CN203432085U - 一种阻抗匹配式太阳能光伏热水装置 - Google Patents
一种阻抗匹配式太阳能光伏热水装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型的一种阻抗匹配式太阳能光伏热水装置，包括太阳能电池组件、电压电流采样电路、中央控制模块、发热设备以及开关电路，所述中央控制模块分别于所述电压电流采样电路和所述开关电路连接，所述电压电流采样电路与所述太阳能电池组件相连接，所述开关电路与所述发热设备连接；所述发热设备包括两个以上发热管；所述中央控制模块可以根据所述电压电流采样电路检测到的数据来开启或者关闭部分所述所述发热管。本实用新型的阻抗匹配式太阳能光伏热水装置，实现电阻与太阳能光伏组件的功率自动匹配，达到阶梯状的最大功率点跟踪的目的，从而更好地利用太阳能板的能量，减少不必要的电能和资金的浪费。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能装置，尤其涉及一种阻抗匹配式太阳能光伏热水装置。
背景技术：
太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。
由于普通太阳能热水器的水箱安装在建筑物屋顶上，用户在使用时，热水要经过很长的管道，才能到达用户家中，在这过程中导致大量热量损失和冷水头损失，造成了不必要的浪费，特别是在超过15层以上的建筑中，在底层的居民基本没有热水可以使用。另一方面又由于高层建筑物屋顶面积有限，不能满足所有住户安装太阳能热水器的需求，同时太阳能热水器又不能与建筑物结合在一起安装在住户房子的外墙上，综合以上原因导致了太阳能热水器在城市高层建筑物中的应用遇到了推广的瓶颈问题。
与此同时，太阳能光伏组件由于重量轻，与建筑物容易结合构成光伏建筑一体化项目的特点，以及太阳能光伏组件的价格逐年下降，特别是在2012年以来下降到了历史最低点，让人们看到了用太阳能光伏热水系统应用的前景。
目前光伏热水系统的主要实现方式是将太阳能光伏组件所产生的电能通过控制器的电子开关直接连接到电加热管上，用电热管加热热水箱中的水。这种应用方式构造相对简单，但是由于太阳能组件功率随时会变化，用电负载的阻抗与太阳能电池板不匹配，导致了太阳能组件的功率并不能够被有效利用，对太阳能组件的功率和系统效率造成很大的浪费。
实用新型内容：
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种简单、可靠、低成本的一种阻抗匹配式太阳能光伏热水装置，实现电阻与太阳能光伏组件的功率自动匹配，达到阶梯状的最大功率点跟踪的目的，从而更好地利用太阳能板的能量，减少不必要的电能和资金的浪费。
为实现上述目的，本实用新型的阻抗匹配式太阳能光伏热水装置，包括太阳能电池组件、电压电流采样电路、中央控制模块、发热设备以及开关电路，所述中央控制模块分别于所述电压电流采样电路和所述开关电路连接，所述电压电流采样电路与所述太阳能电池组件相连接，所述开关电路与电压电流采样电路和发热设备连接；
所述发热设备包括两个以上发热管；
所述中央控制模块可以根据所述电压电流采样电路检测到的数据来开启或者关闭部分所述所述发热管。
当太阳能电池组件接受到太阳光的照射时，太阳能电池组件将会有能量输出，此时中央控制模块通过电压电流采样电路，采集到相应的电压电流数据，中央控制模块计算出此时的负载的功率，同时和存储在中央控制模块内预先设置的数据进行比对判断，根据得出的判断结果发出对应的指令。如果太阳光比较弱，中央控制模块将关闭部分发热管，随着太阳光的增强，逐个打开被关闭的部分发热管，达到负载电阻值和太阳能电池组件的输出功率相匹配的效果。
与公知技术相比，本实用新型具有以下优点：
能够实现负载和太阳能电池组件的阻抗匹配，达到阶梯状最大功率跟踪的目的，提高了太阳能电池组件的利用效率。
与电感—电容最大功率点跟踪电路相比，系统结构简单，稳定性和可靠性跟高。
系统简单成本低廉，更适合于市场推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型电路图。
具体实施方式
如图1所示，中央控制模块分别于电压电流采样电路和开关电路连接，电压电流采样电路与太阳能电池组件相连接，开关电路与所述发热设备连接；所述发热设备包括两个以上发热管，所述开关电路与电压电流采样电路和发热设备连接。
如图2所示，其连接方式为：太阳能电池组件的正极分别连接到继电器JK1、JK2、JK3、JK4的正极输入端，太阳能电池组件的负极分别连接到继电器JK1、JK2、JK3、JK4的负极输入端，继电器JK1的正极输出端连接到发热管R1的正极，继电器JK1的负极输出端连接到发热管R1的负极，继电器JK2的正极输出端连接到发热管R2的正极，继电器JK2的负极输出端连接到发热管R1的负极，继电器JK3的正极输出端连接到发热管R3的正极，继电器JK3的负极输出端连接到发热管R3的负极，继电器JK4的正极输出端连接到发热管R4的正极，继电器JK4的负极输出端连接到发热管R4的负极，MCU的引脚1连接到太阳能电池组件的负极，，MCU的引脚2连接到太阳能电池组件1的正极，MCU的引脚3连接到AMP1的引脚1，MCU的引脚4连接到继电器JK1的控制输入的一端，MCU的引脚5连接到继电器JK1的控制输入的另一端，MCU的引脚6连接到继电器JK2的控制输入的一端，MCU的引脚7连接到继电器JK2的控制输入的另一端，MCU的引脚8连接到继电器JK3的控制输入的一端，MCU的引脚9连接到继电器JK3的控制输入的另一端，MCU的引脚10连接到继电器JK4的控制输入的一端，MCU的引脚11连接到继电器JK4的控制输入的另一端，AMP1的引脚2连接到互感器L的一端，AMP1的引脚3连接到互感器L的另一端，MCU的引脚12连接到温度传感器TMP1上。
Claims (1)
1.一种阻抗匹配式太阳能光伏热水装置，包括太阳能电池组件、电压电流采样电路、中央控制模块、发热设备以及开关电路，其特征在于：
所述中央控制模块分别于所述电压电流采样电路和所述开关电路连接，所述电压电流采样电路与所述太阳能电池组件相连接，所述开关电路与电压电流采样电路和发热设备连接；
所述发热设备包括两个以上发热管；
所述中央控制模块可以根据所述电压电流采样电路检测到的数据来开启或者关闭部分所述所述发热管。
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| CN201320389868.6U CN203432085U (zh) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | 一种阻抗匹配式太阳能光伏热水装置 |
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| CN (1) | CN203432085U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109186099A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-11 | 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院 | 光伏直流供电的阻抗匹配型热水器 |
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2013
- 2013-07-02 CN CN201320389868.6U patent/CN203432085U/zh not_active Expired - Fee Related
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