一种家用光伏发电系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 104578136 A (43)申请公布日(43)申请公布日 2015.04.29

(21)申请号 201310518158.3(22)申请日 2013.10.27

(71)申请人西安中科麦特电子技术设备有限公

司

地址710119 陕西省西安市高新区新型工业

园创业大道39号2号标准厂房10102室(72)发明人麻树波

(74)专利代理机构西安创知专利事务所 61213

代理人谭文琰(51)Int.Cl.

H02J 3/38(2006.01)H02S 10/00(2014.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)发明名称

一种家用光伏发电系统(57)摘要

本发明公开了一种家用光伏发电系统，包括太阳能光伏阵列、DC-DC变换器、MPPT控制器、滤波电路、逆变器、切换开关、逆变器并网发电控制器、对太阳能光伏阵列输出的电流和电压进行检测的光电池参数检测单元、对太阳能光伏阵列安装现场的日照强度进行检测的光照传感器、对太阳能光伏阵列的模块温度进行检测的温度传感器、对电网的电压的幅度、频率和相位进行检测的电网参数检测单元以及对逆变器的运行参数进行检测的逆变器参数检测单元。本发明电路设计合理，结构简单，工作可靠性高；具有最大功率点、频率、相位跟踪功能，能量转换效率高，功能完善；不使用蓄电池进行储能，降低了安装和运行成本。 C N 1 0 4 5 7 8 1 3 6 ACN 104578136 A

权 利 要 求 书

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1.一种家用光伏发电系统，其特征在于：包括太阳能光伏阵列（1）、将太阳能光伏阵列（1）输出的固定直流电压转换成可变直流电压的DC-DC变换器（2）、对DC-DC变换器（2）进行控制以获得太阳能光伏阵列（1）的最大输出功率的MPPT控制器（3）、与DC-DC变换器（2）相接的滤波电路（4）、将滤波电路（4）输出的直流电转换为交流电的逆变器（5）、用于选择将所述交流电传输给电网（7）或家用负载（8）的切换开关（6）、用于对逆变器（5）进行控制以获得与电网（7）和家用负载（8）相匹配的交流电的逆变器并网发电控制器（9）、对太阳能光伏阵列（1）输出的电流和电压进行检测的光电池参数检测单元（10）、对太阳能光伏阵列（1）安装现场的日照强度进行检测的光照传感器（11）、对太阳能光伏阵列（1）的模块温度进行检测的温度传感器（12）、对电网（7）的电压的幅度、频率和相位进行检测的电网参数检测单元（13）以及对逆变器的运行参数进行检测的逆变器参数检测单元（14）；所述MPPT控制器（3）与DC-DC变换器（2）之间连接有用于驱动DC-DC变换器（2）工作的驱动电路一（15），所述逆变器并网发电控制器（9）与逆变器（5）之间连接有用于驱动逆变器（5）工作的驱动电路二（16），所述DC-DC变换器（2）和光电池参数检测单元（10）均与太阳能光伏阵列（1）相接，所述逆变器（5）分别与滤波电路（4）和切换开关（6）相接，所述电网（7）和家用负载（8）均与切换开关（6）相接，所述光电池参数检测单元（10）、光照传感器（11）和温度传感器（12）均与MPPT控制器（3）相接，所述电网参数检测单元（13）和逆变器参数检测单元（14）均与逆变器并网发电控制器（9）相接。

2.按照权利要求1所述的一种家用光伏发电系统，其特征在于：还包括实时显示所述逆变器的运行参数的显示电路（17），所述显示电路（17）与逆变器并网发电控制器（9）相接。

3.按照权利要求1或2所述的一种家用光伏发电系统，其特征在于：所述DC-DC变换器（2）为Boost升压斩波器。

4.按照权利要求1或2所述的一种家用光伏发电系统，其特征在于：所述切换开关（6）为继电器。

5.按照权利要求1或2所述的一种家用光伏发电系统，其特征在于：所述太阳能光伏阵列（1）的输出功率为200W。

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说 明 书一种家用光伏发电系统

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技术领域

[0001]

本发明涉及一种发电系统，尤其是涉及一种家用光伏发电系统。

背景技术

太阳能作为一种新能源，取之不尽，用之不竭，同时由于太阳能是一种洁净的能

源，在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡，绝对不会造成污染和公害，因此在高倡环保的今天，广为被人们所青睐。太阳能发电是一种常见的太阳能利用方式，现行的太阳能发电都采用大规模的发电站进行太阳能发电，大规模的太阳能发电站由于其规模大、成本高、占地面积大，只适用于公共用电发电，而不适用于普通家庭使用。而对于普通家庭来说，电费开支也成为其中不可省略的部分，对于部分家庭而言，更是成为了沉重的负担。更有甚者，在目前，无论是在中国，还是在东南亚、非洲等一些国家，特别是某些地广人稀的地方，由于公共资源还欠发达，很多地方都没有公共电力设施进行供电，因此根本无法使用电视、洗衣机、冰箱、电饭煲等现代流行、方便的家用电器，极大地了人们生活质量的提高。因此，寻找可以替代的可再生能源，减少常规能源的消耗，成为了人们一直渴望解决而尚未得到有效解决的难题。

[0003] 现有家用光伏发电系统由于含有蓄电池和蓄电池控制电路，增加了投入成本；同时还存在系统功能单一、能量转换效率不高等问题。

[0002]

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单，不使用蓄电池进行储能的家用光伏发电系统，其功能完善、效率高，特别解决没有公用电力资源的地方人们的供电问题。[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种家用光伏发电系统，其特征在于：包括太阳能光伏阵列、将太阳能光伏阵列输出的固定直流电压转换成可变直流电压的DC-DC变换器、对DC-DC变换器进行控制以获得太阳能光伏阵列的最大输出功率的MPPT控制器、与DC-DC变换器相接的滤波电路、将滤波电路输出的直流电转换为交流电的逆变器、用于选择将所述交流电传输给电网或家用负载的切换开关、用于对逆变器进行控制以获得与电网和家用负载相匹配的交流电的逆变器并网发电控制器、对太阳能光伏阵列输出的电流和电压进行检测的光电池参数检测单元、对太阳能光伏阵列安装现场的日照强度进行检测的光照传感器、对太阳能光伏阵列的模块温度进行检测的温度传感器、对电网的电压的幅度、频率和相位进行检测的电网参数检测单元以及对逆变器的运行参数进行检测的逆变器参数检测单元；所述MPPT控制器与DC-DC变换器之间连接有用于驱动DC-DC变换器工作的驱动电路一，所述逆变器并网发电控制器与逆变器之间连接有用于驱动逆变器工作的驱动电路二，所述DC-DC变换器和光电池参数检测单元均与太阳能光伏阵列相接，所述逆变器分别与滤波电路和切换开关相接，所述电网和家用负载均与切换开关相接，所述光电池参数检测单元、光照传感器和温度传感器均与MPPT控制器相接，所述电网参数检测单

[0004]

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说 明 书

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元和逆变器参数检测单元均与逆变器并网发电控制器相接。[0006] 上述一种家用光伏发电系统，其特征是：还包括实时显示所述逆变器的运行参数的显示电路，所述显示电路与逆变器并网发电控制器相接。[0007] 上述一种家用光伏发电系统，其特征是：所述DC-DC变换器为Boost升压斩波器。[0008] 上述一种家用光伏发电系统，其特征是：所述切换开关为继电器。[0009] 上述一种家用光伏发电系统，其特征是：所述太阳能光伏阵列的输出功率为200W。

[0010] 本发明与现有技术相比具有以下优点：电路设计合理，结构简单，工作可靠性高；具有最大功率点、频率、相位跟踪功能，能量转换效率高，功能完善；不使用蓄电池进行储能，降低了安装和运行成本。

[0011] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明

图1为本发明的电路原理框图。[0013] 附图标记说明:

[0012] [0014]

具体实施方式

[0015] 如图1所示，本发明包括太阳能光伏阵列1、将太阳能光伏阵列1输出的固定直流电压转换成可变直流电压的DC-DC变换器2、对DC-DC变换器2进行控制以获得太阳能光伏阵列1的最大输出功率的MPPT控制器3、与DC-DC变换器2相接的滤波电路4、将滤波电路4输出的直流电转换为交流电的逆变器5、用于选择将所述交流电传输给电网7或家用负载8的切换开关6、用于对逆变器5进行控制以获得与电网7和家用负载8相匹配的交流电的逆变器并网发电控制器9、对太阳能光伏阵列1输出的电流和电压进行检测的光电池参数检测单元10、对太阳能光伏阵列1安装现场的日照强度进行检测的光照传感器11、对太阳能光伏阵列1的模块温度进行检测的温度传感器12、对电网7的电压的幅度、频率和相位进行检测的电网参数检测单元13以及对逆变器的运行参数进行检测的逆变器参数检测单元14；所述MPPT控制器3与DC-DC变换器2之间连接有用于驱动DC-DC变换器2工作的驱动电路一15，所述逆变器并网发电控制器9与逆变器5之间连接有用于驱动逆变器5工作的驱动电路二16，所述DC-DC变换器2和光电池参数检测单元10均与太阳能光伏阵列1相接，所述逆变器5分别与滤波电路4和切换开关6相接，所述电网7和家用负载8均与切

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说 明 书

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换开关6相接，所述光电池参数检测单元10、光照传感器11和温度传感器12均与MPPT控制器3相接，所述电网参数检测单元13和逆变器参数检测单元14均与逆变器并网发电控制器9相接。

[0016] 本实施例中，还包括实时显示所述逆变器的运行参数的显示电路17，所述显示电路17与逆变器并网发电控制器9相接。[0017] 本实施例中，所述DC-DC变换器2为Boost升压斩波器。[0018] 本实施例中，所述切换开关6为继电器。[0019] 本实施例中，所述太阳能光伏阵列1的输出功率为200W。[0020] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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说 明 书 附 图

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图1

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