CN212258519U - 一种太阳能离网光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能离网光伏发电系统，涉及光伏电池板技术领域。本实用新型的结构包括太阳能电池板、导热管、蒸汽机、手摇式发电机、新能源发电组件、充放电控制单元、逆变器单元、交流输入单元、处理单元，所述导热管盘绕在太阳能电池板上若干光伏电池板的拼合缝隙中，所述导热管通过保温管与蒸汽机连通，所述蒸汽机的连接杆与手摇发电机连接，所述新能源发电组件与充电控制单元电性连接，所述充电控制单元与逆变器单元电性连接，所述逆变器单元与蓄电池组和控制单元电性连接，所述控制单元与交流输入单元和负载电性连接，所述处理单元与充电控制单元、交流输入单元电性连接。本实用新型可充分利用太阳能，且具有多种供电模式。

Description

一种太阳能离网光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及光伏电池板技术领域，特别是涉及一种太阳能离网光伏发电系统。

背景技术

随着世界能源需求的持续增长和环境污染问题的日益严重，开发新能源和可再生能源受到世界各国的重视。太阳能是目前可以大规模利用的绿色清洁能源，开展太阳能的并网发电技术具有重要的社会意义和经济意义。太阳能包括光能和热能，近年来随着温室效应的环境问题恶化，一些地方太阳照射地表温度可达上百度。现有技术的一种太阳能离网光伏发电系统只将光能直接转化为电能，浪费了太阳热能，且给负载的供电模式单一。

因此，本领域技术人员提供了一种主题，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术浪费了太阳热能，且给负载的供电模式单一。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种太阳能离网光伏发电系统，包括，

实体，实体的结构包括，太阳能电池板，太阳能电池板通过若干个长方形光伏电池板拼合组装成，所述光伏电池板可利用光电效应，直接将光能转换为电能；导热管，导热管盘绕在若干光伏电池板的拼合缝隙中，所述导热管中流动有传热介质，所述导热管通过保温管与蒸汽机连通，所述导热管吸收太阳热能，并将热量导入传热介质，传热介质流经蒸汽机时将热量传输给蒸汽机的汽缸；蒸汽机，蒸汽机设置在太阳能电池板外部，所述蒸汽机的连接杆与手摇发电机连接，所述蒸汽机将热能转换为机械能；手摇发电机，手摇发电机设置在蒸汽机下部，所述手摇发电机将机械能转化为电能；

系统，系统的结构包括，新能源发电组件，新能源发电组件包括光伏极板及光伏系统，光伏极板两端分别连接所述光伏系统的输入端，所述光伏系统将所述光伏极板采集的太阳光能转化为电能；充放电控制单元，充放电控制单元为MPPT控制单元，所述MPPT控制单元与所述太阳能发电组件电性连接；逆变器单元，逆变器单元设置有IGBT驱动电路及隔离变压器，所述IGBT驱动电路的直流输入端与所述MPPT控制单元电性连接，所述IGBT驱动电路的输出端与所述隔离变压器电性连接，蓄电池组与所述IGBT驱动电路的直流输入端电性连接；交流输入单元，交流输入单元设置有稳压电路，所述交流输入单元与控制开关单元电性连接，所述控制开关单元设置有第一触点K1、第二触点K2及第三触点K3，所述交流输入单元通过所述第一触点Kl与所述隔离变压器电性连接，所述交流输入单元的L端通过所述第二触点K2电性连接有负载，所述隔离变压器的L端通过所述第三触点K3与负载电性连接，所述交流输入单元的N端、隔离变压器的N端及负载的N端电性连接在一起；处理器单元，处理器单元分别与所述MPPT控制单元、逆变器单元、稳压电路、控制开关单元连接，以对所述MPPT控制单元、逆变器单元、稳压电路、控制开关单元进行逻辑控制。

作为本实用新型进一步的方案：所述蓄电池组配套有功能自选模块，所述功能自选模块设置有光伏供电模式及交流供电模式，所述功能自选模块可对所述蓄电池组充电电流进行控制，以维护所述蓄电池组的安全性。

作为本实用新型进一步的方案：所述功能自选模块与处理单元连接，处理单元可对功能自选模块进行逻辑控制。

作为本实用新型进一步的方案：所述系统中设置有人机对话模块，所述人机对话模块包括IXD数据显示屏、LED显示、RS232或USB或RS485通讯接口、远程检测与控制系统及警报系统，所述人机对话模块便于人为监控或操控系统。

作为本实用新型进一步的方案：所述人机对话模块与处理单元连接，处理单元可对人机对话模块进行逻辑控制。

作为本实用新型进一步的方案：所述手摇式发电机的输出端通过充电控制单元和逆变器单元，与蓄电池组连接，所述逆变器控制单元中的IGBT驱动电路将手摇发电机的输出直流电转换为交流电，并将交流电输送给蓄电池充电。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型设置功能自选模块，使用时，本实用新型使用时，所述逆变器单元同时检测到所述交流输入单元及新能源发电组件的电流输入，此时，所述功能自选模块设定为光伏供电模式，第二触点K2断开，第三触点K3闭合，所述MPPT控制单元侦测所述太阳能发电组件输出电压值，所述处理器单元自动控制、计算所述太阳能发电组件输出的最大功率，并根据所述功能自选模块控制的充电电流对所述蓄电池组充电；同时，所述IGBT驱动电路驱动所述隔离变压器输出交流电源供负载使用；所述功能自选模块设定为交流供电模式时，所述处理器单元对所述控制开关单元进行控制，所述第二触点K2闭合，第三触点K3断开，所述交流输入单元通过稳压电路对所述负载进行供电；所述功能自选模块设定为交流供电模式时，所述逆变器单元检测所述太阳能发电组件的电流输入，若在多日内所述太阳能发电组件的电流输入为零或者不足，且所述蓄电池组深度放电后，所述处理器单元控制所述交流输入单元输出电能，通过逆变器单元对所述蓄电池组进行充电，保证对所述蓄电池组的及时维护，防止导致所述蓄电池组未及时充电而干涸损坏。本实用新型有多种供电模式，满足不同环境中负载的需求。

（2）本实用新型设置蓄电池，若本实用新型在所述交流输入单元出现故障时，所述太阳能发电组件在夜间或连续阴雨天无太阳光能转换电能，此时，所述处理器单元自动控制所述蓄电池组将存储电能通过所述逆变器单元转换为交流输出供负载使用；在所述蓄电池组存储电能释放完全时，所述处理器单元控制所述逆变器单元关闭；此时，若本实用新型在所述交流输入单元恢复正常，并处于夜间或连续阴雨天无太阳光能补给，所述处理器单元自动控制所述交流输入单元对所述负载进行供电；同时，所述处理器单元自动控制所述交流输入单元输出电能，通过逆变器单元对所述蓄电池组进行充电，在所述蓄电池组充电容量为80%时，所述处理器单元自动控制所述逆变器单元停止对所述蓄电池组进行充电，以保证对所述蓄电池组的及时维护；若本实用新型在所述交流输入单元恢复正常，并有太阳光能进行补给时，所述处理器单元自动控制所述交流输入单元对所述负载进行供电；同时，所述处理器单元判断所述太阳能发电组件的电能输入，在所述太阳能发电组件的电能输入满足所述处理器单元的设定值时，所述MPPT控制单元侦测所述太阳能发电组件输出电压值，所述处理器单元自动控制、计算所述太阳能发电组件输出的最大功率，并根据所述功能自选模块控制的充电电流对所述蓄电池组充电；在所述蓄电池组的充电容量为90%时，所述处理器单元自动控制所述功能自选模块设定为光伏供电模式。本实用新型具有储存电能的功能。

（3）本实用新型设置蒸汽机和手摇发电机，所述导热管吸收太阳热能，并将热量传输给内部流动的传热介质，所述传热介质流经蒸汽机时，将热量传输给蒸汽机的缸内，所述蒸汽机将热能转换为机械能，驱动手摇发电机转动，手摇发电机将机械能转化为电能，手摇发电机的直流电经过IGBT驱动电路转化为交流电，并将交流电输送给蓄电池组充电。本实用新型充分利用太阳能。

附图说明

图1为本实用新型的实体的结构示意图；

图2为本实用新型的系统的结构示意图。

其中：光伏电池板10、导热管11、保温管12、蒸汽机13、手摇发电机14、新能源发电组件20、充电控制单元21、逆变器单元22、蓄电池组23、功能自选模块24、控制开关单元25、交流输入单元26、负载27、处理单元28、人机对话模块29。

具体实施方式

本实施例提供的一种太阳能离网光伏发电系统，结构如图1-2所示，包括，

实体，实体的结构包括，太阳能电池板，太阳能电池板通过若干个长方形光伏电池板10拼合组装成，所述光伏电池板10可利用光电效应，直接将光能转换为电能；导热管11，导热管11盘绕在若干光伏电池板10的拼合缝隙中，所述导热管11中流动有传热介质，所述导热管11通过保温管12与蒸汽机13连通，所述导热管11吸收太阳热能，并将热量导入传热介质，传热介质流经蒸汽机13时将热量传输给蒸汽机13的汽缸；蒸汽机13，蒸汽机13设置在太阳能电池板外部，所述蒸汽机13的连接杆与手摇发电机14连接，所述蒸汽机13将热能转换为机械能；手摇发电机14，手摇发电机14设置在蒸汽机13下部，所述手摇发电机14将机械能转化为电能；

系统，系统的结构包括，新能源发电组件20，新能源发电组件20包括光伏极板及光伏系统，光伏极板两端分别连接所述光伏系统的输入端，所述光伏系统将所述光伏极板采集的太阳光能转化为电能；充放电控制单元，充放电控制单元为MPPT控制单元，所述MPPT控制单元与所述太阳能发电组件电性连接；逆变器单元22，逆变器单元22设置有IGBT驱动电路及隔离变压器，所述IGBT驱动电路的直流输入端与所述MPPT控制单元电性连接，所述IGBT驱动电路的输出端与所述隔离变压器电性连接，蓄电池组23与所述IGBT驱动电路的直流输入端电性连接；交流输入单元26，交流输入单元26设置有稳压电路，所述交流输入单元26与控制开关单元25电性连接，所述控制开关单元25设置有第一触点K1、第二触点K2及第三触点K3，所述交流输入单元26通过所述第一触点Kl与所述隔离变压器电性连接，所述交流输入单元26的L端通过所述第二触点K2电性连接有负载27，所述隔离变压器的L端通过所述第三触点K3与负载27电性连接，所述交流输入单元26的N端、隔离变压器的N端及负载27的N端电性连接在一起；处理器单元，处理器单元分别与所述MPPT控制单元、逆变器单元22、稳压电路、控制开关单元25连接，以对所述MPPT控制单元、逆变器单元22、稳压电路、控制开关单元25进行逻辑控制。

所述蓄电池组23配套有功能自选模块24，所述功能自选模块24设置有光伏供电模式及交流供电模式，所述功能自选模块24可对所述蓄电池组23充电电流进行控制，以维护所述蓄电池组23的安全性。

所述功能自选模块24与处理单元28连接，处理单元28可对功能自选模块24进行逻辑控制。

所述系统中设置有人机对话模块29，所述人机对话模块29包括IXD数据显示屏、LED显示、RS232或USB或RS485通讯接口、远程检测与控制系统及警报系统，所述人机对话模块29便于人为监控或操控系统。

所述人机对话模块29与处理单元28连接，处理单元28可对人机对话模块29进行逻辑控制。

所述手摇式发电机的输出端通过充电控制单元21和逆变器单元22，与蓄电池组23连接，所述逆变器控制单元中的IGBT驱动电路将手摇发电机14的输出直流电转换为交流电，并将交流电输送给蓄电池充电。

本实用新型的工作原理：使用时，本实用新型使用时，所述逆变器单元22同时检测到所述交流输入单元26及新能源发电组件20的电流输入，此时，所述功能自选模块24设定为光伏供电模式，第二触点K2断开，第三触点K3闭合，所述MPPT控制单元侦测所述太阳能发电组件输出电压值，所述处理器单元自动控制、计算所述太阳能发电组件输出的最大功率，并根据所述功能自选模块24控制的充电电流对所述蓄电池组23充电；同时，所述IGBT驱动电路驱动所述隔离变压器输出交流电源供负载27使用；所述功能自选模块24设定为交流供电模式时，所述处理器单元对所述控制开关单元25进行控制，所述第二触点K2闭合，第三触点K3断开，所述交流输入单元26通过稳压电路对所述负载27进行供电；所述功能自选模块24设定为交流供电模式时，所述逆变器单元22检测所述太阳能发电组件的电流输入，若在多日内所述太阳能发电组件的电流输入为零或者不足，且所述蓄电池组23深度放电后，所述处理器单元控制所述交流输入单元26输出电能，通过逆变器单元22对所述蓄电池组23进行充电，保证对所述蓄电池组23的及时维护，防止导致所述蓄电池组23未及时充电而干涸损坏。本实用新型有多种供电模式，满足不同环境中负载27的需求。

若本实用新型在所述交流输入单元26出现故障时，所述太阳能发电组件在夜间或连续阴雨天无太阳光能转换电能，此时，所述处理器单元自动控制所述蓄电池组23将存储电能通过所述逆变器单元22转换为交流输出供负载27使用；在所述蓄电池组23存储电能释放完全时，所述处理器单元控制所述逆变器单元22关闭；此时，若本实用新型在所述交流输入单元26恢复正常，并处于夜间或连续阴雨天无太阳光能补给，所述处理器单元自动控制所述交流输入单元26对所述负载27进行供电；同时，所述处理器单元自动控制所述交流输入单元26输出电能，通过逆变器单元22对所述蓄电池组23进行充电，在所述蓄电池组23充电容量为80%时，所述处理器单元自动控制所述逆变器单元22停止对所述蓄电池组23进行充电，以保证对所述蓄电池组23的及时维护；若本实用新型在所述交流输入单元26恢复正常，并有太阳光能进行补给时，所述处理器单元自动控制所述交流输入单元26对所述负载27进行供电；同时，所述处理器单元判断所述太阳能发电组件的电能输入，在所述太阳能发电组件的电能输入满足所述处理器单元的设定值时，所述MPPT控制单元侦测所述太阳能发电组件输出电压值，所述处理器单元自动控制、计算所述太阳能发电组件输出的最大功率，并根据所述功能自选模块24控制的充电电流对所述蓄电池组23充电；在所述蓄电池组23的充电容量为90%时，所述处理器单元自动控制所述功能自选模块24设定为光伏供电模式。本实用新型具有储存电能的功能。

所述导热管11吸收太阳热能，并将热量传输给内部流动的传热介质，所述传热介质流经蒸汽机13时，将热量传输给蒸汽机13的缸内，所述蒸汽机13将热能转换为机械能，驱动手摇发电机14转动，手摇发电机14将机械能转化为电能，手摇发电机14的直流电经过IGBT驱动电路转化为交流电，并将交流电输送给蓄电池组23充电。本实用新型充分利用太阳能。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种太阳能离网光伏发电系统，其特征在于，包括，

实体，实体的结构包括，太阳能电池板，太阳能电池板通过若干个长方形光伏电池板（10）拼合组装成，所述光伏电池板（10）可利用光电效应，直接将光能转换为电能；导热管（11），导热管（11）盘绕在若干光伏电池板（10）的拼合缝隙中，所述导热管（11）中流动有传热介质，所述导热管（11）通过保温管（12）与蒸汽机（13）连通，所述导热管（11）吸收太阳热能，并将热量导入传热介质，传热介质流经蒸汽机（13）时将热量传输给蒸汽机（13）的汽缸；蒸汽机（13），蒸汽机（13）设置在太阳能电池板外部，所述蒸汽机（13）的连接杆与手摇发电机（14）连接，所述蒸汽机（13）将热能转换为机械能；手摇发电机（14），手摇发电机（14）设置在蒸汽机（13）下部，所述手摇发电机（14）将机械能转化为电能；

系统，系统的结构包括，新能源发电组件（20），新能源发电组件（20）包括光伏极板及光伏系统，光伏极板两端分别连接所述光伏系统的输入端，所述光伏系统将所述光伏极板采集的太阳光能转化为电能；充放电控制单元，充放电控制单元为MPPT控制单元，所述MPPT控制单元与所述太阳能发电组件电性连接；逆变器单元（22），逆变器单元（22）设置有IGBT驱动电路及隔离变压器，所述IGBT驱动电路的直流输入端与所述MPPT控制单元电性连接，所述IGBT驱动电路的输出端与所述隔离变压器电性连接，蓄电池组（23）与所述IGBT驱动电路的直流输入端电性连接；交流输入单元（26），交流输入单元（26）设置有稳压电路，所述交流输入单元（26）与控制开关单元（25）电性连接，所述控制开关单元（25）设置有第一触点K1、第二触点K2及第三触点K3，所述交流输入单元（26）通过所述第一触点Kl与所述隔离变压器电性连接，所述交流输入单元（26）的L端通过所述第二触点K2电性连接有负载（27），所述隔离变压器的L端通过所述第三触点K3与负载（27）电性连接，所述交流输入单元（26）的N端、隔离变压器的N端及负载（27）的N端电性连接在一起；处理器单元，处理器单元分别与所述MPPT控制单元、逆变器单元（22）、稳压电路、控制开关单元（25）连接，以对所述MPPT控制单元、逆变器单元（22）、稳压电路、控制开关单元（25）进行逻辑控制。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能离网光伏发电系统，其特征在于：所述蓄电池组（23）配套有功能自选模块（24），所述功能自选模块（24）设置有光伏供电模式及交流供电模式，所述功能自选模块（24）可对所述蓄电池组（23）充电电流进行控制，以维护所述蓄电池组（23）的安全性。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能离网光伏发电系统，其特征在于：所述功能自选模块（24）与处理单元（28）连接，处理单元（28）可对功能自选模块（24）进行逻辑控制。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能离网光伏发电系统，其特征在于：所述系统中设置有人机对话模块（29），所述人机对话模块（29）包括IXD数据显示屏、LED显示、RS232或USB或RS485通讯接口、远程检测与控制系统及警报系统，所述人机对话模块（29）便于人为监控或操控系统。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能离网光伏发电系统，其特征在于：所述人机对话模块（29）与处理单元（28）连接，处理单元（28）可对人机对话模块（29）进行逻辑控制。

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