光伏制氣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明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。利用本發(fā)明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輸。
【專利說明】光伏制氣系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，本發(fā)明的發(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，本發(fā)明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控制模塊；壓縮機控制模塊根據(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，其包括人機接口和通信控制接口，所述人機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和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明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?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明提供的光伏制氣系統(tǒng)的整體示意圖；
圖2是本發(fā)明提供的充電控制器的結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是本發(fā)明提供的MPPT控制模塊的工作流程圖；
圖4是本發(fā)明提供的充放電系統(tǒng)的電路圖；
圖5是本發(fā)明提供的電池管理控制模塊的工作流程圖；
圖6是本發(fā)明提供的空氣壓縮系統(tǒng)的示意圖；
圖7是本發(fā)明提供的壓縮機控制模塊的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0013]圖1是本發(fā)明提供的光伏制氣系統(tǒng)的整體示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的光伏制氣系統(tǒng)包括光伏電池、逆變器、空氣壓縮機和儲氣容器，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控制模塊；壓縮機控制模塊根據(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，其包括人機接口和通信控制接口，所述人機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和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
[0014]圖2是本發(fā)明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，保證空氣壓縮機正常工作。因而所需蓄電池容量極低。[0015]圖3是本發(fā)明提供的MPPT控制模塊的流程圖。如圖3所示，MPPT的控制過程包括:
501:使MPPT控制模塊初始化；
502:設(shè)定定時器常數(shù)；
503:啟動定時器中斷服務(wù)程序；
504:反復(fù)運行MPPT算法，以尋求最大輸出功率。
[0016]定時中斷服務(wù)程序包括:
501:關(guān)斷直饋開關(guān)J3 ；
502:運行MPPT算法；
503:記錄最大功率點功率p1；
S04:開啟直饋開關(guān)J3;
505:運行MPPT算法；
506:記錄最大功率點功率p2；
507:判斷6 > P2是否成立，如果是，則執(zhí)行S08，否則執(zhí)行S09 ；
508:關(guān)斷直饋開關(guān)J3 ；
509:返回主程序。
[0017]MPPT算法包括:
501:測量i時刻光伏電池的輸出電壓^和電流久，并計算輸出功率6 ；
502:使t時刻光伏電池的輸出功率巧和上一時刻1-1光伏電池的輸出功率ZjU進(jìn)行比較，如果Pk = 4-1,則記錄最大功率點功率，否則執(zhí)行步驟S03 ；
503:判斷巧> P^1是否成立，如果是，則執(zhí)行S04，否則，執(zhí)行S05 ；
504:使vλ=vx-Δv ,而后執(zhí)行 S06 ；
S05:使vλ=vx-Δv
S06:返回 SOl。
[0018]圖4是本發(fā)明提供的充放電系統(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K ;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。
[0019]圖5是本發(fā)明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:501:電池管理模塊初始化；
502:測量第一電池組I的輸出電壓F1 ;測量第二電池組2的輸出電圧 ；
503:判斷> V2是否成立，如果是，則執(zhí)行S04，否則，執(zhí)行S06 ；
504:判斷F1 > &是否成立，如果是，則執(zhí)行S05，否則，執(zhí)行S08，其中，為充電電壓
設(shè)定值；
505: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；
506:判斷F2 > Fm是否成立，如果是，則執(zhí)行S07，否則，執(zhí)行S08 ；
507: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；
508:通知壓縮機控制模塊停機，并延時等待；
509:返回 S02。
[0020]圖6是本發(fā)明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、儲氣容器和壓縮機控制模塊，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，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；壓縮機用于將常壓空氣進(jìn)行壓縮并存儲到儲氣容器中，壓縮機轉(zhuǎn)軸旁邊設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，其用于探測壓縮機的轉(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；還設(shè)置有排氣閥，其用于排出壓縮空氣；壓縮機控制模塊用于根據(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。
`[0021]圖7是本發(fā)明提供的壓縮機控制模塊的工作流程圖，如圖7所示，壓縮機控制模塊的工作過程包括:
501:檢測儲氣容器中的壓力傳感器所傳送的壓強；
502:判斷壓強是否低于下限，如果是，則執(zhí)行S03，如果否，則執(zhí)行S04 ；
503: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行調(diào)速程序，而后執(zhí)行S04 ;如果否，執(zhí)行S07
504:開啟逆變器和空氣壓縮器，使空氣壓縮器給儲氣容器充氣；
505:檢測儲氣容器的中的壓力傳感器所傳送的壓強；
506:判斷壓強是否高于上限，如果是，則執(zhí)行S07，如果否，返回S03 ；
507:使壓縮器停機。
[0022]以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的工作原理，但是【具體實施方式】僅是用于示范地說明本發(fā)明。說明書僅是用于解釋權(quán)利要求書。但本發(fā)明的保護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)人員在本發(fā)明批露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(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控制模塊；壓縮機控制模塊根據(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，其包括人機接口和通信控制接口，所述人機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和/或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
【文檔編號】H02S10/20GK103762930SQ201410024610
【公開日】2014年4月30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