一种光伏空气能热水器系统的制作方法

文档序号:12745849阅读:431来源:国知局

本发明涉及光伏空气能热水器技术领域,尤其涉及一种光伏空气能热水器系统。



背景技术:

光伏发电具有显著的能源、环保和经济效益,是最优质的绿色能源之一,目前已成为世界各国普遍关注的技术和重点发展的产业。太阳能资源极其丰富、分布广泛、应用方便。大力发展光伏发电在内的可再生能源战略新兴产业节能减排是国家政策的导向,低碳生活是现代人的消费时尚,这些条件促进了空气能热水器的快速发展。空气能热水器将取代电热水器、燃气热水器、太阳能热水器,成为我国居民消费的第四代节能型热水器。现有的光伏空气能热水器采用单一的最大功率点跟踪(MPPT)算法,思路简单,容易实现。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种光伏空气能热水器系统。

本发明的目的在于提供一种光伏空气能热水器系统,包括:光伏组件、市电:多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器、空气能热水器;

所述光伏组件,与所述多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器相连接,用于将光辐射转化为电能;

所述多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器,与所述光伏组件、所述市电、所述空气能热水器分别相连接,用于将经所述光伏组件转化后得到的电能即直流电能转换为自动跟踪所述市电所提供的交流电同频同相的交流电能,提供所述交流电能给到所述空气能热水器,控制所述空气能热水器的工作;

所述空气能热水器,与所述多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器相连接,用于接受所述交流电能,根据所述多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器的控制执行工作,利用逆卡诺原理,通过热空气交换,转化为热水。

其中,所述光伏组件,包括:太阳能光伏组件,用于将太阳光辐射转化为电能。

其中,所述空气能热水器,包括:

工作单元,用于接受所述交流电能,根据所述多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器的控制执行工作,利用逆卡诺原理,通过热空气交换,转化为热水;

供水单元,用于采用中央供水系统设计,实现多点立体化供水;

控制单元,用于设置热水恒温。

其中,所述的光伏空气能热水器系统,还包括:数据采集器,用于对所述光伏空气能热水器系统中的各个设备进行数据采集,并将采集得到的数据通过有线网络或无线网络的方式发送到终端。

其中,所述终端,包括:太阳能板、并网逆变器、空气能热水器。

本发明提供的光伏空气能热水器系统,包括:光伏组件,与多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器相连接,用于将光辐射转化为电能;多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器,与光伏组件、市电、空气能热水器分别相连接,用于将经光伏组件转化后得到的电能即直流电能转换为自动跟踪市电所提供的交流电同频同相的交流电能,提供该交流电能给到空气能热水器,控制空气能热水器的工作;空气能热水器,与多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器相连接,用于接受该交流电能,根据多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器的控制执行工作,利用逆卡诺原理,通过热空气交换,转化为热水,从而节约电能,采用中央供水设计和智能控制面板,采用中央供水系统设计,实现多点立体化供水,轻松满足多处同时用水,避免传统热水器单点供水的弊端;智能控制面板可以设置热水恒温,温度不再忽大忽小,本发明采用多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器,把单一的各种算法相结合,扬长避短,提高了光伏组件的效率包括精度、快速性等。

附图说明

图1,为本发明光伏空气能热水器系统的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种光伏空气能热水器系统,应用于光伏空气能热水器技术领域,本发明提供的光伏空气能热水器系统,包括:光伏组件,与多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器相连接,用于将光辐射转化为电能;多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器,与光伏组件、市电、空气能热水器分别相连接,用于将经光伏组件转化后得到的电能即直流电能转换为自动跟踪市电所提供的交流电同频同相的交流电能,提供该交流电能给到空气能热水器,控制空气能热水器的工作;空气能热水器,与多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器相连接,用于接受该交流电能,根据多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器的控制执行工作,利用逆卡诺原理,通过热空气交换,转化为热水,从而节约电能,采用中央供水设计和智能控制面板,采用中央供水系统设计,实现多点立体化供水,轻松满足多处同时用水,避免传统热水器单点供水的弊端;智能控制面板可以设置热水恒温,温度不再忽大忽小,本发明采用多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器,把单一的各种算法相结合,扬长避短,提高了光伏组件的效率包括精度、快速性等。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明提供一种光伏空气能热水器系统。

请参见图1,图1为本发明光伏空气能热水器系统的示意图,本发明光伏空气能热水器系统10,包括:光伏组件101、市电102、多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器103、空气能热水器104;

光伏组件101,与多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器103相连接,用于将光辐射转化为电能;

多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器103,与光伏组件101、市电102、空气能热水器104分别相连接,用于将经光伏组件101转化后得到的电能即直流电能转换为自动跟踪市电102所提供的交流电同频同相的交流电能,提供该交流电能给到空气能热水器104,控制空气能热水器104的工作;

空气能热水器104,与多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器103相连接,用于接受该交流电能,根据多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器103的控制执行工作,利用逆卡诺原理,通过热空气交换,转化为热水,从而节约电能,采用中央供水设计和智能控制面板,采用中央供水系统设计,实现多点立体化供水,轻松满足多处同时用水,避免传统热水器单点供水的弊端;智能控制面板可以设置热水恒温,温度不再忽大忽小。

其中,光伏组件101,包括:太阳能光伏组件,用于将太阳光辐射转化为电能。

其中,空气能热水器104,包括:工作单元(图中未标示)、供水单元(图中未标示)、控制单元(图中未标示);

工作单元,用于接受该交流电能,根据多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器103的控制执行工作,利用逆卡诺原理,通过热空气交换,转化为热水,从而节约电能;

供水单元,用于采用中央供水系统设计,实现多点立体化供水,轻松满足多处同时用水,避免传统热水器单点供水的弊端;

控制单元,用于设置热水恒温,温度不再忽大忽小。

其中,本发明光伏空气能热水器系统10,还可以包括:数据采集器(图中未标示),用于对本发明光伏空气能热水器系统10中的各个设备进行数据采集,并将采集得到的数据通过有线网络或无线网络的方式发送到终端,让终端用户随时随地可以知道本发明光伏空气能热水器系统10是否运行正常,以及当天光伏组件101发了多少度的电量等信息,从而达到智能化的效果,使用户可以在任何地点利用终端包括所述终端,包括:太阳能板、并网逆变器、空气能热水器。

等随时了解本发明光伏空气能热水器系统10的工作状态,调整控制参数,实现在线管理和远程控制。

下面以多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器103采用双模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器实现最大功率跟踪为例,说明采用双模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器实现最大功率跟踪的功率变化,包括:

一、干扰观测法是通过将本次光伏组件101的输出功率和上次的光伏组件101的输出功率相比较来确定增加或减少光伏组件101工作电压来实现最大功率点跟踪MPPT;如所示设在某一时刻t1,光伏组件101的输出功率为P1,处理器输出信号使光伏组件101工作电压增大ΔV,一段时间Δt后,在时刻t2(t2=t1+Δt)检测到光伏组件101的输出功率为P2;若ΔP(ΔP=P1-P2)为正,则应该使光伏组件101工作电压继续增大ΔV,直到ΔP=0;若ΔP为负,则应该使光伏组件101工作电压减小,ΔV,直到ΔP=0;对于ΔV,应选取合适的值;如果ΔV的值太大,光伏组件101的输出会在最大功率点左右浮动;如果ΔV的值太小,虽然可以保证了跟踪精度,但是需要更多的时间;

二、电导增量法通过比较太阳能电池板的电导增量和瞬间电导来输出控制信号;当输出电导的变化量等于输出电导的负值,太阳能组件工作在最大功率点;当太阳能电池板的电导增量与瞬间电导的和大于0时,应增加太阳能电池板工作电压,使其达到最大功率点;当太阳能电池板的电导增量与瞬间电导的和小于0时,应减小太阳能电池板工作电压,使其达到最大功率点;增量电导法是一种以扰动太阳电池的输出电压来进行太阳电池最大功率点追踪的一种策略,它是根据在最大功率点时太阳电池的输出功率对电压的微分为0而被提出来的;它能够判断出工作点电压与最大功率点电压的关系;

对于功率P有:P=IV

同时对上式两端对V求导,可得:

dP/dV=d(IV)/dV=I+V(dI/dV)

当dP/dV>0时,V小于最大功率点电压Vmax;当dP/dV<0时,V小于最大功率点电压Vmax;当dP/dV=0,V等于最大功率点电压Vmax;将上述三种情况代入上式可得:

当V<Vmax时,dI/dV>-I/V;

当V>Vmax时,dI/dV<-I/V;

当V=Vmax时,dI/dV=-I/V;

这样可以根据dI/dV与-I/V之间的关系调整工作点电压,从而实现最大功率跟踪。

本发明提供的光伏空气能热水器系统10,包括:光伏组件101,与多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器103相连接,用于将光辐射转化为电能;多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器103,与光伏组件101、市电102、空气能热水器104分别相连接,用于将经光伏组件101转化后得到的电能即直流电能转换为自动跟踪市电102所提供的交流电同频同相的交流电能,提供该交流电能给到空气能热水器104,控制空气能热水器104的工作;空气能热水器104,与多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器103相连接,用于接受该交流电能,根据多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器103的控制执行工作,利用逆卡诺原理,通过热空气交换,转化为热水,从而节约电能,采用中央供水设计和智能控制面板,采用中央供水系统设计,实现多点立体化供水,轻松满足多处同时用水,避免传统热水器单点供水的弊端;智能控制面板可以设置热水恒温,温度不再忽大忽小,本发明采用多模式最大功率点跟踪MPPT并网逆变器,把单一的各种算法相结合,扬长避短,提高了光伏组件的效率包括精度、快速性等。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包含”、“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系统要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个、、、、、、”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品、设备或者装置中还存在另外的相同要素。

对于本发明光伏空气能热水器系统,实现的形式是多种多样的。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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