[发明专利]一种智能光伏发电装置及其控制方法

权利要求书

1.一种智能光伏发电装置及其控制方法，包括光伏电池阵列、光伏储能装置、驱动组件、传感器组件、控制系统、物联网平台、通讯模块、电解水触发机制、冷却水入口、电解池、氢气储能装置、氢气进气口、氧气储能装置、氧气进气口、氢燃料电池、逆变器、交流负载、直流负载，其特征在于：所述驱动组件可对光伏电池阵列实现两个自由度的旋转移动，所述传感器组件将感知到的环境数据传送到控制系统，控制系统通过WiFi通讯模块与物联网平台进行数据收发，所述电解水触发机制与电解池连接，所述电解池是水电解发生场所，冷却水入口通入电解所需水，电解池连接氢气和氧气储能装置，所述两个装置分别连接氢气进气口和氧气进气口，进而将两种气体通入氢燃料电池中进行电化学反应产生电能，所述交流和直流负载由控制系统分配电能，所述逆变器的作用是将直流电转化为交流电；光伏电池阵列吸收来自太阳光照的辐射热能和光能，经光伏效应转化为直流电能，所述控制系统对电能进行控制与调整；一部分电能用于驱动直流负载与交流负载，另一部分根据电能使用情况，将剩余的电能输送到氢燃料电池中存储，以备交直流负载或者夜晚时进行使用，所述控制系统通过比较光伏电池阵列功率合成值及负载功率消耗值的大小确定通过消耗光伏储能装置中的电能运行电解水触发机制使氢燃料电池发生化学反应产生电能还是直接连接到负载端为负载供电。

2.根据权利要求1所述的一种智能光伏发电装置及其控制方法，其特征在于：控制系统还有一个作用是保护氢燃料电池，即控制电池不被过量放电。

3.根据权利要求1所述的一种智能光伏发电装置及其控制方法，其特征在于：所述物联网平台的载体为上位机，可在上位机中查看光伏电池阵列和氢燃料电池的电功率，也可控制驱动组件在两个自由度上调整光伏电池阵列方位，使其始终处于最大光照度方位角，进一步，物联网平台可将未来的天气及温度信息、历史天气数据发送到控制系统，从而发出控制指令。

4.根据权利要求1所述的一种智能光伏发电装置及其控制方法，其特征在于：所述控制系统采用工业级控制器，WiFi通讯模块作为工业级控制器与物联网平台信息交流的媒介，根据光伏阵列输出的变化规律，采用最大功率点跟踪(MPPT)方法，提高发电系统的稳定性和输出功率。

5.根据权利要求1所述的一种智能光伏发电装置及其控制方法，其特征在于：所述工业级控制器串口总线模块每隔一定时间采集光伏阵列输出电压，观察干扰后系统输出功率变化的趋势，再判定电压的调整方向是否合适，进而调整干扰的方向。当天气晴朗时，使用均匀光照跟踪方法，即混合型蚁群算法，当天气为阴天或多云时，采用局部阴影跟踪方法，也就是改进粒子群算法。