一種光伏溫室溫度調節系統的製作方法
2023-10-31 20:36:12 2
一種光伏溫室溫度調節系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種光伏溫室溫度調節系統，包括太陽能電池陣列、DC-DC變換器、蓄電池、逆變器、配電櫃、自動切換開關、中央控制器及溫室溫度調節實施裝置；所述太陽能電池陣列、DC-DC變換器、逆變器、配電櫃依次順序連接，所述蓄電池與DC-DC變換器相互連接；所述中央控制器分別與自動切換開關及配電櫃連接；所述自動切換開關一端與市電連接，另一端與配電櫃連接；所述溫室溫度調節實施裝置與配電櫃連接。本發明供能穩定、持續、可靠、經濟，溫度指標控制高效、合理。
【專利說明】一種光伏溫室溫度調節系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及新能源的應用、控制領域，具體涉及一種光伏溫室溫度調節系統。
【背景技術】
[0002]近年來，我國設施園藝產業得到了進一步發展。設施規模已居世界首位，有效保障了我國蔬菜園藝產品的供給，有力提升了農業現代化的水平。由於需要給農作物提供適宜穩定的溫度、光照、溼度等環境條件，配套相應環境調控設備，設施園藝生產過程的耗能相當巨大。在化石能源瀕臨枯竭、節能減排壓力日益加大的形勢下，耗能巨大的溫室的發展面臨著嚴峻的考驗，嚴重製約了溫室的可持續發展。我國是農業大國，在農業現代化的過程中引進依託新能源供電的智能光伏溫室顯得尤為重要，而光伏溫室的供能、節能及協調控制成為一個重要的研究課題。
[0003]當前，國內外都在對光伏溫室系統進行著深入的研究，也建設了許多光伏溫室工程。目前的光伏溫室系統存在的問題主要有以下幾點:光伏發電技術只是孤立的應用，沒有與溫室的能量系統結合起來，也沒有考慮溫室的用能特點，導致光伏發電技術的優勢沒有充分發揮和性價比不高，制約了其在溫室領域的推廣應用。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術存在的缺點與不足，本發明提供一種光伏溫室溫度調節系統。
[0005]本發明採用如下技術方案:
[0006]一種光伏溫室溫度調節系統，包括太陽能電池陣列、DC-DC變換器、蓄電池、逆變器、配電櫃、自動切換開關、中央控制器及溫室溫度調節實施裝置；
[0007]所述太陽能電池陣列、DC-DC變換器、逆變器、配電櫃依次順序連接，所述蓄電池與DC-DC變換器相互連接；
[0008]所述中央控制器分別與自動切換開關及配電櫃連接；所述自動切換開關一端與市電連接，另一端與配電櫃連接；
[0009]所述溫室溫度調節實施裝置與配電櫃連接。
[0010]所述溫室溫度調節實施裝置包括依次連接的熱泵空調、水加熱裝置、循環水泵，所述配電櫃按需供電給熱泵空調、水加熱裝置、循環水泵。
[0011]還包括暖氣片，所述循環水泵與暖氣片連接。
[0012]與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果:
[0013](I)本發明採用光伏發電為主、市電為輔的互補供電方式，根據光伏發電狀況、儲能水平以及用電負荷狀況進行供電模式選擇。
[0014](2)本發明採用儲電和儲熱相結合的混合儲能方式，切合了溫室特徵和溫度控制用能特點，有利於能源的高效利用和系統的優化配置。
[0015](3)本發明採用能量即發即用策略，運用冷、熱、電結合的多元化儲能、用能方式調節溫度，可簡化設備配置，提高能源利用效率，降低溫室運行成本。【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的結構示意圖；
[0017]圖2是本發明的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。
[0019]實施例
[0020]如圖1所示，一種光伏溫室溫度調節系統，包括太陽能電池陣列、DC-DC變換器、蓄電池、逆變器、配電櫃、自動切換開關、中央控制器及溫室溫度調節實施裝置；
[0021]所述太陽能電池陣列、DC-DC變換器、逆變器、配電櫃依次順序連接，所述蓄電池與DC-DC變換器相互連接；
[0022]所述中央控制器分別與自動切換開關及配電櫃連接；所述自動切換開關一端與市電連接，另一端與配電櫃連接；
[0023]所述溫室溫度調節實施裝置包括依次連接的熱泵空調、水加熱裝置、循環水泵，所述配電櫃按需供電給熱泵空調、水加熱裝置、循環水泵。
[0024]所述中央控制器一般為可編程邏輯控制器(PLC)。
[0025]所述水加熱裝置還包括保溫水箱，用於保存經水加熱裝置加熱到一定溫度的熱水。
[0026]太陽能電池陣列將太陽輻射能直接轉化為直流電能，經DC-DC變換器變換為合適的電壓等級後，輸送到逆變器變化為交流電能，並同時向蓄電池充電，逆變器輸出的交流電能通過中央控制器控制配電櫃，按照需要分配給熱泵空調、水加熱裝置和循環水泵。
[0027]當日照不足，且蓄電池荷電狀態低下時，由中央控制器控制自動切換開關接通市電，以保證溫室溫度調節的電力供應。熱泵空調在降溫的同時產生熱水，將這種低度熱水經水加熱裝置加熱到適當溫度後，存儲在保溫水箱中，保溫水箱中的高溫熱水經循環水泵，循環流過暖氣片，進行溫室加熱。
[0028]如圖2所示，本發明一種光伏溫室溫度調節系統的控制過程:
[0029]當光伏陣列的瞬時發電總功率為，溫室投入使用設備的總功率為，蓄電池儲存的總功率為控制系統對以上功率進行實時監控、預測，進行功率平衡分析；
[0030]當Ρ光伏>Ρ設備時，光伏陣列發電功率充足，將直接為溫室設備供電，多餘功率用來給畜電池充電及加熱熱水。當P但P時，由光伏陣列和畜電池組聯合為溫室設備供電。當Ρ光伏〈P設備但Ρ光伏+P蓄電池.>P設備時，新能源部分已經不具備為溫室設備單獨供電的能力，此時投切到市電供電狀態，光伏陣列則獨立為蓄電池組充電；
[0031]當上述兩步保證了光伏溫室溫度調節系統供電的穩定與可靠，在中央控制系統的控制下，配電系統為相關設備供電，完成光伏溫室系統的溫度調節；
[0032]溫室溫度調節系統採用優化算法進行控制，充分調動熱泵空調、水加熱裝置、循環水泵進行溫室溫度的多重、高效調節。
[0033]本發明將白天 光伏發電產生的電能儲存在蓄電池中，還將一些能量以熱水的方式儲存，用於夜間溫室加熱，可有效減少蓄電池的配置容量，避免了由電到熱的能量消耗，提高了光電的利用率。
[0034]採用熱泵空調作為降溫設備，將熱泵空調製冷時產生的熱水儲存起來，用於夜間溫室升溫。所述光伏溫室溫度調節系統以PLC為核心構成控制器，主要功能為以能量供需平衡和電能質量為基礎的過程管理和控制的算法設計及控制指令的生成。
[0035]本發明為了提高供電可靠性，光伏發電系統與市電並聯運行，在光伏發電和蓄電池電能不足時，通過自動切換開關，切換到市電供電模式。將白天多餘的能量以蓄電池儲電與熱水能量的形式儲存，蓄電池中的電能用於非光伏發電時間段的電氣設備供電，熱水以暖氣加熱的方式為溫室升溫。供能穩定、持續、可靠、經濟，溫度指標控制高效、合理。
[0036]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種光伏溫室溫度調節系統，其特徵在於，包括太陽能電池陣列、DC-DC變換器、蓄電池、逆變器、配電櫃、自動切換開關、中央控制器及溫室溫度調節實施裝置； 所述太陽能電池陣列、DC-DC變換器、逆變器、配電櫃依次順序連接，所述蓄電池與DC-DC變換器相互連接； 所述中央控制器分別與自動切換開關及配電櫃連接；所述自動切換開關一端與市電連接，另一端與配電櫃連接； 所述溫室溫度調節實施裝置與配電櫃連接。
2.根據權利要求1所述的一種光伏溫室溫度調節系統，其特徵在於，所述溫室溫度調節實施裝置包括依次連接的熱泵空調、水加熱裝置、循環水泵。
3.根據權利要求2所述的一種光伏溫室溫度調節系統，其特徵在於，還包括暖氣片，所述循環水泵與暖氣片連接。
【文檔編號】H02J9/06GK103715753SQ201310746888
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】楊金明, 王京 申請人:華南理工大學