一種新型光伏太陽能逆變電源的製作方法

2024-04-12 01:33:05

本發明專利屬於逆變電源技術領域，尤其涉及一種新型光伏太陽能逆變電源。

背景技術：

能源一直以來都是人類賴以生存和發展的基礎，是社會經濟可持續發展的重要物質保障。能源的儲量正日趨枯竭，能源需求、環境保護和社會發展的巨大壓力使大力開發太陽能資源變得尤為重要。以太陽能為代表的可再生能源由於其環保和永不枯竭等特點越來越受到人們的青睞。太陽能作為一種可再生能源，它潔淨無汙染，可持續利用，有著廣闊的應用前景，光伏發電技術也越來越受到人們的關注，隨著光伏組件價格的不斷降低和光伏術的發展，太陽能光伏發電系統將逐漸由現在的補充能源向替代能源過渡。

太陽能一般指太陽光的輻射能量，太陽能光伏發電可以為各種系統提供各種完美的電源變換和接入方案，主要用於可再生能源併網發電系統、離網型村落供電系統和戶外供電，並可為電網延伸困難的地區通信，交通路燈照明等提供電力，太陽能在可再生能源領域擁有廣泛的應用前景。如將太陽能用於逆變電源。

目前現有的逆變電源都是採用電池供電，所用的電池又需要充電，所以即浪費能源，又使得成本高。

發明專利內容

為了解決上述問題，本發明專利提供了一種高性能、高效率，節能、環保的技術方案：

一種新型光伏太陽能逆變電源，包括太陽能電池板、太陽能充放電控制器、蓄電池、逆變器、市電補充充電器，太陽能電池板與市電補充充電器連接太陽能充放電控制器輸入端，充放電控制器輸出端連接蓄電池輸入端，蓄電池輸出端連接逆變器。

作為優選，太陽能充放電控制器採用脈寬調製晶片A1，脈寬調製晶片A1的1腳和9腳通過電容C22接地2腳分別通過電阻R16和電容C20接地，5腳和7腳通過電容C17接地，6腳通過電阻R15接地，8腳通過電解電容C16接地，10腳通過電阻R30接地，12腳接地，16腳通過電容C20接地，2腳和16腳之間連接電阻R14，16腳還依次通過電阻R17和電位器W1接地。

作為優選，太陽能充放電控制器還包括接入光耦A5，光耦的8腳通過電阻R18接入脈寬調製晶片的13腳，5腳與8腳之間接線端子接入電位器W2再接地，脈寬調製晶片A1與光耦A5形成閉環結構電路。

作為優選，逆變器逆變電路中的電源調壓電路包括開關IGBT、二極體VF1、二極體VF2、電感Ld、電容C，IGBT開關並聯二極體VF1，二極體VF2接入IGBT開關輸出端，IGBT開關與二極體VF1並聯電路再串接電感Ld，電容C接入電源調壓電路的輸出端。

作為優選，逆變器逆變電路由兩組並聯網絡串接組成，IGBT1開關輸出端接入IGBT2開關一個輸入端與串聯的兩個二極體VF3、二極體VF4組成一組並聯網絡，IGBT3開關輸出端接入IGBT4開關一個輸入端與串聯的兩個二極體VF5、二極體VF5組成另一組並聯網絡，兩組相同並聯網絡串聯接入逆變器輸出端U2。

本發明專利具有以下有益效果：

1、本發明專利太陽能充放電控制器採用脈寬調製晶片，對蓄電池實施過充電、欠壓保護，以免因蓄電池過度放電而損壞。

2、本發明專利採用光伏太陽能採作為電源，節省能源，環保，逆變電源達到國際先進的水平，其光電轉換達15％，逆變器的效率也在90％以上。

3、本發明專利採用高頻率、耐高壓、耐大電流的全控型自關斷開關，可以通過容錯信號迅速關斷誤導通的器件，提高系統可靠性。

附圖說明

圖1為本發明專利的連接結構圖；

圖2為本發明專利的太陽能充放電控制器原理圖;

圖3為本發明專利逆變器電路圖；

圖4為本發明專利電壓波形圖；

圖5為本發明專利電源調壓電路圖；

圖6為本發明專利恆流框圖。

具體實施方式

為使本發明專利的發明目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明專利的實施方式作進一步地詳細描述。

如圖1所示的一種新型光伏太陽能逆變電源，包括太陽能電池板1、太陽能充放電控制器3、蓄電池4、逆變器5、市電補充充電器2，太陽能電池板1與市電補充充電器2連接太陽能充放電控制器3輸入端，太陽能充放電控制器3輸出端連接蓄電池4輸入端，蓄電池4輸出端連接逆變器5，太陽能電池板1是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中價值最高的部分，起作用是將太陽能轉化為電能或送往蓄電池4中儲存起來或推動負載工作，太陽能電池板1的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本，本發明專利的800W電源輸出選用單晶矽太陽能電池板，單晶矽電池板的轉換效率較其他材質的太陽能電池性價比高。

如圖2所示的太陽能充放電控制器3原理圖，太陽能充放電控制器3採用脈寬調製晶片A1，脈寬調製晶片A1的1腳和9腳通過電容C22接地2腳分別通過電阻R16和電容C20接地，5腳和7腳通過電容C17接地，6腳通過電阻R15接地，8腳通過電解電容C16接地，10腳通過電阻R30接地，12腳接地，16腳通過電容C20接地，2腳和16腳之間連接電阻R14，16腳還依次通過電阻R17和電位器W1接地。1腳和9腳之間輸出電壓，太陽能充放電控制器還包括接入光耦A5，光耦的8腳通過電阻R18接入脈寬調製晶片A1的13腳，5腳與8腳之間接線端子接入電位器W2再接地，電容C21連接電阻R19和電位器W2接入光耦A5，脈寬調製晶片A1 11、14腳和光耦A5 5腳輸出調製脈衝，脈寬調製晶片A1的13腳連接電阻R13與15腳相連，電容C18串聯電阻R14再並聯電容C19，串聯電容C22後接地，脈寬調製晶片A1與光耦A5形成閉環結構電路。本發明專利蓄電池採用國產ST系列太陽能儲能鉛酸電池，其性能特點採用高純度高錫鉛合金及超純電解液，電池自放電小，深循環設計平均壽命在5年以上，20%放電可循環2200次以上，本發明專利採用蓄電池電瓶的最佳溫度為25℃，蓄電池連接逆變器電路。

在本使用新型中，需要全控性的（能夠自關斷）開關器件，可以高速開關、耐高壓和大電流，所以本發明專利選取IGBT作為開關器件，如圖3所示的逆變器5電路圖，逆變器5逆變電路由兩組並聯網絡串接組成，IGBT1開關輸出端接入IGBT2開關一個輸入端與串聯的兩個二極體VF3、二極體VF4組成一組並聯網絡，IGBT3開關輸出端接入IGBT4開關一個輸入端與串聯的兩個二極體VF5、二極體VF5組成另一組並聯網絡，兩組相同並聯網絡串聯接入逆變器5輸出端U2。IGBT1，IGBT4同時導通，此時IGBT2，IGBT3截止，電流經IGBTI到負載，再經IGBT4形成迴路，輸出電壓為負半周。IGBTl，IGBT4截止時，IGBT2，IGBT3 導通，輸出電壓為正半周，為防止直通，IGBTl，IGBT4導通後經一定的延時， IGBT2、IGBT3才導通。這樣經逆變後的電壓波形如圖4，為了實現調壓，在逆變電路5中增加調壓電路，如圖5所示，電源調壓電路包括IGBT開關、二極體VF1、二極體VF2、電感Ld、電容C，IGBT開關並聯二極體VF1，二極體VF2接入IGBT開關輸出端，IGBT開關與二極體VF1並聯電路再串接電感Ld，電容C接入電源調壓電路的輸出端。當IGBT導通時，VF2截止，電源在給負載提供能量的同時電容C儲能增加，輸出電壓U和輸出電流i按指數規律增加，電感主要起限流濾波作用。當IGBT關斷時，VF1起續流作用，C中儲能經過負載形成迴路釋放。通過調節IGBT的導通與關斷的時間比，就可以改變其輸出的直流電壓的大小。

如圖6所示的是逆變器工作圖，採用IC控制板及89C51單片機系統h，電源輸入EMI濾液a，接入不可控整流電路b，再通過IGBT全橋逆變電路c後連接主變電路d,經過二次濾波電路e輸出電壓U1，二次濾波電路e連接輸出及假負載電路f後一部分連接反饋電路g，一部分輸出顯示j，反饋電路g將信號反饋給IC控制板及89C51單片機系統h，手動或自動調整電路k連接IC控制板及89C51單片機系統h，電位器m接入手動或自動調整電路k後接地，通過該裝置實現本系統的恆流運行。本發明專利無論從設計上還是實際使用效果上均達到國際先進的水平，其光電轉換達15%,逆變器的效率也在90%以上，本發明專利從能源環保的角度來講能夠讓用戶獲得較大的性價比，而且充分利用太陽能，風能，生物能等綠色能源，對於緩解石化能源緊缺，保護地球資源，淨化空氣有著不可低估的意義。

上述實施例只是本發明專利的較佳實施例，並不是對本發明專利技術方案的限制，只要是不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本發明專利專利的權利保護範圍內。