
US8067855B2 (en) * 2003-05-06 2011-11-29 Enecsys Limited Power supply circuits
US7274975B2 (en) * 2005-06-06 2007-09-25 Gridpoint, Inc. Optimized energy management system
US7429719B1 (en) 2005-08-15 2008-09-30 Stellar Systems, Inc. Self-regulating heater with a semiconductor heating element and method of heating
JP4737186B2 (en) * 2007-11-20 2011-07-27 パナソニック電工株式会社 Energy management system
US20090180765A1 (en) * 2008-01-14 2009-07-16 Ming-Hsiang Yeh Multiple-power-selection heat storage device
JP2011522505A (en) * 2008-05-14 2011-07-28 ナショナル セミコンダクタ コーポレイション System and method for an array of multiple intelligent inverters
CN201378812Y (en) * 2009-02-23 2010-01-06 中山大洋电机股份有限公司 Power-supply control device and ventilation and air-exchange device employing same
RU2399118C1 (en) * 2009-10-06 2010-09-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Photoelectric converter based on nonplanar semiconductor structure
KR101156533B1 (en) * 2009-12-23 2012-07-03 삼성에스디아이 주식회사 Energy storage system and method for controlling thereof
RU2446362C2 (en) * 2010-02-25 2012-03-27 Георгий Михайлович Межлумов Electric energy obtaining method and device
US8358031B2 (en) * 2010-02-26 2013-01-22 General Electric Company System and method for a single stage power conversion system
WO2011121815A1 (en) * 2010-03-29 2011-10-06 株式会社日立製作所 Energy management system, energy management apparatus, and energy management method
SK5787Y1 (en) 2010-10-01 2011-07-06 Daniel Lako Device for combined heating water using AC and DC current
SK5788Y1 (en) 2010-06-30 2011-07-06 Daniel Lako Device for controlled heating of water using photovoltaic panels
KR101906895B1 (en) * 2011-06-08 2018-10-11 엘에스산전 주식회사 Photovoltaic power conversion apparatus
JP5854687B2 (en) * 2011-08-03 2016-02-09 株式会社東芝 Solar power system
US20130043723A1 (en) * 2011-08-19 2013-02-21 Robert Bosch Gmbh Solar synchronized loads for photovoltaic systems
DE102011111192B4 (en) * 2011-08-20 2019-05-23 Adensis Gmbh Time-shifted battery connection in case of emergency request
CZ309486B6 (en) 2011-09-20 2023-02-22 Váša Miroslav Ing. A method of transferring the power of a photovoltaic generator to a resistive load and a device for carrying out this method
US20130069578A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-21 Chao-Chin Yao Brushless Ceiling Fan Motor Power Control System
SK6382Y1 (en) 2012-02-08 2013-02-04 Daniel Lako Device for redirecting of electricity in the boiler heated by a regulated DC power from photovoltaic panels
CN102931653B (en) * 2012-11-02 2014-12-03 浙江工业大学 Comprehensive coordination control method of wind-solar direct current micro-grid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021152079A1 (en) 2020-01-31 2021-08-05 fothermo System AG Circuit device for supplying a water heater from a renewable energy source

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150131335A (en) 2015-11-24
BR112015025536A2 (en) 2017-07-18
UA114663C2 (en) 2017-07-10
WO2014173379A1 (en) 2014-10-30
RU2615593C1 (en) 2017-04-05
CZ304509B6 (en) 2014-06-04
EP2989392A1 (en) 2016-03-02
CN105143776A (en) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Debnath et al. Two-stage solar photovoltaic-based stand-alone scheme having battery as energy storage element for rural deployment
KR101369692B1 (en) Energy storage system and controlling method of the same
US10008951B2 (en) System and method for coupling a monophase power source to a multiphase power network
RU2615593C1 (en) System electrical energy control, which is generated by photovoltaic elements
KR101863141B1 (en) Power-controlled energy management system using lithium battery and supercapacitor
KR20160001249A (en) Home energy management system using photovoltaic generation and energy storage system
AU2016100264A4 (en) Solar Energy Capture and Storage System with Revenue Recovery through Energy Sales
CN105680471A (en) Apparatus for the conversion and optimized consumption management of power from renewable sources
KR101106413B1 (en) Inverter of energy storage system
CA3044542A1 (en) Conversion circuit device for uninterruptible power supply (ups) systems
US20140239903A1 (en) Power conversion device having battery heating function
US10418819B2 (en) Control method for power control system, power control system, and power control apparatus
JP2020513524A (en) Electric radiator type heating device including voltage converter
CZ25777U1 (en) System for managing electric power produced by photovoltaic cells
US10389131B2 (en) Power control apparatus, power control method, and power control system
CN202696509U (en) Solar-energy power and heat combination system
Naveen et al. Demand side load leveling using distributed micro energy and storage systems with the establishment of micro grids
JP2018207786A (en) Control method for power control system, power control system, and power controller
Bisschoff et al. Novel intelligent energy management system for residential PV systems in non-feed-in tariff countries
Masika et al. Energy Management System for Solar And Grid System
Bondarenko et al. ENERGY UNIT KIT FOR PHOTOVOLTAIC CLUSTER.
CZ308936B6 (en) How to charge a battery from a photovoltaic panel
IT202000006251U1 (en) DOMESTIC APPLIANCE PARTICULARLY SUITABLE FOR USE IN A HYBRID POWER SUPPLY SYSTEM AND HYBRID POWER SUPPLY SYSTEM INCLUDING THE SAME
RO137719A0 (en) Device and method for sharing electrical appliances with energy storage
PL229822B1 (en) Method for processing resources of renewable energy for the purposes of supplying electric isolated networks, where obtained renewable energy is stored, the point of the maximum output of the renewable energy sources is monitored and its obtained quantity is examined, and the system of the energy resources processing for the purposes of the isolated electric networks where presence of renewable energy is decoded, it is stored, point of the maximum output of renewable sources of energy are monitored and its obtained quantity is tested, and the method of controlling the energy resources processing system