CN113852177B - 一种太阳能发电设备 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能发电设备，涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种发电设备。本公开提供了一种太阳能发电设备，包括太阳能发电模块、整流滤波模块、调速风机、电压变换模块和负载供电开关模块，太阳能发电模块产生的电能经由电压变换模块和整流滤波模块的处理输出至调速风机和负载以驱动调速风机和向负载供电，负载供电开关模块检测向负载输出的电能以控制太阳能发电设备对负载的供电，当向负载输出的电能<预设阈值电能时：负载供电开关模块控制切断对负载的供电，太阳能发电模块产生的电能经过电压变换模块和整流滤波模块只输入至调速风机。本公开能够减少太阳能发电设备的反复启停。

Description

一种太阳能发电设备
技术领域
本公开涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种发电设备。
背景技术
太阳能是一种清洁能源，对环境无任何污染。在一些偏远或不利于架设电网的地区，通常采用太阳能发电设备为一些用电设备提供电能。
但是太阳能是一种不稳定的能源，容易被自然环境的变化所影响，在太阳被云朵遮挡时，此时太阳能发电设备的发电功率不足以支撑用电设备即负载的运作，此时为了负载运作环境的稳定，会把太阳能发电设备向负载的供电电路切断。
若太阳能发电设备在向负载的供电电路被切断后，虽然此时太阳能发电设备的发电功率不足以支撑用电设备即负载的运作，但依旧是发电的状态。此时电能无法被消耗，会造成太阳能发电设备被烧坏。一般采用将太阳能发电设备进行停机处理的方式，直到太阳能的发电功率大于支撑用电设备的负载功率才会重新进行启动。
但就变化无常的天气来说，太阳能发电设备会因此反复启停，对于客户来说会误认为设备不良，对于太阳能发电设备，大量的反复启停会造成太阳能发电设备寿命缩短。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种太阳能发电设备，能够减少太阳能发电设备的反复启停。
本公开提供了一种太阳能发电设备，包括太阳能发电模块、整流滤波模块、调速风机、电压变换模块和负载供电开关模块，太阳能发电模块产生的电能经由电压变换模块和整流滤波模块的处理输出至调速风机和负载以驱动调速风机和向负载供电，负载供电开关模块检测向负载输出的电能以控制太阳能发电设备对负载的供电，当向负载输出的电能<预设阈值电能时：
负载供电开关模块控制切断对负载的供电，太阳能发电模块产生的电能经过电压变换模块和整流滤波模块只输入至调速风机。
本公开的一种太阳能发电设备通过将太阳能发电设备在太阳能不稳定期间产生的不稳定电能转换为调速风机的动能，由于调速风机能够根据输入的电压大小调整转速，能够在太阳能不稳定的情况下，即太阳能发电设备的发电功率不足以支撑用电设备负载的运作时，仍然能使整个太阳能发电设备保持工作状态，减少了太阳能发电设备的启停频率。相较于直接使用电阻来消耗掉太阳能发电设备在太阳能不稳定期间产生的不稳定电能的方式使用本公开的方式更为安全，因为电阻是将电能转化为内能，这种做法的电阻会发热甚至会烧得通红，导致烧坏周围电路，甚至可能引发消防事故。
可选的，还包括电源管理***和前端反馈电路，前端反馈电路检测当前太阳能发电模块产生的电能并输入至电源管理***，当向负载输出的电能<预设阈值电能时：
|预设阈值电能|-|太阳能发电模块产生的电能|越趋近于零，电源管理***控制电压变换模块增大所述变换模块变换输出的电压以驱动调速风机消耗更多的电能。
本公开的一种太阳能发电设备在向负载输出的电能<预设阈值电能时条件下，当预设阈值电能和太阳能发电模块产生的电能越接近时，控制电压变换模块增大输出的电压，一方面，能使得调速风机消耗掉更多的不稳定电能。另一方面，可以使得在检测到向负载输出的电压＝预设阈值电压时，只要控制调速风机回到正常转速或者降低转速，能减少调速风机消耗掉的电能，此时的太阳能发电模块产生的电能就是富余的，能够避免发生反复开闭太阳能设备向负载的供电。
可选的，
还包括后端稳压反馈电路、调速风机控制模块，后端稳压反馈电路检测经整流滤波模块输出的电压并输入至电源管理***，调速风机控制模块连接至调速风机以调控所述调速风机的转速，
当向负载输出的电能≥预设阈值电能时：
负载供电开关模块控制开启对负载的供电，
调速风机控制模块控制调速风机转速降低以降低对电能的消耗，
电源管理***依据后端稳压反馈电路检测到的电压控制电压变换模块保持所述变换模块变换输出的电压。可选的，所述电压变换模块为开关变换器，电源管理***通过PWM信号调制开关变换器的输出电压。
可选的，电源管理***为L6565D电源管理芯片。
可选的，前端反馈电路包括可控精密稳压源TL431
可选的，所述调速风机设置有多个。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种太阳能发电设备的结构示意图；
图2为本公开实施例提供的一种太阳能发电设备的太阳能发电模块的电路图；
图3为本公开实施例提供的一种太阳能发电设备的前端反馈电路的电路图；
图4为本公开实施例提供的一种太阳能发电设备的电源管理***的电路图；
图5为本公开实施例提供的一种太阳能发电设备的电压变换模块及整流滤波模块的电路图；
图6为本公开实施例提供的一种太阳能发电设备的后端稳压反馈电路的电路图；
图7为本公开实施例提供的一种太阳能发电设备的负载供电开关模块的电路图；
图8为本公开实施例例提供的一种太阳能发电设备的调速风机控制模块的电路图。
附图标记：
太阳能发电设备1、太阳能发电模块11、电压变换模块12、整流滤波模块13、前端反馈电路14、电源管理***15、后端稳压反馈电路16、调速风机17、调速风机控制模块18、负载供电开关模块19；
负载2。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明创造作详细说明。
如图1所示，太阳能发电设备1包括太阳能发电模块11、电压变换模块12、整流滤波模块13、前端反馈电路14、电源管理***15、后端稳压反馈电路16、调速风机17、调速风机控制模块18。
太阳光照射在太阳能发电模块11上，通过光电效应使得太阳能发电模块11产生电能，太阳能发电模块11产生的电能输入至电压变换模块12，电压变换模块12将太阳能发电模块11产生电能转化输出为稳定的电压，所述电压变换模块12为开关变换器。整流滤波模块13连接在开关变换器之后以对开关变换器输出的电压波形进行整流和滤波，太阳能发电模块11产生的电能经过电压变换模块12和整流滤波模块13的处理后输出至调速风机17和负载2以驱动调速风机17和向负载2供电。负载供电开关模块19一端连接整流滤波模块13的输出端，另一端连接负载2。负载供电开关模块19检测太阳发电设备实际可向负载输出的电能以控制太阳能发电设备1是否对负载2的供电。前端反馈电路14检测当前太阳能发电模块11产生的电能并输入至电源管理***15，后端稳压反馈电路16检测经整流滤波模块13输出的电压并输入至电源管理***15，调速风机控制模块18连接至调速风机17以调控所述调速风机17的转速
当负载供电开关模块19检测到实际向负载输出的电能<预设的阈值电能时：
负载供电开关模块19控制切断对负载2的供电，太阳能发电模块11产生的电能经过电压变换模块12和整流滤波模块13的处理后只输入至调速风机17以驱动调速风机17。调速风机17此时根据太阳能发电模块11转换的电能大小对其转速进行调控，当整流滤波模块13输出的电压越大调速风机17转得越快，反之调速风机17的转速越慢。本公开的一种太阳能发电设备1通过将太阳能发电设备1在太阳能不稳定期间产生的不稳定电能转换为调速风机17的动能，由于调速风机17能够根据输入的电压大小调整转速，能够在太阳能不稳定的情况下，即太阳能发电设备1的发电功率不足以支撑负载2的运作时，仍然能使太阳能发电设备1保持工作状态，减少了太阳能发电设备1的启停频率。相较于直接使用电阻来消耗掉太阳能发电设备1在太阳能不稳定期间产生的不稳定电能的方式使用本公开的方式更为安全，因为电阻是将电能转化为内能，这种做法的电阻会发热甚至会烧得通红，导致烧坏周围电路，甚至可能引发消防事故。
当检测到实际向负载输出的电能<预设的阈值电能且|预设阈值电能|-|太阳能发电模块11产生的电能|越趋近于零，电源管理***15控制电压变换模块12增大所述变换模块变换输出的电压。前端反馈电路14检测当前太阳能发电模块11产生的电能并输入至电源管理***15，当预设的阈值电能与太阳能发电模块11产生的电能之间的差值越小，说明当前不稳定的太阳能变得强烈，太阳能发电模块11产生了更多的电能，需要输出更多的电能以使得这些电能被消耗掉。另一方面，由于调速风机17一直在消耗电能，因此实际上在满足向负载输入的电能等于预设阈值电能的条件时，太阳能发电模块产生的电能＝向负载输入的电能+调速风机消耗的电能。因为在多云天气下，会经常有太阳能发电设备1的向负载2输入的电能一会儿到达预设阈值电能一会儿又低于所述阈值电能的情况发生，导致发生反复开闭向负载2的供电。因此本公开的方法能使得太阳能发电设备1具有一定冗余度后才开启向负载2的供电，通过调速风机控制模块18调控调速风机17消耗的电能，来有效的避免了发生反复开闭向负载2的供电的情况。
当向负载输出的电能≥预设阈值电能时：
负载供电开关模块19控制开启对负载2的供电，
调速风机控制模块18控制调速风机17转速降低以降低对电能的消耗，
电源管理***15依据后端稳压反馈电路16检测到的电压，电源管理***15通过PWM信号调制开关变换器的输出电压来控制电压变换模块12保持变换输出的电压。
在其他实施例中，所述调速风机17设置有多个。
如图2-8所示，为本公开实施例的一种太阳能发电设备1的实际电路图，在本公开实施例中电压变换模块12为开关变换器，电源管理***15通过PWM信号调制开关变换器的输出电压。电源管理***15为L6565D电源管理芯片。前端反馈电路14包括可控精密稳压源TL431。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种太阳能发电设备，包括太阳能发电模块、整流滤波模块，其特征在于，还包括调速风机、电压变换模块和负载供电开关模块，太阳能发电模块产生的电能经由电压变换模块和整流滤波模块的处理输出至调速风机和负载以驱动调速风机和向负载供电，负载供电开关模块检测向负载输出的电能以控制太阳能发电设备对负载的供电，当向负载输出的电能<预设阈值电能时：
负载供电开关模块控制切断对负载的供电，太阳能发电模块产生的电能经过电压变换模块和整流滤波模块只输入至调速风机；
还包括电源管理***和前端反馈电路，前端反馈电路检测当前太阳能发电模块产生的电能并输入至电源管理***，当向负载输出的电能<预设阈值电能时：
|预设阈值电能|-|太阳能发电模块产生的电能|越趋近于零，电源管理***控制电压变换模块增大所述变换模块变换输出的电压以驱动调速风机消耗更多的电能。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能发电设备，其特征在于，还包括后端稳压反馈电路、调速风机控制模块，后端稳压反馈电路检测经整流滤波模块输出的电压并输入至电源管理***，调速风机控制模块连接至调速风机以调控所述调速风机的转速，
当向负载输出的电能≥预设阈值电能时：
负载供电开关模块控制开启对负载的供电，
调速风机控制模块控制调速风机转速降低以降低对电能的消耗，电源管理***依据后端稳压反馈电路检测到的电压控制电压变换模块保持所述变换模块变换输出的电压。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能发电设备，其特征在于，所述电压变换模块为开关变换器，电源管理***通过PWM信号调制开关变换器的输出电压。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能发电设备，其特征在于，电源管理***为L6565D电源管理芯片。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能发电设备，其特征在于，前端反馈电路包括可控精密稳压源TL431。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能发电设备，其特征在于，所述调速风机设置有多个。
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