[發明專利]并網型住宅全自動太陽能供電供熱裝置

無效

• 申請號: 200710018751.6
• 申請日: 2007-09-26
• 公開（公告）號: CN101127498A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 馮國隆;馮徽;袁麗娟;王勇;馮立雄
• 申請（專利權）人: 馮國隆;馮徽;袁麗娟;王勇;馮立雄
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H02J3/38;H02M7/48;F24J2/00
• 代理公司: 西安集思得知識產權代理有限公司
• 代理人: 張晉吉

技術領域

本發明涉及住宅太陽能的供電、供熱裝置。

背景技術

太陽能作為清潔而廉價的能源越來越受到人們的青睞和重視。世界上現有的太陽能供電系統有：光電池直接轉換供電系統、獨立連續太陽能供電系統、并網系統、并網與獨立雙功能混合系統。目前絕大多數住宅用太陽能供熱、供電裝置，多是獨立型太陽能供電裝置，其缺點是：當白天光照強烈時，能產生充足的太陽電能，但此時間段住宅用戶的耗電處于用電低谷期——該太陽能供電裝置產生的充足電能未得到充分及時的應用，而公共電網卻因工業生產、商業運營、政府學校辦公等處于用電高峰期——該獨立型太陽能供電裝置產生的充裕電能卻不能對公共電網做出貢獻；.當晚間或陰雨天時，獨立型太陽能供電裝置難以滿足住宅用戶對電能的需要，而公共電網卻無法向住宅用戶補充太陽能供電裝置之不足。傳統并網系統的太陽能裝置較好地克服了獨立型太陽能供電裝置的缺點，其主要由硅晶電池陣列、控制器及電路組成，即采用硅晶電池將太陽光輻射轉變為電能，再通過一系列設施將產生的直流電能轉變為一般設備能接受的交流電能，多余的交流電能供給公共電網，不足的電能從公共電網獲取。但是該并網系統采用的硅晶電池，在光電轉換的過程中，由于太陽熱輻射造成的半導體穴位電子無序游離，導致光電轉換效率低，成為了影響該技術推廣應用的主要原因之一。

另外，目前市場上各國生產的太陽能光電轉換設備中的重要元件——逆變器，在技術應用上無法達到硅晶電池設計的技術指標，因而弱化了該技術的普及和應用；且逆變器在光電系統應用中，由于測控方法帶來的諧波失真，也造成了自身能量抵消而降低了系統效能。

發明內容

本發明的目的是提供一種轉換效率高且成本低、.安裝方便、適合普及應用的并網型住宅全自動太陽能供電供熱裝置。

本發明主要由熱管式集熱真空管、太陽能硅晶電池陣列、集熱器、復合式PR多功能逆變器、采樣跟蹤器、接線箱、功率調節器、溫差間接強迫式太陽能熱水器、自動切換配電箱、逆流電力電表和電路構成。

本發明在傳統之并網系統太陽能裝置的基礎上做出的主要改進是：

1.在通常的太陽能硅晶電池陣列上，增設了與太陽能熱水器之上水管道相通的冷卻循環水管。即通過旁設管路中的冷水，對太陽能硅晶電池進行物理降溫，這樣，既減少了半導體穴位電子無序游離，提高了硅晶電池的光電轉換效率，同時管路中的冷水通過熱交換而預熱，從而提高了太陽能熱水器的熱效率.。

2.在太陽能硅晶電池上，采用反并聯二極管和串聯定向二極管對電能進行控制；總出線也串聯定向二極管。可有效地防止反向電流對硅電池的破壞。

此外，在本裝置上或其近旁增加了避雷器。以提高系統的安全性和使用壽命。

3.逆變器主要由正弦波發生器、限幅器、電子電力變換裝置和含LC濾波的逆變器，構成多功能逆變器。其主要功能是，對直流電源信號進行疊加振蕩，將直流電流、電壓轉變為交流信號的功能，且對頻率、相位、電壓、電流、有功功率、無功功率、電壓波動率和高次諧波進行監控和調整。

4.利用電子技術的閉環控制原理，通過系統主回路直流電壓的閉環控制。有利于在實現太陽能發電系統與供電網絡之間的電能互換的同時，使得太陽能直流電壓在光電轉換時和對負載做功時，保持最佳恒定狀態。

5.采用溫差間接強迫式太陽能熱水器。該熱水器在接受計算機自動化測控時，系統運行更加高效、節能。

本發明在太陽能硅晶電池陣列處增設冷水循環管路后，提高了光電轉換效能；由于自動控制系統中設置了自動檢測并自動輸出控制諧波信號的諧波消除電路，從而避免了在光電轉換時產生的直流電動勢對供電網絡產生的脈沖沖擊，提高了太陽能光電轉換裝置在并網時的安全性；且該自動控制系統，能通過電網自動調整補償供電，保證全部負載連續正常運行。本發明制造成本低，適合并網供電、供熱的普及應用。

附圖說明

圖1.是本發明整體結構示意圖；

圖2.是本發明的電路原理圖；

圖3-1、圖3-2是水冷式硅晶太陽能電池裝置的示意圖；

圖4.是熱管式集熱真空管集熱器的結構示意圖；

圖5.是本發明自動控制系統之控制原理示意圖。