一種離網太陽能光伏智能化小型供電系統技術方案

本發明專利技術涉及一種離網太陽能光伏智能化小型供電系統，其結構包括太陽能光伏電池板、第一逆變器、第二逆變器、第一測量儀表、第二測量儀表、第一繼電器、第二繼電器、整流器、控制器和控制計算機等部分。本發明專利技術為光伏智能化家庭小型供電系統，應用太陽能光伏電池板、逆變器、整流器、蓄電池、測量儀表、控制計算機和控制器等組成的最佳控制系統，形成光伏智能化小型供電系統，為軍事、民用、通訊、獨立辦公、純電動汽車等提供獨立供電系統。本發明專利技術應用范圍廣，實用價值高，市場前景廣闊。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種太陽能光伏發電系統，具體地說是一種離網太陽能光伏智能化小型供電系統。
技術介紹
光伏能源已成為最具有發展潛力的清潔可再生能源，因此世界各國對于光伏發電的研究開發已經上升到戰略高度。光伏系統可以在野外為無電或缺電場合提供電源，主要為民用和軍用提供電力，也可應用到生活、生產、自然災害應急、軍事等多種領域，是應用領域中非常廣泛的供電系統，也是環保、可持續發展、使用價值高的新技術、新產品，具有非常好的發展前景。表現出光伏能源產業研發系統中一些關鍵器件組成新的系統，光伏系統中的關鍵技術也是光伏產業鏈中的瓶頸，光伏太陽能電池板(Solar Panel)生產已經過剩，研究重點轉到應用領域是目前光伏技術發展的一個重要關鍵環節，當然也包括光伏系統中的關鍵部件的研究，如逆變器、側量單元、控制器、整流器和儲存電池等。光伏供電系統具有廣闊的市場和研發空間，尤其是離網式光伏智能化小型獨立供電系統，可以為野外供電系統、住宅或辦公照明、軍用裝備、裝甲車輛的啟動電源、移動通訊設備、電動汽車充電站、家用電器和計算機等提供電力能源。世界較大的光伏企業重點在于光伏太陽能板的制造，利潤較大，設備先進，形成產業能，重點領域在于開發太陽能光伏板，建立大型電站。然而中小企業不是拼設備、拼資金、拼產量，而是應用光伏電池板做成工作系統，開拓新的應用領域和研發空間，重點在于如何應用太陽能光伏技術形成小型供電系統，為家庭和小型辦公系統提供獨立電源。這在光伏應用領域上是處于領先的研究課題，而且市場前景非常廣闊，也有研發空間。現有光伏電池板的安裝一般為固定式，其優點是安裝簡單，使用可靠，缺點是不能充分應用太陽能光照，光電轉換效率較低；一般光伏電池板，兩塊以上統一配一個大功率逆變器，這樣只要逆變器運行有問題，所有供電系統就要斷電；而且，如果一塊電池板出現故障，也不易檢查確認是那一塊出現問題，因此系統的運行可靠較差。
技術實現思路
本專利技術的目的就是提供一種離網太陽能光伏智能化小型供電系統，以解決現有光伏電池板不能充分應用太陽能光照、光電轉換效率較低和系統運行可靠差的問題。本專利技術是這樣實現的:一種離網太陽能光伏智能化小型供電系統，包括: 太陽能光伏電池板，與第一逆變器相接，用于將太陽能轉變成電能； 第一逆變器，分別與所述太陽能光伏電池板和第一測量儀表相接，用于將轉變成的電能轉換成交流電，并通過對最大功率點的跟蹤，實時檢測所述太陽能光伏電池板的發電電壓，追蹤最高電壓電流值，使所述太陽能光伏電池板以最大功率輸出；第一測量儀表，配置有無線信號發射單元，分別與所述第一逆變器和控制器相接，用于對轉換成的交流電進行參數測量，并將檢測結果一路傳遞給控制器，另一路通過無線信號發射單元發送到控制計算機上，實現閉環控制； 控制計算機，用于接收通過所述第一測量儀表發送的電能轉換參數信號，進行系統運行數據的精確記錄，并根據檢測信號向控制器發送系統運行控制指令，調整系統的工作狀態； 控制器，分別與所述第一測量儀表、第一繼電器和整流器相接，用于控制向負載的供電，并在發電量超過負載的用電量或在斷開負載時，轉控向蓄電池的存儲； 第一繼電器，與所述控制器相接，用于控制負載的連接和關斷； 整流器，分別與所述控制器和蓄電池相接，用于對轉化成的交流電進行直流整流，以便于向蓄電池的存儲； 蓄電池，分別與所述整流器和第二測量儀表相接，用于對整流后的電能進行存儲；第二測量儀表，分別與所述蓄電池和第二逆變器相接，用于對所述蓄電池輸出的直流電進行參數測量； 第二逆變器，分別與所述第二測量儀表和第二繼電器相接，用于將所述蓄電池輸出的直流電轉變成負載可用的交流電，并通過對最大功率點的跟蹤，提升供電質量； 第二繼電器，與所述第二逆變器相接，用于控制負載的連接和關斷；以及光伏電池板角度調整支架，設置在所述太陽能光伏電池板的底部，用于調整光伏電池板迎光面的俯仰角度，實現太陽能的最大化利用。上述各部分之間的電氣插接頭可采用磁性接觸插口，以增強可靠性，減少線損。每個所述太陽能光伏電池板上配置一個所述第一逆變器。所述光伏電池板角度調整支架包括底座和設置在所述底座上的支撐架，在所述底座上設置有前后7個檔位，用以對所述太陽能光伏電池板的下沿分別進行定位，使所述太陽能光伏電池板產生傾斜角度的俯仰變化。所述底座上的7個檔位的太陽能光伏電池板調整角度依次為一檔:26° ;二檔:34° ;三檔:42° ;四檔:50°五檔:58° ;六檔:66°:七檔:75°。所述太陽能光伏電池板傾斜角度的調整方式是每年12月調整到一檔，I月和11月調整到二檔，2月和10月調整到三檔，3月和9月調整到四檔，4月和8月調整到五檔，5月和8月調整到六檔，7月調整到七檔。本專利技術通過調節太陽能光伏電池板的角度跟蹤太陽變化，形成最大光電轉換效應；光伏逆變裝置采用MPPT自動跟蹤系統，自動調節電壓自適應系統，調整波峰和低谷時的電壓電流，輸出較穩定的頻率為50Hz的電壓電流；精確測量系統，為反饋控制取得精確的控制數據和統計數據；儲存單元采用充電放電的光伏專用蓄電池；光電測量器件，控制測量對光伏電池板的開關電路，減少無功損耗；無線發射測量信號，控制線路主線路采用磁鐵電纜連接，保證線路可靠運行。照明負載采用LED電光源，在提高光通量的同時可節省能源。本專利技術采用太陽能光伏電池板可定期調節俯仰角度，即每月調整太陽光與太陽能光伏電池板的夾角，以達到最大光線照射和光電轉化效率最佳的效果。本專利技術的光伏電池板角度調整支架結構簡單，便于操作，可靠性強。本專利技術采用每個太陽能光伏電池板上配置一個第一逆變器，第一逆變器可采用微型逆變器，這樣可以增加系統運行的可靠性，減少故障點，提升供電質量。采用精密測量儀表及測量元件，精確測量系統技術參數，達到對系統的最佳控制和技術參數測量；無線傳輸，將減少有線連接，增強可靠性能。在太陽能光伏電池板與第一逆變器之間的電路中增加可控硅開關，不發電時，減少太陽能光伏電池板作為負載的無功損耗；對蓄電池輸出端增加可控硅開關，達到蓄電池輸出控制；第一逆變器采用高可靠性的MPPT自動跟蹤系統；MPPT自動跟蹤系統能夠實施偵測光伏電池板的發電電壓，并追蹤最高電壓電流值，使系統以最大輸出功率供負載使用，或對電池充電。本專利技術為光伏智能化家庭小型供電系統，應用太陽能光伏電池板、逆變器、整流器、蓄電池、測量儀表、控制計算機和控制器等組成的最佳控制系統，形成光伏智能化小型供電系統，為軍事、民用、通訊、獨立辦公、純電動汽車等提供獨立供電系統。本專利技術應用范圍廣，實用價值高，市場前景廣闊。附圖說明圖1是本專利技術的系統結構框圖。圖2是光伏電池板角度調整支架的結構示意圖。具體實施方式如圖1所示，本專利技術包括太陽能光伏電池板、第一逆變器、第二逆變器、第一測量儀表、第二測量儀表、第一繼電器、第二繼電器、整流器、控制器和控制計算機等部分。一塊長1900mm，寬900mm，厚90mm的太陽能光伏電池板的輸出功率可達300W，可根據用電功率的需要和布設場地的大小決定設置太陽能光伏電池板的數量；每個太陽能光伏電池板設置在一個光伏電池板角度調整支架上，以便于單板俯仰角度的調整。每個太陽能光伏電池板配接一個第一逆變器，第一逆變器可采用MPPT追蹤式逆變器。第一逆變器的輸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種離網太陽能光伏智能化小型供電系統，其特征是，包括：太陽能光伏電池板，與第一逆變器相接，用于將太陽能轉變成電能；第一逆變器，分別與所述太陽能光伏電池板和第一測量儀表相接，用于將轉變成的電能轉換成交流電，并通過對最大功率點的跟蹤，實時檢測所述太陽能光伏電池板的發電電壓，追蹤最高電壓電流值，使所述太陽能光伏電池板以最大功率輸出；第一測量儀表，配置有無線信號發射單元，分別與所述第一逆變器和控制器相接，用于對轉換成的交流電進行參數測量，并將檢測結果一路傳遞給控制器，另一路通過無線信號發射單元發送到控制計算機上，實現閉環控制；控制計算機，用于接收通過所述第一測量儀表發送的電能轉換參數信號，進行系統運行數據的精確記錄，并根據檢測信號向控制器發送系統運行控制指令，調整系統的工作狀態；控制器，分別與所述第一測量儀表、第一繼電器和整流器相接，用于控制向負載的供電，并在發電量超過負載的用電量或在斷開負載時，轉控向蓄電池的存儲；第一繼電器，與所述控制器相接，用于控制負載的連接和關斷；?整流器，分別與所述控制器和蓄電池相接，用于對轉化成的交流電進行直流整流，以便于向蓄電池的存儲；蓄電池，分別與所述整流器和第二測量儀表相接，用于對整流后的電能進行存儲；第二測量儀表，分別與所述蓄電池和第二逆變器相接，用于對所述蓄電池輸出的直流電進行參數測量；第二逆變器，分別與所述第二測量儀表和第二繼電器相接，用于將所述蓄電池輸出的直流電轉變成負載可用的交流電，并通過對最大功率點的跟蹤，提升供電質量；第二繼電器，與所述第二逆變器相接，用于控制負載的連接和關斷；以及光伏電池板角度調整支架，設置在所述太陽能光伏電池板的底部，用于調整光伏電池板迎光面的俯仰角度，實現太陽能的最大化利用。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉建峰，
申請(專利權)人：張家口凱瑞科技有限公司，
類型：發明
國別省市：