[發(fā)明專利]一種光伏發(fā)電戶用系統(tǒng)及其工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710546385.5
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107171430A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 王勝利;張杰;張斌;梁奕
• 申請（專利權）人: 上海啟翔新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司31253
• 代理人: 鄧麗

技術領域

本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術領域，具體涉及一種光伏發(fā)電戶用系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術

太陽能電池作為新興的清潔可再生能源，因具有直接將太陽能轉換為電能，且壽命長、維護簡單、可實現(xiàn)無人值守等優(yōu)勢而備受矚目。太陽能電源系統(tǒng)取得了越來越廣泛的應用。

現(xiàn)行的太陽能發(fā)電一般采用大規(guī)模的發(fā)電站進行太陽能發(fā)電，大規(guī)模的太陽能發(fā)電站由于其規(guī)模大、成本高、占地面積大，只適用于公共用電發(fā)電，而不適合于普通家庭使用。

光伏發(fā)電戶用系統(tǒng)將光伏電池板置于家庭住宅或者院落內，用小功率逆變器進行換流過程。這種系統(tǒng)主要應用在戶用方面，如：燈泡、電視、冰柜、冰箱等家電，以及偏遠的市電供應不穩(wěn)定的山村等。

目前使用的一種控制逆變一體的光伏發(fā)電戶用系統(tǒng)，如圖1所示，包括光伏組件、控制器、蓄電池、逆變器和負載。光伏組件將光能轉化為電能，通過控制器將電能存入蓄電池中，當負載用電時，蓄電池中的電能通過逆變器轉化為交流電，供負載用電。系統(tǒng)參數(shù)為：光伏組件功率：600W，控制器功率：500W，蓄電池容量：2.4KWH，逆變器功率：1000VA。在光照時間為10小時的情況下，組件在5小時內發(fā)電能力最強，剩余5小時算上損耗相當于發(fā)電2.5小時，組件發(fā)電量由控制器功率決定，系統(tǒng)每日發(fā)電3.75KWH。

上述控制逆變一體的光伏發(fā)電戶用系統(tǒng)的缺點為：

(1)系統(tǒng)成本高。負載需要用多少度電，系統(tǒng)就需要配多大容量的蓄電池，蓄電池容量越大，系統(tǒng)成本越高，且控制器的功率是根據(jù)蓄電池容量確定，蓄電池容量越大，控制器功率越大，損耗越大，體積越大，價格越高；

(2)運輸困難。蓄電池重量重，人力難以搬運，需要借助器械搬運，運輸成本高，安裝成本高；

(3)安裝維護專業(yè)技術要求高；

(4)控制器損耗高。光伏組件轉化的電能都通過控制器控制，控制器損耗高。

發(fā)明內容

有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種光伏發(fā)電戶用系統(tǒng)及其工作方法，白天用電，即發(fā)即用，在不增加控制器和蓄電池的情況下，能夠使系統(tǒng)利用率達到最大，大大提高系統(tǒng)發(fā)電能力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種光伏發(fā)電戶用系統(tǒng)，適用于白天用電，即發(fā)即用，所述光伏發(fā)電戶用系統(tǒng)包括光伏組件、控制器、蓄電池、電子開關、逆變器和負載；

所述光伏組件用于采集太陽能并將所述太陽能轉化為電能；所述光伏組件通過第一通道、或所述第一通道和第二通道、或所述第二通道，連接所述逆變器，所述逆變器將所述電能轉換為交流電傳輸給所述負載；

其中，所述第一通道為所述光伏組件與所述電子開關相連接，將所述電能通過所述電子開關直接輸出到所述逆變器；

所述第二通道為所述光伏組件與所述控制器連接，將所述電能輸出給所述控制器，所述控制器將所述電能充入所述蓄電池中儲存，所述控制器與所述電子開關連接，將所述蓄電池中儲存的電能通過所述電子開關傳輸?shù)剿瞿孀兤鳌?/p>

本發(fā)明還提供一種所述光伏發(fā)電戶用系統(tǒng)的工作方法，所述系統(tǒng)通過所述電子開關實現(xiàn)在所述光伏組件輸出不同電壓下，切換所述第一通道、或所述第一通道和所述第二通道，或所述第二通道，連接所述逆變器，具體切換過程如下：

所述電子開關檢測所述光伏組件輸出電壓；

若所述輸出電壓值高于設定閾值，則所述電子開關連接第一通道，切斷第二通道，所述第一通道工作，所述第二通道只存儲電能，不輸出電能；

若所述輸出電壓值低于所述閾值且大于零，則所述電子開關同時連接所述第一通道和所述第二通道，根據(jù)所述第一通道和所述第二通道不同的電壓分配電能：

其中，所述第一通道為主通道，所述第二通道為旁通道，所述第一通道和所述第二通道互不干涉、互為補充，一起為所述負載供電；

若所述輸出電壓值為零，則所述電子開關連接所述第二通道，所述蓄電池輸出電能供所述負載用電。

進一步地，所述閾值由所述負載正常工作時所需電壓值確定。

本發(fā)明有益效果如下：

(1)在光伏組件和逆變器之間新增一條主通道，實現(xiàn)雙通道，光伏組件轉化的電能可以直接輸送到逆變器，蓄電池所在的旁通通道和主通道互為補償，無極切換，互不干擾，解決光伏組件不穩(wěn)定的問題，降低逆變器輸入電容的大小，降低逆變器成本，達到系統(tǒng)穩(wěn)定；

(2)雙通道技術通過改變光伏發(fā)電系統(tǒng)拓撲結構，增加光伏組件數(shù)量，提高系統(tǒng)發(fā)電能力；