CN107947727A - 一种光伏发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏发电系统，包括太阳能光伏阵列、电压采样模块、电流采样模块、控制模块、PWM信号驱动模块、DC/DC转换模块、DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路、蓄电池充放电控制电路和蓄电池，其中，太阳能光伏阵列与电压采样模块、电流采样模块、DC/DC转换模块分别连接，电压采样模块、电流采样模块分别与控制模块连接，控制模块、PWM信号驱动模块、DC/DC转换模块依次顺序连接，DC/DC转换模块与DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路、蓄电池充放电控制电路分别连接，蓄电池充放电控制电路和蓄电池连接；提高了本发明系统的可靠性和可控性，保证供电系统的长期稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，特别是一种光伏发电系统。
背景技术
太阳能的能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能），是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。我们生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后，再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池，目前得到实际应用的是光伏电池。
光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器组成，其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分，太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能电池主要分为晶体硅电池和薄膜电池两类，前者包括单晶硅电池、多晶硅电池两种，后者主要包括非晶体硅太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉太阳能电池。
单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高可达23%，在太阳能电池中光电转换效率最高，但其制造成本高。单晶硅太阳能电池的使用寿命一般可达15年，最高可达25年。多晶硅太阳能电池的光电转换效率为14%到16%，其制作成本低于单晶硅太阳能电池，因此得到大量发展，但多晶硅太阳能电池的使用寿命要比单晶硅太阳能电池要短。
薄膜太阳能电池是用硅、硫化镉、砷化镓等薄膜为基体材料的太阳能电池。薄膜太阳能电池可以使用质轻、价低的基底材料（如玻璃、塑料、陶瓷等）来制造，形成可产生电压的薄膜厚度不到1微米，便于运输和安装。然而，沉淀在异质基底上的薄膜会产生一些缺陷，因此现有的碲化镉和铜铟镓硒太阳能电池的规模化量产转换效率只有12%到14%，而其理论上限可达29%。如果在生产过程中能够减少碲化镉的缺陷，将会增加电池的寿命，并提高其转化效率。这就需要研究缺陷产生的原因，以及减少缺陷和控制质量的途径。太阳能电池界面也很关键，需要大量的研发投入。
太阳能作为一种环保的资源得到了越来越广泛的开发和应用，太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。在现代一般用作发电。太阳能发电一种新兴的可再生能源，阳能的利用还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，因此不能得到广泛应用。
高额的光伏发电成本始终是制约光伏产业迅速发展的障碍之一，如何有效降低光伏发电成本仍将是未来光伏产业发展的重要问题。当没有太阳的时候就不能发电或者发电量很小，这就会影响用电设备的正常使用；光伏系统的造价还比较高，初始投资高严重制约了其广泛应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种光伏发电系统，提高了本发明系统的可靠性和可控性，保证供电系统的长期稳定运行。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本发明提出的一种光伏发电系统，包括太阳能光伏阵列、电压采样模块、电流采样模块、控制模块、PWM信号驱动模块、DC/DC转换模块、DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路、蓄电池充放电控制电路和蓄电池，其中，太阳能光伏阵列与电压采样模块、电流采样模块、DC/DC转换模块分别连接，电压采样模块、电流采样模块分别与控制模块连接，控制模块、PWM信号驱动模块、DC/DC转换模块依次顺序连接，DC/DC转换模块与DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路、蓄电池充放电控制电路分别连接，蓄电池充放电控制电路和蓄电池连接；
太阳能光伏阵列，用于将太阳能转换为电能，并输出直流电压至DC/DC转换模块，输出电压至电压采样模块，输出电流至电流采样模块；
电压采样模块，用于将采样的电压输出至控制模块；
电流采样模块，用于将采样的电流输出至控制模块；
控制模块，用于根据采集到的电流和电压，输出PWM控制信号至PWM信号驱动模块；
PWM信号驱动模块，用于放大PWM控制信号，输出PWM波的占空比信号至DC／DC转换模块；
DC／DC转换模块，用于根据输入的PWM波的占空比信号调整电压，输出调整后的电压至DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路和蓄电池充放电控制电路；
DC/AC逆变器，用于将直流电变换成交流电以供交流负载使用；
DC/DC稳压电路，用于将电压进行稳压输出；
蓄电池充放电控制电路，用于控制蓄电池充放电。
作为本发明所述的一种光伏发电系统进一步优化方案，DC/DC稳压电路为激式变换电路。
作为本发明所述的一种光伏发电系统进一步优化方案，太阳能光伏阵列为多晶硅太阳能电池。
作为本发明所述的一种光伏发电系统进一步优化方案，蓄电池为铅酸蓄电池。
作为本发明所述的一种光伏发电系统进一步优化方案，控制模块为单片机。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）提高了本发明系统的可靠性和可控性，保证供电系统的长期稳定运行；
（2）提高了系统的转换效率，成本低且结构简单。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，一种光伏发电系统，包括太阳能光伏阵列、电压采样模块、电流采样模块、控制模块、PWM信号驱动模块、DC/DC转换模块、DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路、蓄电池充放电控制电路和蓄电池，其中，太阳能光伏阵列与电压采样模块、电流采样模块、DC/DC转换模块分别连接，电压采样模块、电流采样模块分别与控制模块连接，控制模块、PWM信号驱动模块、DC/DC转换模块依次顺序连接，DC/DC转换模块与DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路、蓄电池充放电控制电路分别连接，蓄电池充放电控制电路和蓄电池连接；
太阳能光伏阵列，用于将太阳能转换为电能，并输出直流电压至DC/DC转换模块，输出电压至电压采样模块，输出电流至电流采样模块；
电压采样模块，用于将采样的电压输出至控制模块；
电流采样模块，用于将采样的电流输出至控制模块；
控制模块，用于根据采集到的电流和电压，输出PWM控制信号至PWM信号驱动模块；
PWM信号驱动模块，用于放大PWM控制信号，输出PWM波的占空比信号至DC／DC转换模块；
DC／DC转换模块，用于根据输入的PWM波的占空比信号调整电压，输出调整后的电压至DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路和蓄电池充放电控制电路；
DC/AC逆变器，用于将直流电变换成交流电以供交流负载使用；
DC/DC稳压电路，用于将电压进行稳压输出；
蓄电池充放电控制电路，用于控制蓄电池充放电。DC/DC稳压电路为激式变换电路。太阳能光伏阵列为多晶硅太阳能电池。蓄电池为铅酸蓄电池。控制模块为单片机。提高了本发明系统的可靠性和可控性，保证供电系统的长期稳定运行；提高了系统的转换效率，成本低且结构简单。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种光伏发电系统，其特征在于，包括太阳能光伏阵列、电压采样模块、电流采样模块、控制模块、PWM信号驱动模块、DC/DC转换模块、DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路、蓄电池充放电控制电路和蓄电池，其中，太阳能光伏阵列与电压采样模块、电流采样模块、DC/DC转换模块分别连接，电压采样模块、电流采样模块分别与控制模块连接，控制模块、PWM信号驱动模块、DC/DC转换模块依次顺序连接，DC/DC转换模块与DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路、蓄电池充放电控制电路分别连接，蓄电池充放电控制电路和蓄电池连接；
太阳能光伏阵列，用于将太阳能转换为电能，并输出直流电压至DC/DC转换模块，输出电压至电压采样模块，输出电流至电流采样模块；
电压采样模块，用于将采样的电压输出至控制模块；
电流采样模块，用于将采样的电流输出至控制模块；
控制模块，用于根据采集到的电流和电压，输出PWM控制信号至PWM信号驱动模块；
PWM信号驱动模块，用于放大PWM控制信号，输出PWM波的占空比信号至DC／DC转换模块；
DC／DC转换模块，用于根据输入的PWM波的占空比信号调整电压，输出调整后的电压至DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路和蓄电池充放电控制电路；
DC/AC逆变器，用于将直流电变换成交流电以供交流负载使用；
DC/DC稳压电路，用于将电压进行稳压输出；
蓄电池充放电控制电路，用于控制蓄电池充放电。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于，DC/DC稳压电路为激式变换电路。
3.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于，太阳能光伏阵列为多晶硅太阳能电池。
4.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于，蓄电池为铅酸蓄电池。
5.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于，控制模块为单片机。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117253370A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-12-19 | 鄂尔多斯市龙腾捷通科技有限公司 | 一种智慧城市道路车辆管控系统 |
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2017
- 2017-11-28 CN CN201711213499.4A patent/CN107947727A/zh active Pending
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