[发明专利]一种离网式光伏直驱空调装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏空调，具体地，涉及一种离网式光伏直驱空调装置。

背景技术

在炎炎夏日，空调的耗电量接近整个电力系统耗电量的三分之一，而夏季又是太阳辐射能量最强的季节，因此，将太阳辐射能量应用于空调制冷是自然而合理的选择。太阳能空调如果能得到广泛的应用，将大大减少常规能源的消耗，是保护青山绿水，建设美好家园的必要举措。

太阳能光伏组件可以将太阳能辐射能量直接转化为直流电，具有无噪音、使用寿命长等显著优势，因此光伏空调是太阳能空调发展的重要方向。

光伏空调的发展目前尚处于起步阶段，市场上成熟的产品不多。目前投放市场的光伏空调，具有以下缺陷：

1、安装须得到供电部门审批同意。并网型光伏空调采用并网供电公网用电方式。当太阳辐射能量不足时，由供电公网补充电能，太阳辐射能量多余时，则向供电公网输出电能。由于阳光辐射能量的随机波动，并网方式容易造成电网能量波动，对供电公网的管理提出了较高要求，因此并网型光伏空调接入供电公网时，须得到当地供电部门的审批同意，手续繁琐。

2、安装和维护须电力施工资质。现有光伏空调为提高效率而提升系统电压，其直流电压可达500伏特以上，需要电力行业专业人士安装以及进行维护。

3、场地要求高。现有光伏空调要求至少提供30平方米以上连续无遮挡的屋顶，一般家庭不具备这个场地条件。

4、技术复杂、可靠性差。由于阳光辐射能量的随机波动，为保证系统的正常运作，现光伏空调采用电子式器件进行系统的能量均衡，一般须具备升压稳压、最大功率点跟踪MPPT控制、直流交流逆变、电网同步等技术复杂、成本高的部件，导致现有光伏空调价格高，可靠性差，一般家庭难于接受。

以上的缺陷制约了现有光伏空调在民用市场的推广和应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离网式光伏直驱空调装置，以解决现有的光伏空调的报装须审批、安装维护须资质、场地要求高和可靠性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种离网式光伏直驱空调装置，包括离网式光伏发电系统、驱动电机系统、热泵系统，所述离网式光伏发电系统为不与供电公网连接的离网式系统，所述离网式光伏发电系统与所述驱动电机系统电连接、向所述驱动电机系统供电，所述热泵系统包括通过管路连通的空调压缩机、水冷冷凝器、节流阀、水冷蒸发器，制冷剂在管路内进行循环，所述空调压缩机将制冷剂气体压缩成高温高压的蒸汽、通过管道输入水冷冷凝器、在水冷冷凝器内被常温水冷却凝结成高压液体、再通过管道进入节流阀被节流成低温低压液体、再通过管道进入水冷蒸发器、在蒸发器内从常温水吸热并气化成低压蒸汽、再通过管道返回空调压缩机，常温水在水冷冷凝器和水冷蒸发器中与制冷剂进行热交换、分别输出高温水和低温水，所述驱动电机系统驱动所述热泵系统、带动热泵系统空调压缩机做功。

由于发电系统为离网式，不与供电公网连接，即不从供电公网获取电能，亦不向供电公网提供电能，不会如同并网式一样、对供电公网造成能量波动，因此所述离网式光伏直驱空调装置，省略了电网跟踪同步部件，其安装，也无须向供电部门申请，普通家庭可自行安装。

优选的，所述离网式光伏发电系统包括汇流端子、多个光伏组件及防反二极管，每个光伏组件的正极端分别通过电线对应串联1个防反二极管后通过汇流端子与所述驱动电机正极电连接，所述光伏组件的负极端通过汇流端子与所述驱动电机负极电连接，形成并联供电电路。这里，各光伏组件并联汇流后产生的电流直接驱动所述驱动电机。对比现有光伏空调多个光伏组件串联提升电压来提升功率的连接方式，并联直接驱动的连接方式是通过增加电流来提升系统功率的。

这里，所述防反二极管，当其串联在光伏组件正极时，只允许电流由光伏组件流向驱动电机，反向时则阻断。

对比现有光伏空调多个光伏组件串联的电连接方式，每一个光伏组件都是独立工作的，则每一个光伏组件自然是工作在最大功率点上的，因此系统并不需要设置最大功率点MPPT跟踪控制部件；另一方面，独立工作的光伏组件可以依据场地条件分散放置、灵活布设。分散布设的光伏组件带来的优势有：可以充分利用安装场地的所有日照面布设光伏组件，不再要求场地具有连续无遮挡的大面积屋顶；对光伏组件的电气一致性要求低，只要功率相同，可以混用不同品牌不同型号的光伏组件，灵活增减光伏组件数量；优化布设可以避免阴影效应降低所述离网式光伏发电系统的功率，提升太阳辐射能量的转化效率。