CN205249120U - 一种家庭式的光伏微网系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种家庭式的光伏微网系统。包括太阳能光伏板阵列、稳压器、太阳能控制器、逆变器/充电器、蓄电池组、市电和家庭式负载；太阳能光伏阵列经稳压器与太阳能控制器连接，太阳能控制器分别与市电、家庭式负载和逆变器/充电器连接，逆变器/充电器与蓄电池组连接。本实用新型以太阳能为主要的发电能源，绿色环保；包括市电补偿功能，能够实现家庭式负载的不间断供电；太阳能热水器为主要的家庭式负载，考虑其热电联供进行配置，经济实用；本实用新型中的逆控一体机体积小、质量轻，适合家庭使用；还装设多个空气开关实现对光伏板、蓄电池和家庭式负载的保护；本实用新型实现能量的削峰填谷，使得微网运行更加合理。

Description

一种家庭式的光伏微网系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能微网系统，具体来说是涉及一种家庭式的光伏微网系统。
背景技术
随着光伏、风电等可再生能源发电技术的发展，分布式发电日渐成为满足负荷增长需求、提高能源综合利用效率、提高供电可靠性的一种有效途径，并在配电网中得到广泛的应用。但分布式发电的大规模渗透也产生了一些负面影响，如单机接入成本较高、控制复杂、对大系统的电压和频率存在冲击等。这限制了分布式发电的运行方式，削弱了其优势和潜能。微网技术为分布式发电技术及可再生能源发电技术的整合和利用提供了灵活、高效的平台。
可再生能源（太阳能、风能等）微网近年来的逐渐成为研究的热点。太阳能光伏在工业上已经的到了较为充分的应用，例如微网厂等领域。现有的技术中，太阳能光伏在家用技术的领域的应用还不是很广泛，家庭用电还是完全依赖于发电厂。因此，需要技术上的进步，结构上的改进，使家庭式太阳能微网得到更广泛的应用。
实用新型内容
为了解决背景技术中的不足，本实用新型的目的是提供一个种家庭式的光伏微网系统。
本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型包括太阳能光伏板阵列、稳压器、太阳能控制器、逆变器/充电器、蓄电池组、市电和家庭式负载；太阳能光伏阵列经稳压器与太阳能控制器连接，太阳能控制器分别与市电、家庭式负载和逆变器/充电器连接，逆变器/充电器与蓄电池组连接。
所述太阳能光伏板阵列是均由4块额定功率100W，开路电压21V的光伏板组成，太阳能光伏板阵列中每两块光伏板为一组，每组中一块光伏板的负极与另一块光伏板的正极串联，两组中光伏板的未连接的正极相连接，两组中光伏板的未连接的负极相连接。
所述稳压器型号为DC-DC482430AGL。
所述逆变器/充电器型号为24VDC转220VAC型。
所述太阳能控制器有转换开关，即太阳能光伏微网接通开关、无太阳能微网接通开关和市电补偿时接通开关；太阳能控制器型号为30A。
所述的稳压器、逆变器/充电器和太阳能控制器均包括在与逆控一体机中。
所述家庭式负载包括太阳能热水器、电视、冰箱、节能灯和电饭锅。
本实用新型具有的有益效果是：
本实用新型以太阳能为主要的微网能源，绿色环保；包括市电补偿功能，能够实现家庭式负载的不间断供电；家庭的太阳能热水器为主要的家庭式负载，本实用新型考虑其热电联供的作用进行配置，经济实用；本实用新型中的逆控一体机体积小、质量轻，适合家庭使用；还装设多个开关对光伏板、蓄电池的保护功能；削峰填谷功能使得微网系统运行更加合理。
本实用新型在传统电力系统生产模式基础上增加一个蓄电池组作为存储电能的环节,使得原来几乎完全刚性的系统变得柔性起来，让整个电网系统运行更加合理，在用电高峰期，微网系统可以为负载提供能量；在负荷低谷期，微网系统可以将电网中多余的能量存储起来。
附图说明
图1是家庭式的光伏微网系统。
图2是太阳能逆控一体机正面图。
图3是太阳能逆控一体机的背面图。
图中：1、机壳，2、蓄电池100%电量指示灯，3、蓄电池80%电量指示灯，4、蓄电池50%电量指示灯，5、蓄电池20%电量指示灯，6、LCD显示屏，7、ON/OFF按钮，8、POWER按钮，9、家庭式负载接入插头，10、市电接入插头，11、太阳能光伏板接入正极，12、太阳能光伏板接入负极，13、直流输出正极，14、直流输出负极，15、蓄电池接入正极，16、蓄电池接出负极，17、风扇。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型包括太阳能光伏板阵列s1、稳压器s2、太阳能控制器s4、逆变器/充电器s6、蓄电池组s7、市电s3和家庭式负载s5；太阳能光伏阵列s1经稳压器s2与太阳能控制器s4连接，太阳能控制器s4分别与市电s3、家庭式负载s5和逆变器/充电器s6连接，逆变器/充电器s6与蓄电池组s7连接。所述太阳能光伏板阵列s1是均由4块额定功率100W，开路电压21V的光伏板组成，太阳能光伏板阵列中每两块光伏板为一组，每组中一块光伏板的负极与另一块光伏板的正极串联，两组中光伏板的未连接的正极相连接，两组中光伏板的未连接的负极相连接。光伏阵列下设有倾角为30°的固定支架4组，便于稳定固定光伏板；各个光伏板之间连接处有公母插头连接，既整洁有序，又便于接通和切断光伏板，并且保护接线处的安全。
所述稳压器s2型号为DC-DC482430AGL。
所述逆变器/充电器s6型号为24VDC转220VAC型。一般家庭用电多220V交流电，所以逆变器选取最终逆变电压为220V。
所述太阳能控制器s4有转换开关，即太阳能光伏微网接通开关s8、无太阳能微网接通开关s9和市电补偿时接通开关s10；太阳能控制器s4型号为30A。在太阳光照充足时，太阳能光伏微网接通开关s8自动接通，家庭式负载供电太阳能光伏板提供；在太阳光照不充足时，开关s9自动接通，由蓄电池组向家庭式负载供电；在蓄电池组放电已达到下限时，市电补偿开关s10自动接通，保证家庭式负载的不间断供电。
所述稳压器s2、逆变器/充电器s6和太阳能控制器s4均包括在与逆控一体机s11中；结合逆变器与控制器的功能，结构紧凑，使用灵活方便。
所述家庭式负载S5包括太阳能热水器、电视、冰箱、节能灯和电饭锅；尤其是太阳能热水器具有热电联供功能，根据对三口之家使用热水量进行调研，得到适合容量的太阳能热水器。
所述的削峰填谷功能，其特征在于：在传统电力系统生产模式基础上增加一个蓄电池组作为存储电能的环节,使得原来几乎完全刚性的系统变得柔性起来，让整个电网系统运行更加合理，在用电高峰期，微网系统可以为负载提供能量；在负荷低谷期，微网系统可以将电网中多余的能量存储起来。
本实用新型包括保护系统实现对光伏板、蓄电池、家庭式负载保护功能；此系统设计用于保护家庭用电的使用安全，减少短路、断路的发生；具体是在光伏阵列输出端、蓄电池组输入端和负载接入端分别连接电流传感器，若其中的线路发生电流瞬间增大或减小情况，迅速报警。
如图1所示，一组太阳能光伏阵列s1，用于将太阳能转换成直流电；与光伏阵列s1相连的是稳压器s2，用于将光伏阵列s1发出的不稳定直流电压转换为较稳定的直流电压；与稳压器s2相连接的是一太阳能控制器s3，用于选择哪种电压接入家庭式负载s5；与太阳能控制器s3相连的还有逆变器/充电器s6，用于给将蓄电池组s7的直流电压逆变成交流电压或给蓄电池组s7充电；与逆变器/充电器s6相连的是蓄电池组s7，用于存储多余的电能。
如图1所示，本实施例中的太阳能控制器s3，具有转换开关的作用可以实现多种工作模式之间的转换，模式1：晴天时太阳能光伏发出电能工家庭式负载使用，多余的电量给蓄电池充电；模式2：夜晚或阴天时，蓄电池向家庭式负载供电，不足部分由市电进行补偿；模式3：连续阴天时，蓄电池放电已达到最大，由市电供给家庭式负载；以太阳能作为主要的微网能源，s8太阳能光伏微网接通，s9无太阳能微网接通，s10是市电补偿时接通，保证了家庭式负载的连续不间断供电。
如图1所示，本实施例中的太阳能控制器还可实现多重保护功能，过充、过放、输出过载、短路、防反接、过压和过热等一系列报警和保护功能。
如图2和图3所示，所述逆变器/充电器，逆变器是24/220V型的，是该微网系统的核心部件；包括机壳1，蓄电池100%电量指示灯2，蓄电池80%电量指示灯3，蓄电池50%电量指示灯4，蓄电池20%电量指示灯5，LCD显示屏6，ON/OFF按钮7，POWER按钮8，家庭式负载接入插头9，市电接入插头10，太阳能光伏板接入正极11，太阳能光伏板接入负极12，直流输出正极13，直流输出负极14，蓄电池接入正极15，蓄电池接出负极16和风扇17。

Claims (7)

1.一种家庭式的光伏微网系统，其特征在于：包括太阳能光伏板阵列(s1)、稳压器(s2)、太阳能控制器(s4)、逆变器/充电器(s6)、蓄电池组(s7)、市电(s3)和家庭式负载(s5)；太阳能光伏阵列(s1)经稳压器(s2)与太阳能控制器(s4)连接，太阳能控制器(s4)分别与市电(s3)、家庭式负载(s5)和逆变器/充电器(s6)连接，逆变器/充电器(s6)与蓄电池组(s7)连接。
2.根据权利要求1所述的一种家庭式的光伏微网系统，其特征在于：所述太阳能光伏板阵列(s1)是均由4块额定功率100W，开路电压21V的光伏板组成，太阳能光伏板阵列中每两块光伏板为一组，每组中一块光伏板的负极与另一块光伏板的正极串联，两组中光伏板的未连接的正极相连接，两组中光伏板的未连接的负极相连接。
3.根据权利要求1所述的一种家庭式的光伏微网系统，其特征在于：所述稳压器(s2)型号为DC-DC482430AGL。
4.根据权利要求1所述的一种家庭式的光伏微网系统，其特征在于：所述逆变器/充电器(s6)型号为24VDC转220VAC型。
5.根据权利要求1所述的一种家庭式的光伏微网系统，其特征在于：所述太阳能控制器(s4)有转换开关，即太阳能光伏微网接通开关(s8)、无太阳能微网接通开关(s9)和市电补偿时接通开关(s10)；太阳能控制器(s4)型号为30A。
6.根据权利要求1所述的一种家庭式的光伏微网系统，其特征在于：所述的稳压器(s2)、逆变器/充电器(s6)和太阳能控制器(s4)均包括在与逆控一体机(s11)中。
7.根据权利要求1所述的一种家庭式的光伏微网系统，其特征在于：所述家庭式负载(S5)包括太阳能热水器、电视、冰箱、节能灯和电饭锅。
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