[实用新型]一种自组网管理光伏热水系统

说明书

本实用新型涉及一种自组网管理光伏热水系统，属于太阳能热水器技术领域。该系统包括光伏发电板阵列以及装有接市电的交流电加热管和直流电加热管的分户电热水器；光伏发电板阵列向经汇总电缆通过分户电热水器的水箱控制器接相应的直流电加热管；水箱控制器的中央控制单元具有分别接光伏电压、电流检测以及水箱温度传感器的相应信号输入端口，其相应控制端分别接交流和直流电加热管的受控端，其通讯端通过通讯端口与各分户电热水器的水箱控制器之间通讯连接。采用本实用新型后，系统通过实时监控光伏电压的变化合理决定投入或撤出直流电加热管，使光伏发电的有效输出功率得以始终处于相对高的区段，运行稳定、可靠。

技术领域

本实用新型涉及一种热水器系统，尤其是一种自组网管理光伏热水系统，属于太阳能热水器技术领域。

背景技术

太阳能热水器由于具有节能环保的显著优点，因此受到普遍欢迎。然而，对于高层建筑的低层用户而言，往往需要借助较长的管路才能将楼顶被太阳能集热装置加热的热水引接到用水位置，不仅安装施工多有不便，而且管道漏热多，太阳能的利用率将大打折扣。为此，申请号为201710775520.3的中国专利公开了一种太阳能电热水器用光伏电源变换器及其控制方法，将太阳能电池板组件发出的不断变化的低压直流电高效转换成稳定的有效值为220V的直流电，并通过MPPT控制把电能不断等效地转换成热能存储在保温电热水器内以便随时使用，安装非常简便、免维护，光伏电源变换器具有体积小、重量轻、电能变换效率高的特点，成本低，寿命长，除可专门用于太阳能电热水器外，也可用于其他中小型隔离升压DC/DC变换器；当把光伏电源变换器的输出电压由220Vdc调整为400Vdc并做相应的电路参数调整，也可作为中小型太阳能光伏并网或离网逆变器的前级或中小型不间断电源的前级。该技术方案虽可以避免长管路施工的不便，但将光伏输出的直流电逆变成交流电供热水器使用，需要逆变装置，既增加成本又因逆变器自功而耗降低了转化效率，而且不涉及光伏可带负载的自适应调节的相关方案。

此外，申请号为202010744716.8的中国专利公开了一种多智能体系统的分布协同装置及其控制方法，属于智能家居控制，包括光伏发电组件，所述光伏发电组件的输出端分别与第一继电器以及第二继电器的输入端电性连接，所述第二继电器的输出端与蓄电池的输入端电性连接，所述蓄电池与第二电压感应器并连。本实用新型中，通过设计的第一微控制器、第二微控制器、第三微控制器、光伏并网模块、蓄电池、电源切换模块、电加热器、温度传感器以及水流量传感器等结构之间的互相配合下，个人资源与公共设备协同作用，可避免因市电供电系统出现故障，而给人们的生活带来不便，且能够在较高的程度上降低了电能以及燃气使用量的同时，并保证了燃气热水器的使用效果。该技术方案虽然着眼于光伏发电的多余电量来为其他电器供电的利用，但也需配置逆变器、蓄电池及其控制系统，复杂且成本高；另外还需对电梯、燃气热水器等用电电器进行电气和相关系统改造，在应用上存在一定的难度。

总之，上述现有技术除了系统构成复杂之外，均未能考虑如何借助灵活的网络管路、妥善合理充分利用光伏电能的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于:针对上述现有技术存在的问题，提出一种可以充分合理利用光伏电能的自组网管理光伏热水系统，同时还给出相应的方法。

为了达到上述目的，本实用新型自组网管理光伏热水系统的基本技术方案为：包括铺设在楼宇顶部的光伏发电板阵列以及安装在楼宇各户的分户电热水器，所述分户电热水器的水箱中装有接市电的交流电加热管和直流电加热管；

所述光伏发电板阵列向汇总电缆输出预定电压的直流电，所述汇总电缆通过分户电热水器的水箱控制器接相应的直流电加热管；

所述水箱控制器含有中央控制单元，所述中央控制单元具有分别接光伏电压检测、光伏电流检测以及水箱温度传感器的相应信号输入端口，所述中央控制单元的相应控制端分别接交流电加热管和直流电加热管的受控端，所述中央控制单元的通讯端通过通讯端口与各分户电热水器的水箱控制器之间通讯连接。

本实用新型的系统运行时，自组网管理步骤为：