一種機械式分布光伏發(fā)電并網系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光伏技術領域，特別涉及一種機械式分布光伏發(fā)電并網系統。
【背景技術】
[0002]分布式光伏發(fā)電系統，又稱分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶現場或靠近用電現場附近配置的，功率較小的利用光伏發(fā)電板將太陽能轉換成電能的發(fā)電系統。由于國家對于公共電網中傳輸的電，在功率、電壓大小、波形等方面都有一定的要求，因此光伏發(fā)電系統發(fā)出的電不能不經任何處理直接并入電網。而分布光伏發(fā)電并網系統就是將分布式光伏發(fā)電系統發(fā)出的電并入公共電網的一種設備。
[0003]目前市場上使用的光伏發(fā)電并網系統，主要都通過并網逆變器，利用半導體器件，通過升壓回路把直流電壓升壓到并網所需要的直流電壓；通過晶體管開關等元件把升壓后的直流電壓轉換成并網所需頻率的交流電壓；再通過高頻脈寬調制，使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹，正弦波中央的電壓寬度變寬，并形成一個脈沖波列(擬正弦波)；然后讓脈沖波通過簡單的濾波器形成滿足并網需求的正弦波。
[0004]目前的這種并網系統結構上比較復雜，系統逆變器一旦損壞的話，非專業(yè)人士完全無法維修。而且這種半導體器件的逆變器價格較高，需要專業(yè)人士的維修也導致較高的后期維護費用。此外，這種通過半導體元器件轉換出來的實際上也并非是完全嚴格意義上的具有光滑波形的正弦波，而只是近似于光滑的模擬正弦波，這種波形對于一般的家用電器并不會有什么影響，但是對于一些精密的儀器就可能會存在由于波形的不光滑而導致儀器精度不夠的問題，影響了用電設備的使用。此外，一旦光伏發(fā)電系統發(fā)出電的功率高于并網逆變器，就會導致逆變器停止工作，并網過程停止，嚴重的甚至會導致逆變器損毀。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型目的是提供一種能夠產生真正光滑的正弦波的分布式光伏發(fā)電并網機械系統，結構簡單，發(fā)出的交流電不會影響用電設備使用，發(fā)電功率高時也不會影響發(fā)電并網過程，一旦并網系統出現故障，非專業(yè)人士也可以進行維修，減少了前提投入和后期維護的成本，提高了波形的光滑度。
[0006]本實用新型的技術方案是，一種機械式分布光伏發(fā)電并網系統，包括至少1塊光伏發(fā)電板、至少1臺直流電動機、至少1個傳動小齒輪、至少1個傳動大齒輪及至少1臺交流發(fā)電機，
[0007]所述光伏發(fā)電板通過導線與所述直流電動機相連接，所述傳動小齒輪固定在所述直流電動機軸上，所述傳動大齒輪固定在所述交流發(fā)電機機軸上，所述傳動小齒輪與所述傳動大齒輪相嗤合。
[0008]進一步的，多塊光伏發(fā)電板經過串并聯后與所述直流電動機相連接。
[0009]進一步的，所述傳動大齒輪與多個由光伏發(fā)電板、直流電動機和傳動小齒輪組成的子系統中的傳動小齒輪相嗤合。
[0010]進一步的，所述的交流發(fā)電機的軸上固定多個用于嚙合傳動小齒輪的傳動大齒輪。
[0011]進一步的，所述傳動小齒輪通過鍵連接固定在所述直流電動機軸上。
[0012]進一步的，所述傳動大齒輪通過鍵連接固定在所述交流發(fā)電機機軸上。
[0013]進一步的，所述的交流發(fā)電機采用單側輸入或者雙側輸入模式。
[0014]本實用新型的并網系統的機械結構，能夠產生滿足并網需求并且波形真正光滑的正弦波交流電。發(fā)出的交流電不會影響用電設備使用，發(fā)電功率高時也不會影響發(fā)電并網過程，一旦并網系統出現故障，非專業(yè)人士也可以進行維修。同以往使用的并網系統相比，本實用新型的機械結構在可靠性和使用效果上均有較大的提高，并且結構簡單，易于實現。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型一實施例的系統組成的俯視示意圖。
[0016]其中，1——光伏發(fā)電板，2——直流電動機，3——傳動小齒輪，4——傳動大齒輪，5 交流發(fā)電機。
[0017]圖2是本實用新型實施例中齒輪嚙合傳動示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。
[0019]如圖1所示。首先，光伏發(fā)電板1發(fā)出的電經過導線傳遞給直流電動機2，驅動直流電動機2的電動機軸旋轉，從而帶動與電動機軸相固結的傳動小齒輪3旋轉，傳動小齒輪3通過齒輪嚙合驅動傳動大齒輪4旋轉，傳動大齒輪4帶動與其相固結的交流發(fā)電機軸旋轉，從而驅動交流發(fā)電機5發(fā)出正弦交流電。
[0020]需要進行說明的是，光伏發(fā)電板1在附圖中僅表示為一塊發(fā)電板，但實際上它可能是由多塊光伏發(fā)電板經過適當的串并聯連接在一起的。光伏發(fā)電板1的串并聯是根據應用中的實際需求進行確定的，而這并不影響本實用新型的實質內容。
[0021]需要進行說明的是，直流電動機2需要根據光伏發(fā)電板1的實際情況選擇合適的直流電動機。
[0022]需要進行說明的是，一個傳動大齒輪4上可以嚙合不止一個傳動小齒輪3，根據實際需要，一個傳動大齒輪4可以嗤合多個傳動小齒輪3。
[0023]需要進行說明的是，交流發(fā)電機5的軸上可以固定不止一個傳動大齒輪4，根據實際需要，一個交流發(fā)電機5的軸上可以固定多個傳動大齒輪4，其中每一個傳動大齒輪4均可嗤合多個傳動小齒輪3。
[0024]需要進行說明的是，交流發(fā)電機5可以根據實際需要，選擇單側輸入或者雙側輸入模式，其目的在于滿足不同的功率要求。
[0025]需要進行說明的是，交流發(fā)電機5需要根據實際需要選擇適合的型號，但其輸出的交流電應當符合我國公共電網的交流電相應特征。
[0026]為研究本實用新型的轉換效率，以20kW交流發(fā)電機為例。20kW交流發(fā)電機的發(fā)電效率最高可以達到96% -99%以上，20kW直流電動機的效率最高可以達到96%以上，而平行軸齒輪的傳動效率最高可以達到99.5%。綜上，以最高轉換效率作為計算參數，本實用新型的并網系統的轉換效率可以達到94.5%以上。
[0027]現有的光伏發(fā)電并網系統中使用的市售的高質量并網逆變器的理論轉換效率為94%，與本實用新型所設計的并網系統轉換效率基本相一致。
[0028]如果將光伏發(fā)電板的發(fā)電效率以25%計的話，所設計的整套系統將太陽能轉換為交流電的效率可以達到23.6%。
[0029]以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質內容。
【主權項】
1.一種機械式分布光伏發(fā)電并網系統，其特征在于，包括至少1塊光伏發(fā)電板、至少1臺直流電動機、至少1個傳動小齒輪、至少1個傳動大齒輪及至少1臺交流發(fā)電機， 所述光伏發(fā)電板通過導線與所述直流電動機相連接，所述傳動小齒輪固定在所述直流電動機軸上，所述傳動大齒輪固定在所述交流發(fā)電機機軸上，所述傳動小齒輪與所述傳動大齒輪相嚙合。2.如權利要求1所述的機械式分布光伏發(fā)電并網系統，其特征在于，多塊光伏發(fā)電板經過串并聯后與所述直流電動機相連接。3.如權利要求1所述的機械式分布光伏發(fā)電并網系統，其特征在于，所述傳動大齒輪與多個由光伏發(fā)電板、直流電動機和傳動小齒輪組成的子系統中的傳動小齒輪相嗤合。4.如權利要求1所述的機械式分布光伏發(fā)電并網系統，其特征在于，所述的交流發(fā)電機的軸上固定多個用于嚙合傳動小齒輪的傳動大齒輪。5.如權利要求1所述的機械式分布光伏發(fā)電并網系統，其特征在于，所述傳動小齒輪通過鍵連接固定在所述直流電動機軸上。6.如權利要求1所述的機械式分布光伏發(fā)電并網系統，其特征在于，所述傳動大齒輪通過鍵連接固定在所述交流發(fā)電機機軸上。7.如權利要求1所述的機械式分布光伏發(fā)電并網系統，其特征在于，所述的交流發(fā)電機采用單側輸入或者雙側輸入模式。
【專利摘要】本實用新型公開了一種機械式分布光伏發(fā)電并網系統，包括至少1塊光伏發(fā)電板、至少1臺直流電動機、至少1個傳動小齒輪、至少1個傳動大齒輪及至少1臺交流發(fā)電機，所述光伏發(fā)電板通過導線與所述直流電動機相連接，所述傳動小齒輪固定在所述直流電動機軸上，所述傳動大齒輪固定在所述交流發(fā)電機機軸上，所述傳動小齒輪與所述傳動大齒輪相嚙合。多塊光伏發(fā)電板經過串并聯后與所述直流電動機相連接。所述傳動大齒輪與多個由光伏發(fā)電板、直流電動機和傳動小齒輪組成的子系統中的傳動小齒輪相嚙合。
【IPC分類】H02K7/18, H02K7/116
【公開號】CN205017169
【申請?zhí)枴緾N201520779417
【發(fā)明人】陳泳, 蔣宇歡, 黃健, 馬威
【申請人】上海交通大學
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月9日