專利名稱:小型多用途太陽能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能利用技術(shù)，具體講就是太陽能發(fā)電系統(tǒng)。
發(fā)明背景可再生能源領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新將在國家綜合實(shí)力競爭中占據(jù)重要地位，可再生能源是未來可持續(xù)能源體系的重要支柱。據(jù)UNDP等國際機(jī)構(gòu)預(yù)測，到本世界下半葉，可再生能源將逐漸取代傳統(tǒng)化石能源而占據(jù)主導(dǎo)地位?？稍偕茉搭I(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新能力，將成為國家綜合競爭能力的重要方面，也將是國家經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展和國家安全的重要保障。
據(jù)有關(guān)資料顯示2005年中國GDP總量占世界總量的8％，但能源消耗卻占世界總量的24％，能源問題已成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。胡錦濤總書記多次強(qiáng)調(diào)節(jié)約資源是我國的一項(xiàng)基本國策，對建設(shè)創(chuàng)新型國家、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
開發(fā)和利用可再生能源是緩解我國資源瓶頸性約束和環(huán)境污染壓力，保證能源可持續(xù)供應(yīng)以及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的根本出路。太陽能是潔凈無污染的巨大能源，最大限度地開發(fā)利用太陽能將是人類新能源利用方面的科技發(fā)展方向。
光伏發(fā)電技術(shù)是太陽能利用極其重要的一面，近年來，由于世界能源的日趨緊張和光伏技術(shù)的不斷發(fā)展，廉價的非晶硅太陽電池的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟。光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。
理論上講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級電站，小到玩具，光伏電源可以無處不在。目前，光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面一是為無電場合提供電源，主要為廣大無電地區(qū)居民生活生產(chǎn)提供電力，還有微波中繼電源等，另外，還包括一些移動電源和備用電源；二是太陽能日用電子產(chǎn)品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈等；三是并網(wǎng)發(fā)電，這在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)大面積推廣實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是提供一種小型多用途太陽能發(fā)電系統(tǒng)，可與建筑物實(shí)現(xiàn)一體化結(jié)合，最大限度的發(fā)揮光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用能力，滿足居民生活用水及生活用電。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種小型多用途太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于太陽能電池板組件彼此串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成光伏陣列經(jīng)由逆變器至用電器，光伏陣列還有一路電源信號經(jīng)控制器至蓄電池，再由蓄電池接至用電器。
由上述技術(shù)方案可知，不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池板組件、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件，所以，光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉，可靠穩(wěn)定壽命長、安裝維護(hù)簡便。
本發(fā)明是利用電池組件將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)，主要包括太陽能電池組件、蓄電池、控制器、逆變器、照明負(fù)載等。當(dāng)負(fù)載為直流時，則不用逆變器。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng)，控制器和逆變器為控制保護(hù)系統(tǒng)，負(fù)載為系統(tǒng)終端。
圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖。
具體實(shí)施方式本發(fā)明提供的小型多用途太陽能發(fā)電系統(tǒng)，包括太陽能電池板組件彼此串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成光伏陣列10經(jīng)由逆變器30至用電器40，光伏陣列10還有一路電源信號經(jīng)控制器50至蓄電池60，再由蓄電池60接至用電器40。
所述的光伏陣列10與逆變器30之間連有一個MPPT光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤控制器20。
在所述的MPPT光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤控制器20的一個信號輸出端與控制器50相連。
與控制器50輸出端相連的蓄電池60的一個輸出端與逆變器30相連。
以下具體說明本發(fā)明的構(gòu)成光伏電池陣列10由多個太陽能電池組件串、并聯(lián)構(gòu)成。本產(chǎn)品采用單晶硅電池組件構(gòu)成。
太陽能電池輸出功率Wp是標(biāo)準(zhǔn)太陽光照條件下，即歐洲委員會定義的101標(biāo)準(zhǔn)，輻射強(qiáng)度1000W/m2，大氣質(zhì)量AM1.5，電池溫度25℃條件下，太陽能電池的輸出功率。這個條件大約和平時晴天中午前后的太陽光照條件差不多，(在長江下游地區(qū)只能接近這個數(shù)值)這并不像有些人想象的那樣，只要有陽光就會有額定輸出功率，甚至認(rèn)為太陽能電池在夜晚日光燈下也可以正常使用。這就是說，太陽能電池的輸出功率是隨機(jī)的，在不同的時間，不同的地點(diǎn)，同樣一塊太陽能電池的輸出功率是不同的。
太陽能電池組件額定輸出功率和用電器輸入功率之間關(guān)系在華東地區(qū)大約是2--4∶1，具體比例要根據(jù)用電器每天工作時間以及對連續(xù)陰雨天用電要求決定。太陽能電池的輸出功率大約120W/m2。
光伏陣列的輸出伏——安特性曲線具有強(qiáng)烈的非線性，而且和太陽能輻射強(qiáng)度、環(huán)境溫度、陰雨、霧等氣象條件有密切關(guān)系。其輸出為隨日照而變化的直流電量，要使光伏發(fā)電系統(tǒng)工作有比較理想的工況，而且對任何日照都要發(fā)揮在當(dāng)前日照下光伏陣列輸出功率的最大潛力，這就要一個控制器，使電源和負(fù)載之間能達(dá)到和諧、高效穩(wěn)定的工作狀態(tài)，為了解決該技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一個MPPT光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤控制器20。
MPPT光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤控制器20的主要工作內(nèi)容檢測主回路直流側(cè)電流電壓，計算出太陽電池陣列的輸出功率，同時發(fā)出控制信號完成最大功率的跟蹤，實(shí)現(xiàn)一些特殊保護(hù)功能，如過電壓、超負(fù)荷、欠電壓等。
逆變器30為DC/AC逆變器，主要功能是將蓄電池的直流電變換成交流電。采用逆變電路，經(jīng)過調(diào)制、濾波、升壓等，得到與照明負(fù)載額定頻率、額定電壓匹配的正弦交流電供系統(tǒng)終端用戶使用。逆變器也應(yīng)具有電路短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過流保護(hù)、反接保護(hù)及雷電保護(hù)等功能。
本發(fā)明為了有效實(shí)施對蓄電池的管理控制，特別設(shè)計了一個的充放電控制器50，主要完成蓄電池充放電管理和過充過放電控制、設(shè)備保護(hù)，如防止太陽電池方陣及蓄電池極性反接，內(nèi)部短路以及防止由于雷擊引起的擊穿保護(hù)等、光伏系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示、光伏系統(tǒng)數(shù)據(jù)及信息儲存、光伏系統(tǒng)故障報警、光伏系統(tǒng)遙測、遙控及遙信等。
對于蓄電池60來講其組容量是個較為重要的物理量，由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定，所以一般需要配置蓄電池系統(tǒng)才能工作。蓄電池容量的選擇直接影響系統(tǒng)的可靠性以及系統(tǒng)價格。蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則首先在能夠滿足夜晚照明的前提下，把白天太陽能電池組件的能量盡量存儲下來，同時還要能夠存儲滿足連續(xù)陰雨天夜晚照明需要的電能。蓄電池容量過小不能夠滿足夜晚照明的需要，蓄電池容量過大，一方面蓄電池始終處在虧電狀態(tài)，影響蓄電池壽命，同時造成浪費(fèi)。
權(quán)利要求
1.一種小型多用途太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于太陽能電池板組件彼此串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成光伏陣列(10)經(jīng)由逆變器(30)至用電器(40)，光伏陣列(10)還有一路電源信號經(jīng)控制器(50)至蓄電池(60)，再由蓄電池(60)接至用電器(40)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的小型多用途太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在所述的光伏陣列(10)與逆變器(30)之間連有一個MPPT光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤控制器(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的小型多用途太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在所述的MPPT光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤控制器(20)的一個信號輸出端與控制器(50)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的小型多用途太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在與控制器(50)輸出端相連的蓄電池(60)的一個輸出端與逆變器(30)相連。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種小型多用途太陽能發(fā)電系統(tǒng)，太陽能電池板組件彼此串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成光伏陣列經(jīng)由逆變器至用電器，光伏陣列還有一路電源信號經(jīng)控制器至蓄電池，再由蓄電池接至用電器，本發(fā)明不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電均可，光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉，可靠穩(wěn)定壽命長、安裝維護(hù)簡便。
文檔編號H02N6/00GK1996739SQ200610164466
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月21日
發(fā)明者章全奎, 顧啟德, 李多德, 程遠(yuǎn)志 申請人:合肥啟明工貿(mào)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan