光伏制氣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光伏制氣系統(tǒng)，屬于光伏【技術(shù)領(lǐng)域】。所述光伏制氣系統(tǒng)包括光伏電池、逆變器、空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣容器，其中，光伏電池陣列用于將太陽(yáng)光伏能轉(zhuǎn)換為直流電能；逆變器用于將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能；空氣壓縮機(jī)利用交流電能對(duì)空氣壓縮并將壓縮空氣存儲(chǔ)到儲(chǔ)氣容器中。利用本發(fā)明提供的光伏制氣系統(tǒng)可以將光能以氣能的形式存儲(chǔ)或者運(yùn)輸。
【專利說(shuō)明】光伏制氣系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏制氣系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能利用【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電站，首先經(jīng)過(guò)逆變器，將光伏直流電能轉(zhuǎn)換為與市電同頻同相的交流電，以并入電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。但是，由光伏產(chǎn)生的電能很難做到與市電同頻同相，因此會(huì)對(duì)市電網(wǎng)造成沖擊，如此，大多數(shù)配電公司并不批準(zhǔn)由光伏產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)，造成許多光伏發(fā)電站產(chǎn)生的能源的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種光伏制氣系統(tǒng)，其將光伏能轉(zhuǎn)換為氣體的勢(shì)能，為一些用氣的企業(yè)輸送壓縮空氣。
[0004]為實(shí)現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種光伏制氣系統(tǒng)，其包括光伏電池、逆變器、空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣容器，其中，光伏電池用于將太陽(yáng)光伏能轉(zhuǎn)換為直流電能；逆變器用于將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能；空氣壓縮機(jī)利用交流電能對(duì)空氣壓縮并將壓縮空氣存儲(chǔ)到儲(chǔ)氣容器中。
[0005]優(yōu)選地，光伏制氣系統(tǒng)還包括壓力檢測(cè)裝置和壓縮機(jī)控制模塊，其中，壓力檢測(cè)裝置用于檢測(cè)儲(chǔ)氣容器中的壓縮空氣的氣壓，并將所述氣壓轉(zhuǎn)換成電控制信號(hào)并傳送給壓縮機(jī)控制模塊；壓縮機(jī)控制模塊根據(jù)所輸入的電控制信號(hào)控制逆變器的輸出電壓和頻率以及壓縮機(jī)的工作狀態(tài)。
[0006]優(yōu)選地,光伏制氣系統(tǒng)還包括充電器、第一電池組、第一電池組切換開(kāi)關(guān)、第二電池組、第二電池組切換開(kāi)關(guān)和電池組管理模塊，其中，電池組管理模塊給第一電池組切換開(kāi)關(guān)提供第一切換控制信號(hào)以使充電器經(jīng)第一電池組切換開(kāi)關(guān)交替給第一電池組和第二電池組充電；電池組管理模塊還給第二電池組切換開(kāi)關(guān)提供第二切換控制信號(hào)以使第一電池組和第二電池組經(jīng)第二電池組切換開(kāi)關(guān)交替給逆變器提供直流電能。
[0007]優(yōu)選地，光伏制氣系統(tǒng)還包括MPPT控制模塊，其依據(jù)太光伏電池輸出電壓、輸出電流的采樣值，調(diào)節(jié)充電器功率，在環(huán)境溫度、光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，使太陽(yáng)能電池總處于最大功率輸出狀態(tài)，提高太陽(yáng)能電池的使用效率。
[0008]優(yōu)選地，光伏制氣系統(tǒng)還包括直饋開(kāi)關(guān)，MPPT控制模塊還根據(jù)太光伏電池輸出電壓、輸出電流的采樣值控制直饋開(kāi)關(guān)的通斷。
[0009]優(yōu)選地，光伏制氣系統(tǒng)還包括本地控制器，其包括人機(jī)接口和通信控制接口，所述人機(jī)接口用連接按鍵和顯示器；通信控制接口用于與本地個(gè)人計(jì)算機(jī)和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的光伏制氣系統(tǒng)將光伏能轉(zhuǎn)換為氣體的勢(shì)能，直接為一些用氣的企業(yè)輸送壓縮空氣?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明提供的光伏制氣系統(tǒng)的整體示意圖；
圖2是本發(fā)明提供的充電控制器的結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是本發(fā)明提供的MPPT控制模塊的工作流程圖；
圖4是本發(fā)明提供的充放電系統(tǒng)的電路圖；
圖5是本發(fā)明提供的電池管理控制模塊的工作流程圖；
圖6是本發(fā)明提供的空氣壓縮系統(tǒng)的示意圖；
圖7是本發(fā)明提供的壓縮機(jī)控制模塊的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0013]圖1是本發(fā)明提供的光伏制氣系統(tǒng)的整體示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的光伏制氣系統(tǒng)包括光伏電池、逆變器、空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣容器，其中，光伏電池用于將太陽(yáng)光伏能轉(zhuǎn)換為直流電能；逆變器用于將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能；空氣壓縮機(jī)利用交流電能對(duì)空氣壓縮并將壓縮空氣存儲(chǔ)到儲(chǔ)氣容器中。光伏制氣系統(tǒng)還包括壓力檢測(cè)裝置和壓縮機(jī)控制模塊，其中，壓力檢測(cè)裝置用于檢測(cè)儲(chǔ)氣容器中的壓縮空氣的氣壓，并將所述氣壓轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳送給壓縮機(jī)控制模塊；壓縮機(jī)控制模塊根據(jù)所輸入的電信號(hào)控制逆變器的輸出電壓以及壓縮機(jī)的工作狀態(tài)。光伏制氣系統(tǒng)還包括充電器、第一電池組、第一電池組切換開(kāi)關(guān)、第二電池組、第二電池組切換開(kāi)關(guān)和電池組管理模塊，其中，電池組管理模塊給第一電池組切換開(kāi)關(guān)提供第一切換控制信號(hào)以使充電器經(jīng)第一電池組切換開(kāi)關(guān)交替給第一電池組和第二電池組充電；電池組管理模塊還給第二電池組切換開(kāi)關(guān)提供第二切換控制信號(hào)以使第一電池組和第二電池組經(jīng)第二電池組切換開(kāi)關(guān)交替給逆變器提供直流電能。光伏制氣系統(tǒng)還包括MPPT控制模塊，其依據(jù)光伏電池輸出電壓、輸出電流的采樣值，調(diào)節(jié)充電器功率，在環(huán)境溫度、光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，使太陽(yáng)能電池總處于最大功率輸出狀態(tài)，提高太陽(yáng)能電池的使用效率。光伏制氣系統(tǒng)還包括直饋開(kāi)關(guān)，MPPT控制模塊還根據(jù)太光伏電池輸出電壓、輸出電流的采樣值控制直饋開(kāi)關(guān)的通斷。光伏制氣系統(tǒng)還包括本地控制器，其包括人機(jī)接口和通信控制接口，所述人機(jī)接口用于連接按鍵和顯示器；通信控制接口用于與本地個(gè)人計(jì)算機(jī)和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
[0014]圖2是本發(fā)明提供的充電控制器的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，電阻Rl和R2相串聯(lián)后并聯(lián)到光伏電池兩端，其中間節(jié)點(diǎn)用于取出光伏電壓的取樣電壓；光伏電池的接地端通過(guò)電流互感器取出取樣電流，MPPT控制模塊根據(jù)采樣電壓和采樣電流的值給驅(qū)動(dòng)晶體管TRl提供高低電平信號(hào)，當(dāng)采樣電壓和采樣電壓之積較大并超過(guò)一設(shè)定值時(shí)，MPPT控制模塊給晶體管TRl提供一高電位信號(hào)，晶體管TRl導(dǎo)通，其集電極有電流通過(guò)，連接于其集電極的繼電器J3的線包有電流通過(guò)，其常開(kāi)觸點(diǎn)接通，太能電池輸出的功率，一部分用于蓄電池充電，另一部分直接供給逆變器，為空氣壓縮機(jī)提供能量。當(dāng)采樣電壓和采樣電流之積小于設(shè)定值時(shí)，MPPT控制模塊僅給充電器提供電能，充電器通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)交替給第一電池組和第二電池組充電，第一電池組和第二電池組交替給逆變器提供直流電能，第一電池組和第二電池組不是用于存儲(chǔ)電能，而是穩(wěn)定逆變器輸出電壓，保證空氣壓縮機(jī)正常工作。因而所需蓄電池容量極低。[0015]圖3是本發(fā)明提供的MPPT控制模塊的流程圖。如圖3所示，MPPT的控制過(guò)程包括:
501:使MPPT控制模塊初始化；
502:設(shè)定定時(shí)器常數(shù)；
503:啟動(dòng)定時(shí)器中斷服務(wù)程序；
504:反復(fù)運(yùn)行MPPT算法，以尋求最大輸出功率。
[0016]定時(shí)中斷服務(wù)程序包括:
501:關(guān)斷直饋開(kāi)關(guān)J3 ；
502:運(yùn)行MPPT算法；
503:記錄最大功率點(diǎn)功率p1；
S04:開(kāi)啟直饋開(kāi)關(guān)J3;
505:運(yùn)行MPPT算法；
506:記錄最大功率點(diǎn)功率p2；
507:判斷6 > P2是否成立，如果是，則執(zhí)行S08，否則執(zhí)行S09 ；
508:關(guān)斷直饋開(kāi)關(guān)J3 ；
509:返回主程序。
[0017]MPPT算法包括:
501:測(cè)量i時(shí)刻光伏電池的輸出電壓^和電流久，并計(jì)算輸出功率6 ；
502:使t時(shí)刻光伏電池的輸出功率巧和上一時(shí)刻1-1光伏電池的輸出功率ZjU進(jìn)行比較，如果Pk = 4-1,則記錄最大功率點(diǎn)功率，否則執(zhí)行步驟S03 ；
503:判斷巧> P^1是否成立，如果是，則執(zhí)行S04，否則，執(zhí)行S05 ；
504:使vλ=vx-Δv ,而后執(zhí)行 S06 ；
S05:使vλ=vx-Δv
S06:返回 SOl。
[0018]圖4是本發(fā)明提供的充放電系統(tǒng)的電路圖。如圖4所示，充放電系統(tǒng)包括充電器、第一電池組、第二電池組、第一轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、第一轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路、第二轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、驅(qū)動(dòng)第二轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路、第一電池組采樣電路、第二電池組采樣電路和蓄電池控制模塊，其中，第一電池組采樣電路由電阻R4和R5得到，電阻R4和R5串聯(lián)后并聯(lián)到第一電池組的兩
端，其中間節(jié)點(diǎn)對(duì)地電壓為K ;第二電池組采樣電路由電阻R6和R7得到，電阻R6和R7串
聯(lián)后并聯(lián)到第二電池組的兩端，其中間節(jié)點(diǎn)對(duì)地電壓為匕；驅(qū)動(dòng)第一轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路包括晶體管TR2和第一繼電器,第一轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為該第一繼電器Jl的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)；驅(qū)動(dòng)第二轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路包括晶體管TR3和第二繼電器J2，第二轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為該第二繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。
[0019]圖5是本發(fā)明提供的電池管理控制模塊的工作流程圖。如圖5所示，電池管理控制模塊的工作流程包括:501:電池管理模塊初始化；
502:測(cè)量第一電池組I的輸出電壓F1 ;測(cè)量第二電池組2的輸出電圧 ；
503:判斷> V2是否成立，如果是，則執(zhí)行S04，否則，執(zhí)行S06 ；
504:判斷F1 > &是否成立，如果是，則執(zhí)行S05，否則，執(zhí)行S08，其中，為充電電壓
設(shè)定值；
505:使第一電池組I給逆變器供電，使充電器給第二電池組2充電；
506:判斷F2 > Fm是否成立，如果是，則執(zhí)行S07，否則，執(zhí)行S08 ；
507:使第二電池組2給逆變器供電，使充電器給第二電池組I充電；
508:通知壓縮機(jī)控制模塊停機(jī)，并延時(shí)等待；
509:返回 S02。
[0020]圖6是本發(fā)明提供的空氣壓縮系統(tǒng)的示意圖。如圖6所示，所述空氣壓縮系統(tǒng)包括逆變器、空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣容器和壓縮機(jī)控制模塊，其中，逆變器用于將直流電壓變換成三相交流電壓并提供給壓縮機(jī)，逆變器的輸入端設(shè)置有電壓檢測(cè)電路，用于探測(cè)逆變器所輸入的直流電壓；壓縮機(jī)用于將常壓空氣進(jìn)行壓縮并存儲(chǔ)到儲(chǔ)氣容器中，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸旁邊設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，其用于探測(cè)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速；儲(chǔ)氣容器的側(cè)壁上設(shè)置有壓力傳感器，其用于探測(cè)儲(chǔ)氣容器所存儲(chǔ)的壓縮空氣的壓強(qiáng)；還設(shè)置有排氣閥，其用于排出壓縮空氣；壓縮機(jī)控制模塊用于根據(jù)壓力傳感器所提供的信號(hào)、電壓檢測(cè)信號(hào)以及轉(zhuǎn)速傳感器所提供的信號(hào)給逆變器提供控制信號(hào)。
`[0021]圖7是本發(fā)明提供的壓縮機(jī)控制模塊的工作流程圖，如圖7所示，壓縮機(jī)控制模塊的工作過(guò)程包括:
501:檢測(cè)儲(chǔ)氣容器中的壓力傳感器所傳送的壓強(qiáng)；
502:判斷壓強(qiáng)是否低于下限，如果是，則執(zhí)行S03，如果否，則執(zhí)行S04 ；
503:判斷逆變器輸入電壓是否正常，如果是，則根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器所傳送的信號(hào)運(yùn)行調(diào)速程序，而后執(zhí)行S04 ;如果否，執(zhí)行S07
504:開(kāi)啟逆變器和空氣壓縮器，使空氣壓縮器給儲(chǔ)氣容器充氣；
505:檢測(cè)儲(chǔ)氣容器的中的壓力傳感器所傳送的壓強(qiáng)；
506:判斷壓強(qiáng)是否高于上限，如果是，則執(zhí)行S07，如果否，返回S03 ；
507:使壓縮器停機(jī)。
[0022]以上結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的工作原理，但是【具體實(shí)施方式】?jī)H是用于示范地說(shuō)明本發(fā)明。說(shuō)明書僅是用于解釋權(quán)利要求書。但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于說(shuō)明書。任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明批露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏制氣系統(tǒng)，其包括光伏電池、逆變器、空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣容器，其中，光伏電池用于將太陽(yáng)光伏能轉(zhuǎn)換為直流電能；逆變器用于將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能；空氣壓縮機(jī)利用交流電能對(duì)空氣壓縮并將壓縮空氣存儲(chǔ)到儲(chǔ)氣容器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏制氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括壓力檢測(cè)裝置和壓縮機(jī)控制模塊，其中，壓力檢測(cè)裝置用于檢測(cè)儲(chǔ)氣容器中的壓縮空氣的氣壓，并將所述氣壓轉(zhuǎn)換成電控制信號(hào)而后傳送給壓縮機(jī)控制模塊；壓縮機(jī)控制模塊根據(jù)所輸入的電控制信號(hào)控制逆變器的輸出電壓以及壓縮機(jī)的工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏制氣系統(tǒng),其特征在于，還包括充電器、第一電池組、第一電池組切換開(kāi)關(guān)、第二電池組、第二電池組切換開(kāi)關(guān)和電池組管理模塊，其中，電池組管理模塊給第一電池組切換開(kāi)關(guān)提供第一切換控制信號(hào)以使充電器經(jīng)第一電池組切換開(kāi)關(guān)交替給第一電池組和第二電池組充電；電池組管理模塊還給第二電池組切換開(kāi)關(guān)提供第二切換控制信號(hào)以使第一電池組和第二電池組經(jīng)第二電池組切換開(kāi)關(guān)交替給逆變器提供直流電能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏制氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括MPPT控制模塊，其依據(jù)光伏電池輸出電壓、輸出電流的米樣值，調(diào)節(jié)充電器功率，在環(huán)境溫度、光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，使太陽(yáng)能電池總處于最大功率輸出狀態(tài)，提高太陽(yáng)能電池的使用效率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏制氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括直饋開(kāi)關(guān)，MPPT控制模塊還根據(jù)光伏電池輸出電壓、輸出電流的采樣值控制直饋開(kāi)關(guān)的通斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏制氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括本地控制器，其包括人機(jī)接口和通信控制接口，所述人機(jī)接口用連接按鍵和顯示器；通信控制接口用于與本地個(gè)人計(jì)算機(jī)和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
【文檔編號(hào)】H02S10/20GK103762930SQ201410024610
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】劉典軍 申請(qǐng)人:青島格蘭德新能源有限公司