[實用新型]一種太陽能光伏發電系統電路

有效

• 申請號: 201320344685.2
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN203301400U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 廖志凌;施衛東;梅從立;劉國海
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H02J7/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能光伏發電系統電路，屬于新能源發電技術領域。

背景技術

隨著化石能源迅速消耗，以及由此帶來的能源危機與環境污染日益加劇，近年來世界各國都在積極尋找和開發新的、清潔的可再生能源。太陽能具有取之不盡、用之不竭和清潔安全等特點，是理想的可再生能源。太陽能光伏發電對緩解能源危機和減少環境污染具有重要的意義，并具有廣闊的應用前景。

帶蓄電池作為儲能單元的太陽能光伏發電系統一般可由太陽能電池、蓄電池、單向變換器、雙向變換器和直流負載組成。由于蓄電池的引入，系統過載所需的能量可由蓄電池放電來提供，太陽能電池的功率等級只需按照系統額定功率進行配置，從而降低系統費用。目前工程實踐中，很多企業在實際配置設計太陽能光伏發電系統的容量時，一般按照工程經驗設計，而不是根據實際應用情況來進行，這一方面可能導致系統容量配置不合理造成資源的浪費，另一方面可能導致系統在某些時候因容量不足而不能正常工作。

實用新型內容

針對現有技術中太陽能光伏發電系統電路存在的上述問題，本實用新型提供一種太陽能光伏發電系統電路。?

本實用新型的技術方案是：

一種太陽能光伏發電系統電路，包括太陽能電池陣列、蓄電池組、負載、單向變換器、雙向變換器、直流母線；太陽能電池陣列通過單向變換器輸出至直流母線，蓄電池組通過雙向變換器連接到至直流母線，負載接在直流母線上。

進一步，所述太陽能電池陣列作為供電單元，所述蓄電池組作為儲能單元，所述負載作為用電單元。

進一步，所述太陽能電池陣列與蓄電池組的串并聯數不必滿足嚴格的匹配關系，可根據電路結構和功率容量選擇。

進一步，所述蓄電池組的充放電共用一個雙向變換器，同時通過雙向變換器控制蓄電池充放電電流。

進一步，所述太陽能電池陣列的傾角Ф為37°。

本實用新型的有益效果是：

（1）太陽能電池陣列與蓄電池組的串并聯數不必滿足嚴格的匹配關系，可以根據電路結構和功率容量靈活選擇與設計；

（2）雙向變換器的高壓端與直流母線并聯，而直流母線的電壓穩定，因此可以優化設計雙向變換器；

（3）由于蓄電池組的引入，系統過載所需的能量可由蓄電池放電來提供，太陽能電池的功率等級只需按照系統額定功率進行配置，從而降低系統費用；

（4）系統結構較簡單，蓄電池充放電共用一個雙向變換器來實現，可減輕系統的重量，同時通過雙向變換器還可以控制蓄電池充放電電流，保護蓄電池不受損壞。

附圖說明

圖1為本實用新型的太陽能光伏發電系統電路結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

本實用新型一種太陽能光伏發電系統電路的結構如圖1所示，包括：太陽能電池陣列、蓄電池組、負載、單向變換器、雙向變換器、直流母線（DC?Bus），等等。太陽能電池陣列通過單向變換器輸出至直流母線，蓄電池組通過雙向變換器連接到至直流母線，負載接在直流母線上，太陽能電池陣列作為供電單元，蓄電池組作為儲能單元，負載作為用電單元。

本實用新型一種太陽能光伏發電系統電路的容量設計方法，是根據太陽能電池陣列所處的具體環境條件(地理位置、太陽輻射能、氣候和氣象等)，設計出既可靠又經濟的光伏發電系統。太陽能電池陣列的輸出功率與太陽能電池組件串并聯數量有關，串聯是為了獲得所需的工作電壓，并聯是為了獲得所需的工作電流，適當數量的組件經過串并聯即組成所需要的太陽能電池陣列。根據負載情況，在有日照和無日照時，均需使用蓄電池，利用對蓄電池的充放電來滿足系統實際運行的要求。太陽能電池陣列所安裝地區天氣的變化將直接影響其發電量。如果遇到連續幾天陰雨天氣，太陽能電池陣列就幾乎不能發電，只能靠蓄電池來給負載供電。而在太陽光照充足時，太陽能電池發出的多余的能量又要給蓄電池充電。所在地區氣象臺提供的太陽能總輻射量或總日照時數對決定蓄電池的容量大小是不可缺少的數據。

????下面結合地區實際情況對本實用新型進行說明。

本實用新型所述的太陽能電池容量設計和蓄電池容量設計，以江蘇省南京市氣象臺提供的最近十年的太陽輻射能量數據資料為依據：

南京地區經緯度：東經118度48分，北緯32度；南京地區最近十年來連續陰雨天的時間最長為12天，最短6天，平均為N_d＝8天；南京地區最近十年的年平均太陽輻射量為4468.4?MJ/m²(每平方米面積在一年內接受的太陽能總輻射量)。