光伏制氣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型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)和儲氣容器，其中，光伏電池陣列用于將太陽光伏能轉(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)利用交流電能對空氣壓縮并將壓縮空氣存儲到儲氣容器中。利用本實用新型提供的光伏制氣系統(tǒng)可以將光能以氣能的形式存儲或者運(yùn)輸。
【專利說明】光伏制氣系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種光伏制氣系統(tǒng)，屬于太陽能利用【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的太陽能光伏發(fā)電站，首先經(jīng)過逆變器，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，因此會對市電網(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，本實用新型的發(fā)明目的是提供一種光伏制氣系統(tǒng)，其將光伏能轉(zhuǎn)換為氣體的勢能，為一些用氣的企業(yè)輸送壓縮空氣。
[0004]為實現(xiàn)所述發(fā)明目的，本實用新型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)和儲氣容器，其中，光伏電池用于將太陽光伏能轉(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)利用交流電能對空氣壓縮并將壓縮空氣存儲到儲氣容器中。
[0005]優(yōu)選地，光伏制氣系統(tǒng)還包括壓力檢測裝置和壓縮機(jī)控制模塊，其中，壓力檢測裝置用于檢測儲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、第一電池組切換開關(guān)、第二電池組、第二電池組切換開關(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關(guān)提供第一切換控制信號以使充電器經(jīng)第一電池組切換開關(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關(guān)提供第二切換控制信號以使第一電池組和第二電池組經(jīng)第二電池組切換開關(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，使太陽能電池總處于最大功率輸出狀態(tài)，提高太陽能電池的使用效率。
[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人計算機(jī)和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的光伏制氣系統(tǒng)將光伏能轉(zhuǎn)換為氣體的勢能，直接為一些用氣的企業(yè)輸送壓縮空氣。【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型提供的光伏制氣系統(tǒng)的整體示意圖；
[0012]圖2是本實用新型提供的充電控制器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖3是本實用新型提供的MPPT控制模塊的工作流程圖；
[0014]圖4是本實用新型提供的充放電系統(tǒng)的電路圖；
[0015]圖5是本實用新型提供的電池管理控制模塊的工作流程圖；
[0016]圖6是本實用新型提供的空氣壓縮系統(tǒng)的示意圖；
[0017]圖7是本實用新型提供的壓縮機(jī)控制模塊的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型。
[0019]圖1是本實用新型提供的光伏制氣系統(tǒng)的整體示意圖。如圖1所示，本實用新型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)和儲氣容器，其中，光伏電池用于將太陽光伏能轉(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)利用交流電能對空氣壓縮并將壓縮空氣存儲到儲氣容器中。光伏制氣系統(tǒng)還包括壓力檢測裝置和壓縮機(jī)控制模塊，其中，壓力檢測裝置用于檢測儲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、第一電池組切換開關(guān)、第二電池組、第二電池組切換開關(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關(guān)提供第一切換控制信號以使充電器經(jīng)第一電池組切換開關(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關(guān)提供第二切換控制信號以使第一電池組和第二電池組經(jīng)第二電池組切換開關(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，使太陽能電池總處于最大功率輸出狀態(tài)，提高太陽能電池的使用效率。光伏制氣系統(tǒng)還包括直饋開關(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人計算機(jī)和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
[0020]圖2是本實用新型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)點用于取出光伏電壓的取樣電壓；光伏電池的接地端通過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)動晶體管TRl提供高低電平信號，當(dāng)采樣電壓和采樣電壓之積較大并超過一設(shè)定值時，MPPT控制模塊給晶體管TRl提供一高電位信號，晶體管TRl導(dǎo)通，其集電極有電流通過，連接于其集電極的繼電器J3的線包有電流通過，其常開觸點接通，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，MPPT控制模塊僅給充電器提供電能，充電器通過轉(zhuǎn)換開關(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。[0021]圖3是本實用新型提供的MPPT控制模塊的流程圖。如圖3所示，MPPT的控制過程包括:
[0022]SO1:使MPPT控制模塊初始化；
[0023]S02:設(shè)定定時器常數(shù)；
[0024]S03:啟動定時器中斷服務(wù)程序；
[0025]S04:反復(fù)運(yùn)行MPPT算法，以尋求最大輸出功率。
[0026]定時中斷服務(wù)程序包括:
[0027]S01:關(guān)斷直饋開關(guān)J3;
[0028]S02:運(yùn)行 MPPT 算法；
[0029]S03:記錄最大功率點功 ；
[0030]S04:開啟直饋開關(guān)J3 ；
[0031]S05:運(yùn)行 MPPT 算法；
[0032]S06:記錄最大功率點功率-P2 ;
[0033]S07:判斷P1 > P2是否成立，如果是，則執(zhí)行S08，否則執(zhí)行S09 ；
[0034]S08:關(guān)斷直饋開關(guān)J3;
[0035]S09:返回主程序。
[0036]MPPT算法包括:
[0037]SOl:測量i時刻光伏電池的輸出電壓^和電流4 ,并計算輸出功率巧；
[0038]S02:使免時刻光伏電池的輸出功率巧和上一時刻.t-Ι光伏電池的輸出功率進(jìn)行比較，如果巧=4-1,則記錄最大功率點功率，否則執(zhí)行步驟S03 ；
[0039]S03:判斷巧> 是否成立，如果是，則執(zhí)行S04，否則，執(zhí)行S05 ；
[0040]S04:使4 = Fk+AF ,而后執(zhí)行 S06 ；
[0041]；
[0042]S06:返回 S01。
[0043]圖4是本實用新型提供的充放電系統(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)換開關(guān)、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)的驅(qū)動電路、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)、驅(qū)動第二轉(zhuǎn)換開關(guān)的驅(qū)動電路、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)點對地電壓為G ;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)點對地電壓為匕；驅(qū)動第一轉(zhuǎn)換開關(guān)的驅(qū)
動電路包括晶體管TR2和第一繼電器,第一轉(zhuǎn)換開關(guān)為該第一繼電器Jl的轉(zhuǎn)換觸點；驅(qū)動第二轉(zhuǎn)換開關(guān)的驅(qū)動電路包括晶體管TR3和第二繼電器J2，第二轉(zhuǎn)換開關(guān)為該第二繼電器的轉(zhuǎn)換觸點。
[0044]圖5是本實用新型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:[0045]SO1:電池管理模塊初始化；
[0046]S02:測量第一電池組I的輸出電圧i測量第二電池組2的輸出電壓乙；
[0047]S03:判斷F1 > V2是否成立，如果是，則執(zhí)行S04，否則，執(zhí)行S06 ；
[0048]S04:判斷K > Vm是否成立，如果是，則執(zhí)行S05，否則，執(zhí)行S08，其中，Vm為充電電壓設(shè)定值；
[0049]S05: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；
[0050]S06:判斷F2 > Fm是否成立，如果是，則執(zhí)行S07，否則，執(zhí)行S08 ；
[0051]S07: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；
[0052]S08:通知壓縮機(jī)控制模塊停機(jī)，并延時等待；
[0053]S09:返回 S02。
[0054]圖6是本實用新型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)置有電壓檢測電路，用于探測逆變器所輸入的直流電壓；壓縮機(jī)用于將常壓空氣進(jìn)行壓縮并存儲到儲氣容器中，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸旁邊設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，其用于探測壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速；儲氣容器的側(cè)壁上設(shè)置有壓力傳感器，其用于探測儲氣容器所存儲的壓縮空氣的壓強(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、電壓檢測信號以及轉(zhuǎn)速傳感器所提供的信號給逆變器提供控制信號。
[0055]圖7是本實用新型提供的壓縮機(jī)控制模塊的工作流程圖，如圖7所示，壓縮機(jī)控制模塊的工作過程包括:
[0056]SOl:檢測儲氣容器中的壓力傳感器所傳送的壓強(qiáng)；
[0057]S02: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 ；
[0058]S03: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運(yùn)行調(diào)速程序，而后執(zhí)行S04 ;如果否，執(zhí)行S07
[0059]S04:開啟逆變器和空氣壓縮器，使空氣壓縮器給儲氣容器充氣；
[0060]S05:檢測儲氣容器的中的壓力傳感器所傳送的壓強(qiáng)；
[0061]S06: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 ；
[0062]S07:使壓縮器停機(jī)。
[0063]以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本實用新型的工作原理，但是【具體實施方式】僅是用于示范地說明本實用新型。說明書僅是用于解釋權(quán)利要求書。但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于說明書。任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型批露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(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)和儲氣容器，其中，光伏電池用于將太陽光伏能轉(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)利用交流電能對空氣壓縮并將壓縮空氣存儲到儲氣容器中。
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，還包括壓力檢測裝置和壓縮機(jī)控制模塊，其中，壓力檢測裝置用于檢測儲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、第一電池組切換開關(guān)、第二電池組、第二電池組切換開關(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關(guān)提供第一切換控制信號以使充電器經(jīng)第一電池組切換開關(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關(guān)提供第二切換控制信號以使第一電池組和第二電池組經(jīng)第二電池組切換開關(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，使太陽能電池總處于最大功率輸出狀態(tài)，提高太陽能電池的使用效率。
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人計算機(jī)和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
【文檔編號】H02S40/38GK203722539SQ201420033454
【公開日】2014年7月16日 申請日期: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 申請人:青島格蘭德新能源有限公司