[实用新型]并网型住宅全自动太阳能供电供热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及住宅太阳能的供电、供热装置。

背景技术

太阳能作为清洁而廉价的能源越来越受到人们的青睐和重视。世界上现有的太阳能供电系统有：光电池直接转换供电系统、独立连续太阳能供电系统、并网系统、并网与独立双功能混合系统。目前绝大多数住宅用太阳能供热、供电装置，多是独立型太阳能供电装置，其缺点是：当白天光照强烈时，能产生充足的太阳电能，但此时间段住宅用户的耗电处于用电低谷期——该太阳能供电装置产生的充足电能未得到充分及时的应用，而公共电网却因工业生产、商业运营、政府学校办公等处于用电高峰期——该独立型太阳能供电装置产生的充裕电能却不能对公共电网做出贡献；当晚间或阴雨天时，独立型太阳能供电装置难以满足住宅用户对电能的需要，而公共电网却无法向住宅用户补充太阳能供电装置之不足。传统并网系统的太阳能装置较好地克服了独立型太阳能供电装置的缺点，其主要由硅晶电池阵列、控制器及电路组成，即采用硅晶电池将太阳光辐射转变为电能，再通过一系列设施将产生的直流电能转变为一般设备能接受的交流电能，多余的交流电能供给公共电网，不足的电能从公共电网获取。但是该并网系统采用的硅晶电池，在光电转换的过程中，由于太阳热辐射造成的半导体穴位电子无序游离，导致光电转换效率低，成为了影响该技术推广应用的主要原因之一。

另外，目前市场上各国生产的太阳能光电转换设备中的重要元件——逆变器，在技术应用上无法达到硅晶电池设计的技术指标，因而弱化了该技术的普及和应用；且逆变器在光电系统应用中，由于测控方法带来的谐波失真，也造成了自身能量抵消而降低了系统效能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种转换效率高且成本低、安装方便、适合普及应用的并网型住宅全自动太阳能供电供热装置。

本实用新型主要由热管式集热真空管、太阳能硅晶电池阵列、集热器、复合式PR多功能逆变器、采样跟踪器、接线箱、功率调节器、温差间接强迫式太阳能热水器、自动切换配电箱、逆流电力电表和电路构成。

本实用新型在传统之并网系统太阳能装置的基础上做出的主要改进是：

1.在通常的太阳能硅晶电池阵列上，增设了与太阳能热水器之上水管道相通的冷却循环水管。即通过旁设管路中的冷水，对太阳能硅晶电池进行物理降温，这样，既减少了半导体穴位电子无序游离，提高了硅晶电池的光电转换效率，同时管路中的冷水通过热交换而预热，从而提高了太阳能热水器的热效率。

2.在太阳能硅晶电池上，采用反并联二极管和串联定向二极管对电能进行控制；总出线也串联定向二极管。可有效地防止反向电流对硅电池的破坏。

此外，在本装置上或其近旁增加了避雷器。以提高系统的安全性和使用寿命。

3.逆变器主要由正弦波发生器、限幅器、电子电力变换装置和含LC滤波的逆变器，构成多功能逆变器。其主要功能是，对直流电源信号进行叠加振荡，将直流电流、电压转变为交流信号的功能，且对频率、相位、电压、电流、有功功率、无功功率、电压波动率和高次谐波进行监控和调整。

4.利用电子技术的闭环控制原理，通过系统主回路直流电压的闭环控制。有利于在实现太阳能发电系统与供电网络之间的电能互换的同时，使得太阳能直流电压在光电转换时和对负载做功时，保持最佳恒定状态。

5.采用温差间接强迫式太阳能热水器。该热水器在接受计算机自动化测控时，系统运行更加高效、节能。

本实用新型在太阳能硅晶电池阵列处增设冷水循环管路后，提高了光电转换效能；由于自动控制系统中设置了自动检测并自动输出控制谐波信号的谐波消除电路，从而避免了在光电转换时产生的直流电动势对供电网络产生的脉冲冲击，提高了太阳能光电转换装置在并网时的安全性；且该自动控制系统，能通过电网自动调整补偿供电，保证全部负载连续正常运行。本实用新型制造成本低，适合并网供电、供热的普及应用。

附图说明

图1.是本实用新型整体结构示意图；

图2.是本实用新型的电路原理图；

图3-1、图3-2是水冷式硅晶太阳能电池装置的示意图；

图4.是热管式集热真空管集热器的结构示意图；

图5.是本实用新型自动控制系统之控制原理示意图。