光伏制气系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种光伏制气系统，属于光伏【技术领域】。所述光伏制气系统包括光伏电池、逆变器、空气压缩机和储气容器，其中，光伏电池阵列用于将太阳光伏能转换为直流电能；逆变器用于将直流电能转换为交流电能；空气压缩机利用交流电能对空气压缩并将压缩空气存储到储气容器中。利用本发明提供的光伏制气系统可以将光能以气能的形式存储或者运输。
【专利说明】光伏制气系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光伏制气系统，属于太阳能利用【技术领域】。
【背景技术】
[0002]传统的太阳能光伏发电站，首先经过逆变器，将光伏直流电能转换为与市电同频同相的交流电，以并入电网，由电网统一调配向用户供电。但是，由光伏产生的电能很难做到与市电同频同相，因此会对市电网造成冲击，如此，大多数配电公司并不批准由光伏产生的电能并入电网，造成许多光伏发电站产生的能源的浪费。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术中存在的缺点，本发明的发明目的是提供一种光伏制气系统，其将光伏能转换为气体的势能，为一些用气的企业输送压缩空气。
[0004]为实现所述发明目的，本发明提供一种光伏制气系统，其包括光伏电池、逆变器、空气压缩机和储气容器，其中，光伏电池用于将太阳光伏能转换为直流电能；逆变器用于将直流电能转换为交流电能；空气压缩机利用交流电能对空气压缩并将压缩空气存储到储气容器中。
[0005]优选地，光伏制气系统还包括压力检测装置和压缩机控制模块，其中，压力检测装置用于检测储气容器中的压缩空气的气压，并将所述气压转换成电控制信号并传送给压缩机控制模块；压缩机控制模块根据所输入的电控制信号控制逆变器的输出电压和频率以及压缩机的工作状态。
[0006]优选地,光伏制气系统还包括充电器、第一电池组、第一电池组切换开关、第二电池组、第二电池组切换开关和电池组管理模块，其中，电池组管理模块给第一电池组切换开关提供第一切换控制信号以使充电器经第一电池组切换开关交替给第一电池组和第二电池组充电；电池组管理模块还给第二电池组切换开关提供第二切换控制信号以使第一电池组和第二电池组经第二电池组切换开关交替给逆变器提供直流电能。
[0007]优选地，光伏制气系统还包括MPPT控制模块，其依据太光伏电池输出电压、输出电流的采样值，调节充电器功率，在环境温度、光强发生变化时，使太阳能电池总处于最大功率输出状态，提高太阳能电池的使用效率。
[0008]优选地，光伏制气系统还包括直馈开关，MPPT控制模块还根据太光伏电池输出电压、输出电流的采样值控制直馈开关的通断。
[0009]优选地，光伏制气系统还包括本地控制器，其包括人机接口和通信控制接口，所述人机接口用连接按键和显示器；通信控制接口用于与本地个人计算机和/或网络进行连接。
[0010]与现有技术相比，本发明提供的光伏制气系统将光伏能转换为气体的势能，直接为一些用气的企业输送压缩空气。【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明提供的光伏制气系统的整体示意图；
图2是本发明提供的充电控制器的结构框图；
图3是本发明提供的MPPT控制模块的工作流程图；
图4是本发明提供的充放电系统的电路图；
图5是本发明提供的电池管理控制模块的工作流程图；
图6是本发明提供的空气压缩系统的示意图；
图7是本发明提供的压缩机控制模块的工作流程图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图详细说明本发明。
[0013]图1是本发明提供的光伏制气系统的整体示意图。如图1所示，本发明提供的光伏制气系统包括光伏电池、逆变器、空气压缩机和储气容器，其中，光伏电池用于将太阳光伏能转换为直流电能；逆变器用于将直流电能转换为交流电能；空气压缩机利用交流电能对空气压缩并将压缩空气存储到储气容器中。光伏制气系统还包括压力检测装置和压缩机控制模块，其中，压力检测装置用于检测储气容器中的压缩空气的气压，并将所述气压转换成电信号并传送给压缩机控制模块；压缩机控制模块根据所输入的电信号控制逆变器的输出电压以及压缩机的工作状态。光伏制气系统还包括充电器、第一电池组、第一电池组切换开关、第二电池组、第二电池组切换开关和电池组管理模块，其中，电池组管理模块给第一电池组切换开关提供第一切换控制信号以使充电器经第一电池组切换开关交替给第一电池组和第二电池组充电；电池组管理模块还给第二电池组切换开关提供第二切换控制信号以使第一电池组和第二电池组经第二电池组切换开关交替给逆变器提供直流电能。光伏制气系统还包括MPPT控制模块，其依据光伏电池输出电压、输出电流的采样值，调节充电器功率，在环境温度、光强发生变化时，使太阳能电池总处于最大功率输出状态，提高太阳能电池的使用效率。光伏制气系统还包括直馈开关，MPPT控制模块还根据太光伏电池输出电压、输出电流的采样值控制直馈开关的通断。光伏制气系统还包括本地控制器，其包括人机接口和通信控制接口，所述人机接口用于连接按键和显示器；通信控制接口用于与本地个人计算机和/或网络进行连接。
[0014]图2是本发明提供的充电控制器的结构框图。如图2所示，电阻Rl和R2相串联后并联到光伏电池两端，其中间节点用于取出光伏电压的取样电压；光伏电池的接地端通过电流互感器取出取样电流，MPPT控制模块根据采样电压和采样电流的值给驱动晶体管TRl提供高低电平信号，当采样电压和采样电压之积较大并超过一设定值时，MPPT控制模块给晶体管TRl提供一高电位信号，晶体管TRl导通，其集电极有电流通过，连接于其集电极的继电器J3的线包有电流通过，其常开触点接通，太能电池输出的功率，一部分用于蓄电池充电，另一部分直接供给逆变器，为空气压缩机提供能量。当采样电压和采样电流之积小于设定值时，MPPT控制模块仅给充电器提供电能，充电器通过转换开关交替给第一电池组和第二电池组充电，第一电池组和第二电池组交替给逆变器提供直流电能，第一电池组和第二电池组不是用于存储电能，而是稳定逆变器输出电压，保证空气压缩机正常工作。因而所需蓄电池容量极低。[0015]图3是本发明提供的MPPT控制模块的流程图。如图3所示，MPPT的控制过程包括:
501:使MPPT控制模块初始化；
502:设定定时器常数；
503:启动定时器中断服务程序；
504:反复运行MPPT算法，以寻求最大输出功率。
[0016]定时中断服务程序包括:
501:关断直馈开关J3 ；
502:运行MPPT算法；
503:记录最大功率点功率p1；
S04:开启直馈开关J3;
505:运行MPPT算法；
506:记录最大功率点功率p2；
507:判断6 > P2是否成立，如果是，则执行S08，否则执行S09 ；
508:关断直馈开关J3 ；
509:返回主程序。
[0017]MPPT算法包括:
501:测量i时刻光伏电池的输出电压^和电流久，并计算输出功率6 ；
502:使t时刻光伏电池的输出功率巧和上一时刻1-1光伏电池的输出功率ZjU进行比较，如果Pk = 4-1,则记录最大功率点功率，否则执行步骤S03 ；
503:判断巧> P^1是否成立，如果是，则执行S04，否则，执行S05 ；
504:使vλ=vx-Δv ,而后执行 S06 ；
S05:使vλ=vx-Δv
S06:返回 SOl。
[0018]图4是本发明提供的充放电系统的电路图。如图4所示，充放电系统包括充电器、第一电池组、第二电池组、第一转换开关、第一转换开关的驱动电路、第二转换开关、驱动第二转换开关的驱动电路、第一电池组采样电路、第二电池组采样电路和蓄电池控制模块，其中，第一电池组采样电路由电阻R4和R5得到，电阻R4和R5串联后并联到第一电池组的两
端，其中间节点对地电压为K ;第二电池组采样电路由电阻R6和R7得到，电阻R6和R7串
联后并联到第二电池组的两端，其中间节点对地电压为匕；驱动第一转换开关的驱动电路包括晶体管TR2和第一继电器,第一转换开关为该第一继电器Jl的转换触点；驱动第二转换开关的驱动电路包括晶体管TR3和第二继电器J2，第二转换开关为该第二继电器的转换触点。
[0019]图5是本发明提供的电池管理控制模块的工作流程图。如图5所示，电池管理控制模块的工作流程包括:501:电池管理模块初始化；
502:测量第一电池组I的输出电压F1 ;测量第二电池组2的输出电圧 ；
503:判断> V2是否成立，如果是，则执行S04，否则，执行S06 ；
504:判断F1 > &是否成立，如果是，则执行S05，否则，执行S08，其中，为充电电压
设定值；
505:使第一电池组I给逆变器供电，使充电器给第二电池组2充电；
506:判断F2 > Fm是否成立，如果是，则执行S07，否则，执行S08 ；
507:使第二电池组2给逆变器供电，使充电器给第二电池组I充电；
508:通知压缩机控制模块停机，并延时等待；
509:返回 S02。
[0020]图6是本发明提供的空气压缩系统的示意图。如图6所示，所述空气压缩系统包括逆变器、空气压缩机、储气容器和压缩机控制模块，其中，逆变器用于将直流电压变换成三相交流电压并提供给压缩机，逆变器的输入端设置有电压检测电路，用于探测逆变器所输入的直流电压；压缩机用于将常压空气进行压缩并存储到储气容器中，压缩机转轴旁边设置有转速传感器，其用于探测压缩机的转速；储气容器的侧壁上设置有压力传感器，其用于探测储气容器所存储的压缩空气的压强；还设置有排气阀，其用于排出压缩空气；压缩机控制模块用于根据压力传感器所提供的信号、电压检测信号以及转速传感器所提供的信号给逆变器提供控制信号。
`[0021]图7是本发明提供的压缩机控制模块的工作流程图，如图7所示，压缩机控制模块的工作过程包括:
501:检测储气容器中的压力传感器所传送的压强；
502:判断压强是否低于下限，如果是，则执行S03，如果否，则执行S04 ；
503:判断逆变器输入电压是否正常，如果是，则根据转速传感器所传送的信号运行调速程序，而后执行S04 ;如果否，执行S07
504:开启逆变器和空气压缩器，使空气压缩器给储气容器充气；
505:检测储气容器的中的压力传感器所传送的压强；
506:判断压强是否高于上限，如果是，则执行S07，如果否，返回S03 ；
507:使压缩器停机。
[0022]以上结合附图详细说明了本发明的工作原理，但是【具体实施方式】仅是用于示范地说明本发明。说明书仅是用于解释权利要求书。但本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明批露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种光伏制气系统，其包括光伏电池、逆变器、空气压缩机和储气容器，其中，光伏电池用于将太阳光伏能转换为直流电能；逆变器用于将直流电能转换为交流电能；空气压缩机利用交流电能对空气压缩并将压缩空气存储到储气容器中。
2.根据权利要求1所述的光伏制气系统，其特征在于，还包括压力检测装置和压缩机控制模块，其中，压力检测装置用于检测储气容器中的压缩空气的气压，并将所述气压转换成电控制信号而后传送给压缩机控制模块；压缩机控制模块根据所输入的电控制信号控制逆变器的输出电压以及压缩机的工作状态。
3.根据权利要求2所述的光伏制气系统,其特征在于，还包括充电器、第一电池组、第一电池组切换开关、第二电池组、第二电池组切换开关和电池组管理模块，其中，电池组管理模块给第一电池组切换开关提供第一切换控制信号以使充电器经第一电池组切换开关交替给第一电池组和第二电池组充电；电池组管理模块还给第二电池组切换开关提供第二切换控制信号以使第一电池组和第二电池组经第二电池组切换开关交替给逆变器提供直流电能。
4.根据权利要求3所述的光伏制气系统，其特征在于，还包括MPPT控制模块，其依据光伏电池输出电压、输出电流的米样值，调节充电器功率，在环境温度、光强发生变化时，使太阳能电池总处于最大功率输出状态，提高太阳能电池的使用效率。
5.根据权利要求4所述的光伏制气系统，其特征在于，还包括直馈开关，MPPT控制模块还根据光伏电池输出电压、输出电流的采样值控制直馈开关的通断。
6.根据权利要求5所述的光伏制气系统，其特征在于，还包括本地控制器，其包括人机接口和通信控制接口，所述人机接口用连接按键和显示器；通信控制接口用于与本地个人计算机和/或网络进行连接。
【文档编号】H02S10/20GK103762930SQ201410024610
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】刘典军 申请人:青岛格兰德新能源有限公司