專利名稱：一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤的光伏冰箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能光伏應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤的光伏冰箱。
背景技術(shù)：
如今，化石能源逐漸短缺，環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重，因此，開發(fā)可再生能源勢(shì)在必行。太陽能作為一種清潔、無公害的、不受區(qū)域限制的可再生能源，目前正被廣泛的利用。太陽能的利用主要為光熱利用和光伏發(fā)電。光伏發(fā)電又包括并網(wǎng)光伏系統(tǒng)和獨(dú)立光伏系統(tǒng)，光伏冰箱裝置作為獨(dú)立光伏系統(tǒng)的一種，其使用可以不受地理限制，可就近供電，不需長(zhǎng)距離輸送，避免了輸電線路等問題，任何有陽光的地方都能使用。然而光伏冰箱的使用受輻照度的影響較為明顯，在夜間，沒有陽光，光伏電池板的輸出功率為零，光伏冰箱便不能使用；在白天，輻照度較高的時(shí)候，光伏冰箱一般能正常工作，一旦出現(xiàn)陰影遮擋時(shí)，光伏電池板的輸出功率便明顯降低，使得光伏冰箱整個(gè)系統(tǒng)的效率明顯降低，不能充分、有效地利用能源。為克服光伏冰箱系統(tǒng)的使用受陽光限制的缺陷，可以添加蓄電池，把白天產(chǎn)生的一部分電能儲(chǔ)存起來，供陰雨天氣和晚上使用；在連續(xù)陰雨天氣的情況下，蓄電池存儲(chǔ)的電能不夠用時(shí)，則由市電進(jìn)行供電。針對(duì)目前光伏冰箱很少有最大功率點(diǎn)跟蹤功能、受輻照度影響較為明顯、夜間或出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣便不能使用等不足，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤的光伏冰箱，該裝置大大提高了光伏冰箱的系統(tǒng)效率，且裝置簡(jiǎn)單、功率因數(shù)高，易于安裝，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候制冷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于針對(duì)現(xiàn)有的光伏冰箱電池板的輸出功率受輻照度影響波動(dòng)較大，提供一種最大功率點(diǎn)跟蹤式光伏冰箱裝置。通過對(duì)光伏電池板進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤，使其輸出功率始終保持在最大值，大大的提升了整體系統(tǒng)的效率，該裝置功率因數(shù)高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能穩(wěn)定工作，并能實(shí)現(xiàn)全天候制冷，特別適用于血液、藥品等冷藏。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤的光伏冰箱裝置，包括太陽能電池板、蓄電池、充放電控制器、主控制器、市電以及直流冰箱。太陽能電池板一端通過充放電控制器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，另一端接到主控制器中，主控制器中的DC-DC (直流升壓)部分將太陽能電池板送進(jìn)來的直流電進(jìn)行升壓，并實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤，最后通過PFC (功率因數(shù)校正)模塊將穩(wěn)定的最大功率值提供給冰箱負(fù)載。上述主控制器包括電壓、電流檢測(cè)模塊，電壓、電流幅值均衡模塊，DC-DC模塊，輔助電源，溫度檢測(cè)模塊，MCU (單片機(jī))，MPPT控制模塊及PFC模塊。電壓、電流采樣模塊將采集到的電壓和電流信號(hào)送到電壓、電流幅值均衡模塊中，電壓、電流幅值均衡模塊將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合MCU端口工作的電壓，有效實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)的A/D (模數(shù))轉(zhuǎn)換，防止過沖或靈敏度偏離控制點(diǎn)。根據(jù)MCU中最大功率點(diǎn)跟蹤算法，使MPPT模塊中的SG3525芯片產(chǎn)生PWM信號(hào)，將該P(yáng)WM信號(hào)送到DC-DC部分驅(qū)動(dòng)其開關(guān)管，從而實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤。溫度檢測(cè)模塊通過檢測(cè)冰箱內(nèi)的溫度，并將信號(hào)送到MCU中，MCU根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)產(chǎn)生3路PWM信號(hào)，構(gòu)成三相驅(qū)動(dòng)信號(hào)以調(diào)節(jié)冰箱壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)冰箱的變頻控制。針對(duì)光伏冰箱的工作受輻照度的影響較大，將光伏冰箱分為白天工作模式和夜間工作模式兩種。白天工作模式，當(dāng)輻照度較強(qiáng)時(shí)，由電池板向冰箱負(fù)載供電，并將多余的電能通過充放電控制器存儲(chǔ)在蓄電池中，當(dāng)蓄電池充滿時(shí)，則停止對(duì)其充電，此時(shí)電池板的輸出功率全部供給冰箱，陰影遮擋時(shí)，由蓄電池輔助電池板對(duì)冰箱進(jìn)行供電；夜間工作模式，由蓄電池向冰箱供電，連續(xù)陰雨天氣的情況下，蓄電池放電完全，則由市電進(jìn)行供電。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):1、光伏冰箱具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能，大大提聞了整體系統(tǒng)的效率，減少能量的損失。2、該裝置能使冰箱穩(wěn)定工作，白天由蓄電池輔助電池板供電，夜晚由蓄電池供電；連續(xù)陰雨天氣的情況下，蓄電池放電完全，則由市電供電。
·[0012]3、本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)效率高，功率因數(shù)高，易于安裝，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候制冷，可廣泛應(yīng)用于光伏發(fā)電領(lǐng)域中。


:圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型主控制器的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
:—種具有最大功率點(diǎn)跟蹤的光伏冰箱，如圖1、圖2、所不,包括一太陽能電池板
(1)，充放電控制器(2)，蓄電池(3)，導(dǎo)線(4)，主控制器(5)，采樣模塊(6)，市電(7)，直流冰箱(8)。太陽能電池板(I)輸出端連接一個(gè)二極管，防止當(dāng)電池板(I)電壓低于蓄電池
(3)電壓時(shí)，蓄電池(3)對(duì)電池板⑴進(jìn)行充電，并通過導(dǎo)線⑷將輸出的直流電送到主控
制器(5)中。主控制器(5)中的米樣模塊(6)將米集到的電池板的電壓^^7、電流信號(hào)
hv送到幅值均衡電路中，將電壓、電流參數(shù)轉(zhuǎn)換為適合MCU端口工作的電壓，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再將數(shù)字信號(hào)送到MCU中，MCU通過MPPT算法，即改進(jìn)的電導(dǎo)增量法得出調(diào)節(jié)光伏電池工作點(diǎn)的電壓指令，將采樣得到的光伏電池板的電壓相減，進(jìn)行輸入電壓閉環(huán)控制，由MPPT控制模塊中SG3525芯片產(chǎn)生PWM信號(hào)以驅(qū)動(dòng)DC-DC部分的開關(guān)管，從而實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤，最后通過PFC模塊將穩(wěn)定的最大功率值提供給冰箱負(fù)載。白天輻照度較低時(shí)，蓄電池輔助電池板使用，以改善輻照度對(duì)電池板輸出功率的影響，最終將穩(wěn)定的最大功率值提供給冰箱負(fù)載。夜間，由于沒有陽光，電池板輸出功率為零，則由蓄電池向冰箱負(fù)載供電；連續(xù)陰雨天氣的情況下，蓄電池儲(chǔ)存的電量不夠用時(shí)，則由市電(7)經(jīng)過主控制器(5)中的PFC模塊對(duì)冰箱負(fù)載進(jìn)行供電。主控制器(5)中的溫度檢測(cè)模塊通過檢測(cè)直流冰箱⑶內(nèi)的溫度，將信號(hào)送到MCU中，MCU根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)產(chǎn)生3路PWM信號(hào)，構(gòu)成三相驅(qū)動(dòng)信號(hào)以調(diào)節(jié)冰箱(5)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)冰箱(8)的變頻控制。當(dāng)光伏電池板(I)輸出功率P小于冰箱負(fù)載(8)需求的功率時(shí)，由蓄電池(3)放電提供電能，維持冰箱正常運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)冰箱(8)制冷滿足低溫要求時(shí)，電池板⑴向蓄電池⑶進(jìn)行充電，當(dāng)蓄電池⑶充滿時(shí)，停止充電。輔助電源模塊為DC-DC電路、采樣模塊￠)以及PFC模塊提供-12V、+12V電壓，為電壓、電流幅值均衡電路和MCU提供+4.5V電壓。針對(duì)輻照度對(duì)光伏電池板輸出的影響較為明顯，白天由光伏電池板為冰箱負(fù)載提供電能，并將富余的電能保存在蓄電池中；夜間，由于沒有陽光，電池板輸出功率為零，則由蓄電池向冰箱負(fù)載供電 ；當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣的情況下，蓄電池放電完全，則由市電供電。
權(quán)利要求1.一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤的光伏冰箱，其特征在于它由太陽能電池板，蓄電池、主控制器、市電和直流冰箱組成，其中主控制器中的電壓、電流采樣模塊將采集到的電壓和電流信號(hào)送到電壓、電流幅值均衡模塊中，電壓、電流幅值均衡模塊將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合單片機(jī)端口工作的電壓，有效實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)的A/D轉(zhuǎn)換，防止過沖或靈敏度偏離控制點(diǎn)，根據(jù)MCU中最大功率點(diǎn)跟蹤算法，使MPPT模塊中的SG3525芯片產(chǎn)生PWM信號(hào)，將該P(yáng)WM信號(hào)送到DC-DC部分驅(qū)動(dòng)其開關(guān)管，從而實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤，溫度檢測(cè)模塊通過檢測(cè)冰箱內(nèi)的溫度，并將信號(hào)送到MCU中，MCU根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)產(chǎn)生3路PWM信號(hào)，構(gòu)成三相驅(qū)動(dòng)信號(hào)以調(diào)節(jié)冰箱壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)冰箱的變頻控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤的光伏冰箱，其特征是:白天工作模式，當(dāng)輻照度較強(qiáng)時(shí)，由電池板向冰箱負(fù)載供電，并將多余的電能通過充放電控制器存儲(chǔ)在蓄電池中，當(dāng)蓄電池充滿時(shí)，則停止對(duì)其充電，此時(shí)電池板的輸出功率全部供給冰箱，陰影遮擋時(shí)，由蓄電池輔助電池板對(duì)冰箱進(jìn)行供電；夜間工作模式，由蓄電池向冰箱供電，連續(xù)陰雨天氣的情況下，蓄電池放電完全，則由市電進(jìn)行供電。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有最大功率點(diǎn)跟蹤的光伏冰箱，包括太陽能電池板、蓄電池、充放電控制器、主控制器以及負(fù)載冰箱。太陽能電池板一端通過充放電控制器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，另一端接到主控制器中，主控制器中的電壓、電流采樣模塊將采集到的電壓和電流信號(hào)送到MCU(單片機(jī))中，根據(jù)最大功率點(diǎn)跟蹤算法，使MPPT模塊中的SG3525芯片產(chǎn)生PWM信號(hào)，將該P(yáng)WM信號(hào)送到DC-DC部分驅(qū)動(dòng)其開關(guān)管，從而實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤，最后通過PFC模塊將穩(wěn)定的最大功率值提供給冰箱負(fù)載。本實(shí)用新型大大提升了整體系統(tǒng)的效率，且功率因數(shù)高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能穩(wěn)定工作，并能實(shí)現(xiàn)全天候制冷。
文檔編號(hào)H02J7/00GK203068894SQ20122066126
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者李明, 劉雅莉, 張瑩, 王美地, 韓杰明, 周紹紅, 季旭, 羅熙 申請(qǐng)人:云南師范大學(xué)