[发明专利]一种光伏发电户用系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏发电户用系统及其工作方法。

背景技术

太阳能电池作为新兴的清洁可再生能源，因具有直接将太阳能转换为电能，且寿命长、维护简单、可实现无人值守等优势而备受瞩目。太阳能电源系统取得了越来越广泛的应用。

现行的太阳能发电一般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，而不适合于普通家庭使用。

光伏发电户用系统将光伏电池板置于家庭住宅或者院落内，用小功率逆变器进行换流过程。这种系统主要应用在户用方面，如：灯泡、电视、冰柜、冰箱等家电，以及偏远的市电供应不稳定的山村等。

目前使用的一种控制逆变一体的光伏发电户用系统，如图1所示，包括光伏组件、控制器、蓄电池、逆变器和负载。光伏组件将光能转化为电能，通过控制器将电能存入蓄电池中，当负载用电时，蓄电池中的电能通过逆变器转化为交流电，供负载用电。系统参数为：光伏组件功率：600W，控制器功率：500W，蓄电池容量：2.4KWH，逆变器功率：1000VA。在光照时间为10小时的情况下，组件在5小时内发电能力最强，剩余5小时算上损耗相当于发电2.5小时，组件发电量由控制器功率决定，系统每日发电3.75KWH。

上述控制逆变一体的光伏发电户用系统的缺点为：

(1)系统成本高。负载需要用多少度电，系统就需要配多大容量的蓄电池，蓄电池容量越大，系统成本越高，且控制器的功率是根据蓄电池容量确定，蓄电池容量越大，控制器功率越大，损耗越大，体积越大，价格越高；

(2)运输困难。蓄电池重量重，人力难以搬运，需要借助器械搬运，运输成本高，安装成本高；

(3)安装维护专业技术要求高；

(4)控制器损耗高。光伏组件转化的电能都通过控制器控制，控制器损耗高。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种光伏发电户用系统及其工作方法，白天用电，即发即用，在不增加控制器和蓄电池的情况下，能够使系统利用率达到最大，大大提高系统发电能力。

为实现上述目的，本发明提供了一种光伏发电户用系统，适用于白天用电，即发即用，所述光伏发电户用系统包括光伏组件、控制器、蓄电池、电子开关、逆变器和负载；

所述光伏组件用于采集太阳能并将所述太阳能转化为电能；所述光伏组件通过第一通道、或所述第一通道和第二通道、或所述第二通道，连接所述逆变器，所述逆变器将所述电能转换为交流电传输给所述负载；

其中，所述第一通道为所述光伏组件与所述电子开关相连接，将所述电能通过所述电子开关直接输出到所述逆变器；

所述第二通道为所述光伏组件与所述控制器连接，将所述电能输出给所述控制器，所述控制器将所述电能充入所述蓄电池中储存，所述控制器与所述电子开关连接，将所述蓄电池中储存的电能通过所述电子开关传输到所述逆变器。

本发明还提供一种所述光伏发电户用系统的工作方法，所述系统通过所述电子开关实现在所述光伏组件输出不同电压下，切换所述第一通道、或所述第一通道和所述第二通道，或所述第二通道，连接所述逆变器，具体切换过程如下：

所述电子开关检测所述光伏组件输出电压；

若所述输出电压值高于设定阈值，则所述电子开关连接第一通道，切断第二通道，所述第一通道工作，所述第二通道只存储电能，不输出电能；

若所述输出电压值低于所述阈值且大于零，则所述电子开关同时连接所述第一通道和所述第二通道，根据所述第一通道和所述第二通道不同的电压分配电能：

其中，所述第一通道为主通道，所述第二通道为旁通道，所述第一通道和所述第二通道互不干涉、互为补充，一起为所述负载供电；

若所述输出电压值为零，则所述电子开关连接所述第二通道，所述蓄电池输出电能供所述负载用电。

进一步地，所述阈值由所述负载正常工作时所需电压值确定。

本发明有益效果如下：

(1)在光伏组件和逆变器之间新增一条主通道，实现双通道，光伏组件转化的电能可以直接输送到逆变器，蓄电池所在的旁通通道和主通道互为补偿，无极切换，互不干扰，解决光伏组件不稳定的问题，降低逆变器输入电容的大小，降低逆变器成本，达到系统稳定；

(2)双通道技术通过改变光伏发电系统拓扑结构，增加光伏组件数量，提高系统发电能力；