CN103280828A - 一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统 - Google Patents

一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统，包括与空调系统连接的光伏太阳能发电系统，太阳能发电系统通过其并网逆变器与空调系统的内部交流电网并接，空调系统的空调电源插座插入家用电网，该家用电网连接有用电负载，该家用电网通过电能表外接国家公用电网，光伏太阳能发电系统与国家公用电网为空调系统优先提供混合电力，该光伏太阳能发电系统产生的多余电力能逆向向家用电网供电。本发明采用上述方案后，将光伏太阳能发电系统和空调系统的内部交流电网实现并网，混合向房间空气调节器提供电能，而多余的电能，则可直接向家用电网馈电，达到节能减排的目的。

Description

一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统
技术领域
本发明涉及电力系统的技术领域，尤其是指一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统。
背景技术
现有的房间空气调节器几乎全部都单一采用公用电网提供的常规电力来驱动，随着能源的枯竭，节能减排显得越来越迫切，目前采用新兴、清洁能源来替代常规能源，越来越受到社会各界重视，而太阳能作为一种清洁的能源，正得到越来越广泛的使用，符合国家节能减排的政策需要。但目前光伏太阳能发电，由于价格较为昂贵、发电效率不是很高，再加上房间空气调节器使用功率较大等原因，光伏太阳能在房间空气调节器上的使用，一直受到较大的局限，如何有效克服光伏太阳能在房间空气调节器上的使用问题，成为各研究人员急需解决的重要问题。据查询，采用以光伏太阳能为基础的绿色能源所提供的电力和公用电网电力来驱动的混合电力房间空气调节器产品，目前基本处于空白。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理可靠、节能省耗、效果好、能降低成本的房间空气调节器使用的混合电力发电系统。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统，它包括有与空调系统连接的光伏太阳能发电系统，其中，所述太阳能发电系统通过其并网逆变器与空调系统的内部交流电网并接，该空调系统的空调电源插座插入家用电网，该家用电网连接有用电负载，并且，该家用电网通过电能表外接国家公用电网，光伏太阳能发电系统与国家公用电网为空调系统优先提供混合电力，同时，该光伏太阳能发电系统产生的多余电力能逆向向家用电网供电。
所述并网逆变器连接有蓄能供电系统，该蓄能供电系统储蓄有绿色能源发电设备所产生的直流电，该直流电经并网逆变器逆变后可与国家公用电网为空调系统提供混合电力，且通过互相切换蓄能供电系统和光伏太阳能发电系统能一直向空调系统提供混合电力。
所述光伏太阳能发电系统包括有太阳能光伏电池板、太阳能电池直流输出电源线、并网逆变器，其中，所述太阳能光伏电池板通过太阳能电池直流输出电源线与并网逆变器相连。
所述太阳能电池直流输出电源线上接有电源开关。
所述空调系统包括有空调室外机、空调室内机、内部交流电网、空调电源插座，其中，所述空调室外机和空调室内机接入内部交流电网，并且，该内部交流电网经空调电源插座插入家用电网。
所述蓄能供电系统包括有绿色能源发电设备、蓄电池、电源开关、蓄电池直流输出电源线，其中，所述绿色能源发电设备与蓄电池相连，同时，该蓄电池经蓄电池直流输出电源线连接于并网逆变器，并且，在该蓄电池直流输出电源线上接有电源开关。
本发明在采用了上述方案后，将光伏太阳能发电系统直接配置于空调系统的内部交流电网内，即将并网逆变器直接镶嵌在空调系统的内部交流电网内，作为独立的光伏太阳能电源，和空调系统的内部交流电网实现并网，混合向房间空气调节器提供电能，而多余的电能，则可直接向家用电网馈电，供家用电网内的其它用电负载使用，如冰箱、洗衣机等，从而实现从空调系统的内部交流电网到家用电网的逆向供电，达到节能减排的目的。同时，在实施并网发电的过程中，为了克服并网运行的缺点，可以根据需要，设置和并网逆变器发电功率相匹配的蓄能供电系统，通过太阳能、风能、地热能、潮汐能等绿色清洁能源给蓄能供电系统充电，保证无太阳或晚上，全天候地给并网逆变器供电，供房间空气调节器使用，通过这种方式，能克服以下的缺点：
1、克服了并网式发电，无太阳或晚上不能发电使用的缺点；
2、由于只配置和并网逆变器发电功率相匹配的蓄电池，因此也克服了离网型发电，蓄电池必须满功率配置，从而造成造价高昂的缺点；
3、给蓄电池充电的电能，除了采用太阳能外，也可以采用风能、地热能、潮汐能等绿色能源提供电力，这扩展了绿色能源的利用范围，从而有效克服了光伏太阳能发电系统一般只能由太阳能单一提供电力的缺陷。
附图说明
图1为实施例1中本发明的原理示意图。
图2为实施例2中本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：参见附图1所示，本实施例所述的房间空气调节器使用的混合电力发电系统为日光型混合电力发电系统，它包括有与空调系统2连接的光伏太阳能发电系统1，其中，所述太阳能发电系统1通过其并网逆变器103与空调系统2的内部交流电网203并接，该空调系统2的空调电源插座204插入家用电网3，该家用电网3连接有用电负载301、302，并且，该家用电网3通过电能表4外接国家公用电网5。本实施例所述的光伏太阳能发电系统1包括有太阳能光伏电池板101、太阳能电池直流输出电源线102、并网逆变器103，其中，所述太阳能光伏电池板101通过太阳能电池直流输出电源线102与并网逆变器103相连。另外，本实施例所述的空调系统2包括有空调室外机201、空调室内机202、内部交流电网203、空调电源插座204，其中，所述空调室外机201和空调室内机202接入内部交流电网203，并且，该内部交流电网203经空调电源插座204插入家用电网3。
以下为本实施例上述日光型混合电力发电系统的具体工作原理：
当太阳出来时，太阳光照射太阳能光伏电池板101，太阳能光伏电池板101产生直流电，直流电通过太阳能电池直流输出电源线102输入到并网逆变器103中，并网逆变器103检测输入的直流电压值，当高于最低设定安全值时，并且通过内部交流电网203同时检测到有交流电源时，并网逆变器103开始工作，根据检测到的内部交流电网203内的交流电源参数，将从太阳能光伏电池板101输入的直流电逆变成和内部交流电网203内的交流电参数一致的交流电，与内部交流电网203的交流电源实现并网，和国家公用电网5获得的交流电一块，向内部交流电网203提供混合电力，驱动空调系统2运行。
空调系统2运行时，以光伏太阳能发电系统1提供的电力为辅，国家公用电网5提供的电力为主，混合向空调系统2提供电力。
空调系统2不运行时，或空调系统2运行功率小于光伏太阳能发电系统1的发电功率时，此时通过并网逆变器103发出的多余电力，则通过内部交流电网203的电源线，以及空调电源插座204，逆向向家用电网3供电，供家用电网3内所属的用电负载301、302使用，不足部分则由国家公用电网5提供的电力补充。
当夜晚或没有太阳光照射时，并网逆变器103检测的太阳能光伏电池板101直流电压值低于下限值时，此时并网逆变器103停止工作，光伏太阳能发电系统1停止工作，中断并网，此时房间空气调节器运行时，所需要的电力全部由国家公用电网5的电力来提供。
实施例2：参见附图2所示，与实施例1不同的是本实施例所述的房间空气调节器使用的混合电力发电系统为全天候型混合电力发电系统，它是在日光型混合电力发电系统的基础上增加一个蓄能供电系统6，同时，在光伏太阳能发电系统1的太阳能电池直流输出电源线102上接有电源开关104，所述蓄能供电系统6包括有绿色能源发电设备601、蓄电池602、电源开关603、蓄电池直流输出电源线604，其中，所述绿色能源发电设备601与蓄电池602相连，同时，该蓄电池602经蓄电池直流输出电源线604连接于并网逆变器103，并且，在该蓄电池直流输出电源线604上接有电源开关603。
以下为本实施例上述全天候型混合电力发电系统的具体工作原理：
当有太阳光照时，此时电源开关603断开，电源开关104闭合，太阳光照射太阳能光伏电池板101，太阳能光伏电池板101产生直流电，直流电通过太阳能电池直流输出电源线102输入到并网逆变器103中，并网逆变器103检测输入的直流电压值，当高于最低设定安全值时，并且通过内部交流电网203同时检测到有交流电源时，并网逆变器103开始投入工作，根据检测到的内部交流电网203内的交流电源参数，将从太阳能光伏电池板101输入的直流电逆变成和内部交流电网203内的交流电参数一致的交流电，和内部交流电网203的交流电源实现并网，和国家公用电网5获得的交流电一块，向内部交流电网203提供混合电力，驱动空调系统2运行。
空调系统2运行时，以光伏太阳能发电系统1提供的电力为辅，国家公用电网5提供的电力为主，混合向空调系统2提供电力。
空调系统2不运行时，或空调系统2运行功率小于光伏太阳能发电系统1的发电功率时，此时通过并网逆变器103发出的多余电力，则通过内部交流电网203的电源线，以及空调电源插座204，逆向向家用电网3供电，供家用电网3内所属的用电负载301、302使用，不足部分则由国家公用电网5提供的电力补充。
当夜晚或没有太阳光照射时，并网逆变器103持续感应到从太阳能电池直流输出电源线102输出的直流电电压值低于设定的最低安全值后，且蓄电池直流输出电源线604输出的直流电电压值高于设定的最低值安全后，此时电源开关104断开，待到延时设定的安全时间后，电源开关603闭合，切断光伏太阳能发电系统1的太阳能发电，自动切换到蓄能供电系统6提供电力，供并网逆变器103逆变，继续提供绿色能源电力，供空调系统2使用。具体情况如下：
风力等绿色能源发电设备601，产生的直流电，持续给蓄电池602充电（注意：蓄电池602的功率配置，与目前主流的光伏太阳能发电系统中离网型的蓄电池功率配置有很大的不同，离网型的蓄电池功率配置，必须大于空调系统的最大功率值，由蓄电池系统逆变产生的电力单独提供给整个空调系统使用，而此处的蓄电池配置，只需要跟并网逆变器103逆变功率相匹配即可，即只需要满足空调系统部分电力供给即可，其配置功率远远小于离网型的蓄电池功率配置，能实现并网发电），当投入使用时，蓄电池602产生的直流电，通过蓄电池直流输出电源线604输入到并网逆变器103中，并网逆变器103检测输入的直流电压值，当高于最低设定安全值时，并且通过内部交流电网203同时检测到有交流电源时，并网逆变器103开始投入工作，根据检测到的内部交流电网203内的交流电源参数，将从太阳能光伏电池板101输入的直流电逆变成和内部交流电网203内的交流电参数一致的交流电，和内部交流电网203的交流电源实现并网，和国家公用电网5获得的交流电一块，向内部交流电网203提供混合电力，驱动空调系统2运行。
空调系统2运行时，以蓄能供电系统6提供的电力为辅，国家公用电网5提供的电力为主，混合向空调系统2提供电力。
空调系统2不运行时，或空调系统2运行功率小于蓄能供电系统6的发电功率时，此时通过并网逆变器103发电产生的多余电力，则通过内部交流电网203的电源线，以及空调电源插座204，逆向向家用电网3供电，供家用电网3内所属的用电负载301、302使用，不足部分则由国家公用电网5提供的电力补充。
当并网逆变器103持续监测到蓄电池602出来的直流电压值低于下限安全值时，如果检测到太阳能光伏电池板101提供的直流电力的电压值高于并网逆变器103的最低下限安全值时，此时电源开关603断开，待到延时设定的安全时间后，电源开关104闭合，自动切换到光伏太阳能发电系统1，由光伏太阳能发电系统1提供电力，此时蓄能供电系统6停止供电，继续利用风力等绿色能源发电设备601所产生的直流电，持续给蓄电池602充电；如果并网逆变器103持续检测到从蓄电池直流输出电源线604、太阳能电池直流输出电源线102的直流电压值都高于并网逆变器103最低设定安全值时，则优先选择光伏太阳能发电系统1提供电力；如果并网逆变器103持续检测到从蓄电池直流输出电源线604、太阳能电池直流输出电源线102的直流电压值低于并网逆变器103最低设定安全值时，并网逆变器103停止工作，光伏太阳能发电系统1、蓄能供电系统6停止工作，中断并网，此时空调系统2运行时，所需要的电力全部由国家公用电网5的电力来提供。
备注：本技术方案是以家用分体空调为例，实际使用时整体式家用房间空气调节器也能使用。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统，其特征在于：它包括有与空调系统（2）连接的光伏太阳能发电系统（1），其中，所述太阳能发电系统（1）通过其并网逆变器（103）与空调系统（2）的内部交流电网（203）并接，该空调系统（2）的空调电源插座（204）插入家用电网（3），该家用电网（3）连接有用电负载，并且，该家用电网（3）通过电能表（4）外接国家公用电网（5），光伏太阳能发电系统（1）与国家公用电网（5）为空调系统（2）优先提供混合电力，同时，该光伏太阳能发电系统（1）产生的多余电力能逆向向家用电网（3）供电。
2.根据权利要求1所述的一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统，其特征在于：所述并网逆变器（103）连接有蓄能供电系统（6），该蓄能供电系统（6）储蓄有绿色能源发电设备所产生的直流电，该直流电经并网逆变器（103）逆变后可与国家公用电网（5）为空调系统（2）提供混合电力，且通过互相切换蓄能供电系统（6）和光伏太阳能发电系统（1）能一直向空调系统（2）提供混合电力。
3.根据权利要求1所述的一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统，其特征在于：所述光伏太阳能发电系统（1）包括有太阳能光伏电池板（101）、太阳能电池直流输出电源线（102）、并网逆变器（103），其中，所述太阳能光伏电池板（101）通过太阳能电池直流输出电源线（102）与并网逆变器（103）相连。
4.根据权利要求3所述的一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统，其特征在于：所述太阳能电池直流输出电源线（102）上接有电源开关（104）。
5.根据权利要求1所述的一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统，其特征在于：所述空调系统（2）包括有空调室外机（201）、空调室内机（202）、内部交流电网（203）、空调电源插座（204），其中，所述空调室外机（201）和空调室内机（202）接入内部交流电网（203），并且，该内部交流电网（203）经空调电源插座（204）插入家用电网（3）。
6.根据权利要求2所述的一种房间空气调节器使用的混合电力发电系统，其特征在于：所述蓄能供电系统（6）包括有绿色能源发电设备（601）、蓄电池（602）、电源开关（603）、蓄电池直流输出电源线（604），其中，所述绿色能源发电设备（601）与蓄电池（602）相连，同时，该蓄电池（602）经蓄电池直流输出电源线（604）连接于并网逆变器（103），并且，在该蓄电池直流输出电源线（604）上接有电源开关（603）。
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