CN1996739A - 小型多用途太阳能发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型多用途太阳能发电系统，太阳能电池板组件彼此串联或并联构成光伏阵列经由逆变器至用电器，光伏阵列还有一路电源信号经控制器至蓄电池，再由蓄电池接至用电器，本发明不论是独立使用还是并网发电均可，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。

Description

小型多用途太阳能发电系统

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术，具体讲就是太阳能发电系统。

发明背景

可再生能源领域的技术创新将在国家综合实力竞争中占据重要地位，可再生能源是未来可持续能源体系的重要支柱。据UNDP等国际机构预测，到本世界下半叶，可再生能源将逐渐取代传统化石能源而占据主导地位。可再生能源领域的技术创新能力，将成为国家综合竞争能力的重要方面，也将是国家经济、社会发展和国家安全的重要保障。

据有关资料显示：2005年中国GDP总量占世界总量的8％，但能源消耗却占世界总量的24％，能源问题已成为制约国民经济发展的瓶颈。胡锦涛总书记多次强调：节约资源是我国的一项基本国策，对建设创新型国家、实现经济社会可持续发展具有重要意义。

开发和利用可再生能源是缓解我国资源瓶颈性约束和环境污染压力，保证能源可持续供应以及促进经济社会可持续发展的根本出路。太阳能是洁净无污染的巨大能源，最大限度地开发利用太阳能将是人类新能源利用方面的科技发展方向。

光伏发电技术是太阳能利用极其重要的一面，近年来，由于世界能源的日趋紧张和光伏技术的不断发展，廉价的非晶硅太阳电池的生产技术已经成熟。光伏发电是根据光生伏打效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。

理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。目前，光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中继电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。

发明内容

本发明的目的就是提供一种小型多用途太阳能发电系统，可与建筑物实现一体化结合，最大限度的发挥光伏发电系统的应用能力，满足居民生活用水及生活用电。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种小型多用途太阳能发电系统，其特征在于：太阳能电池板组件彼此串联或并联构成光伏阵列经由逆变器至用电器，光伏阵列还有一路电源信号经控制器至蓄电池，再由蓄电池接至用电器。

由上述技术方案可知，不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板组件、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。

本发明是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的技术，主要包括太阳能电池组件、蓄电池、控制器、逆变器、照明负载等。当负载为直流时，则不用逆变器。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。

附图说明

图1是本发明的系统原理框图。

具体实施方式

本发明提供的小型多用途太阳能发电系统，包括太阳能电池板组件彼此串联或并联构成光伏阵列10经由逆变器30至用电器40，光伏阵列10还有一路电源信号经控制器50至蓄电池60，再由蓄电池60接至用电器40。

所述的光伏阵列10与逆变器30之间连有一个MPPT光伏阵列最大功率点跟踪控制器20。

在：所述的MPPT光伏阵列最大功率点跟踪控制器20的一个信号输出端与控制器50相连。

与控制器50输出端相连的蓄电池60的一个输出端与逆变器30相连。

以下具体说明本发明的构成：

光伏电池阵列10由多个太阳能电池组件串、并联构成。本产品采用单晶硅电池组件构成。

太阳能电池输出功率Wp是标准太阳光照条件下，即：欧洲委员会定义的101标准，辐射强度1000W/m²，大气质量AM1.5，电池温度25℃条件下，太阳能电池的输出功率。这个条件大约和平时晴天中午前后的太阳光照条件差不多，(在长江下游地区只能接近这个数值)这并不像有些人想象的那样，只要有阳光就会有额定输出功率，甚至认为太阳能电池在夜晚日光灯下也可以正常使用。这就是说，太阳能电池的输出功率是随机的，在不同的时间，不同的地点，同样一块太阳能电池的输出功率是不同的。

太阳能电池组件额定输出功率和用电器输入功率之间关系在华东地区大约是2--4∶1，具体比例要根据用电器每天工作时间以及对连续阴雨天用电要求决定。太阳能电池的输出功率大约120W/m²。

光伏阵列的输出伏——安特性曲线具有强烈的非线性，而且和太阳能辐射强度、环境温度、阴雨、雾等气象条件有密切关系。其输出为随日照而变化的直流电量，要使光伏发电系统工作有比较理想的工况，而且对任何日照都要发挥在当前日照下光伏阵列输出功率的最大潜力，这就要一个控制器，使电源和负载之间能达到和谐、高效稳定的工作状态，为了解决该技术问题，本发明提供了一个MPPT光伏阵列最大功率点跟踪控制器20。

MPPT光伏阵列最大功率点跟踪控制器20的主要工作内容：检测主回路直流侧电流电压，计算出太阳电池阵列的输出功率，同时发出控制信号完成最大功率的跟踪，实现一些特殊保护功能，如过电压、超负荷、欠电压等。

逆变器30为DC/AC逆变器，主要功能是将蓄电池的直流电变换成交流电。采用逆变电路，经过调制、滤波、升压等，得到与照明负载额定频率、额定电压匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。逆变器也应具有电路短路保护、欠压保护、过流保护、反接保护及雷电保护等功能。

本发明为了有效实施对蓄电池的管理控制，特别设计了一个的充放电控制器50，主要完成蓄电池充放电管理和过充过放电控制、设备保护，如防止太阳电池方阵及蓄电池极性反接，内部短路以及防止由于雷击引起的击穿保护等、光伏系统工作状态显示、光伏系统数据及信息储存、光伏系统故障报警、光伏系统遥测、遥控及遥信等。

对于蓄电池60来讲其组容量是个较为重要的物理量，由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。蓄电池容量的选择直接影响系统的可靠性以及系统价格。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则：首先在能够满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要，蓄电池容量过大，一方面蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命，同时造成浪费。

Claims (4)

1、一种小型多用途太阳能发电系统，其特征在于：太阳能电池板组件彼此串联或并联构成光伏阵列(10)经由逆变器(30)至用电器(40)，光伏阵列(10)还有一路电源信号经控制器(50)至蓄电池(60)，再由蓄电池(60)接至用电器(40)。

2、根据权利要求1所述的小型多用途太阳能发电系统，其特征在于：在：所述的光伏阵列(10)与逆变器(30)之间连有一个MPPT光伏阵列最大功率点跟踪控制器(20)。

3、根据权利要求1或2所述的小型多用途太阳能发电系统，其特征在于：在：所述的MPPT光伏阵列最大功率点跟踪控制器(20)的一个信号输出端与控制器(50)相连。

4、根据权利要求3所述的小型多用途太阳能发电系统，其特征在于：在：与控制器(50)输出端相连的蓄电池(60)的一个输出端与逆变器(30)相连。

Images