CN203797842U - 光伏空调*** - Google Patents

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苏玉海
李绍斌
邹金龙
奚明耀
陈生
褚川川
郑志威
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Abstract

本实用新型公开了一种光伏空调***。该光伏空调***包括：太阳能光伏发电组件；变流器，与太阳能光伏发电组件和交流电网均相连接；空调机组；储能组件；电能比较组件，与变流器、空调机组和储能组件均相连接，用于根据太阳能光伏发电组件的输出电能、空调机组的消耗电能、交流电网的供电状态和储能组件的储存电能确定空调机组的供电电源。通过本实用新型，解决了现有技术中空调器的供电电源单一的问题，进而达到了丰富空调机组的供电方式，保证空调机组稳定、可靠运行的效果。

Description

光伏空调***
技术领域
本实用新型涉及空调器领域，具体而言，涉及一种光伏空调***。
背景技术
目前空调器一般都是采用单一市电电源供电，不仅耗能较大，成本较高，而且在市电断电的情况下，空调器只能停止运行。此种停止运行，不仅给空调器的使用者带来不方便，更容易因突然断电造成空调器急停故障，影响空调器的运行稳定性和使用寿命。
针对相关技术中空调器的供电电源单一的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种光伏空调***，以解决现有技术中空调器的供电电源单一的问题。
根据本实用新型，提供了一种光伏空调***，包括：太阳能光伏发电组件；变流器，与太阳能光伏发电组件和交流电网均相连接；空调机组；储能组件；电能比较组件，与变流器、空调机组和储能组件均相连接，用于根据太阳能光伏发电组件的输出电能、空调机组的消耗电能、交流电网的供电状态和储能组件的储存电能确定空调机组的供电电源。
进一步地，电能比较组件包括：第一供电线路，连接在变流器与空调机组之间；第二供电线路，连接在储能组件与空调机组之间；充电线路，连接在变流器与储能组件之间；以及控制部，与第一供电线路、第二供电线路和充电线路均相连接，用于根据太阳能光伏发电组件的输出电能、空调机组的消耗电能、交流电网的供电状态和储能组件的储存电能确定第一供电线路、第二供电线路和充电线路的导通状态。
进一步地，控制部包括：第一传感器，与变流器相连接，用于检测太阳能光伏发电组件的输出电压；第二传感器，与空调机组相连接，用于检测空调机组的工作电压；第三传感器，与变流器相连接，用于检测交流电网的供电状态；第四传感器，与储能组件相连接，用于检测储能组件的储能电压；以及第一控制器，与第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器均相连接，用于根据太阳能光伏发电组件的输出电压、空调机组的工作电压、交流电网的供电状态和储能组件的储能电压确定第一供电线路、第二供电线路和充电线路的导通状态。
进一步地，变流器为双向变流器，用于整流交流电网的输出电能，或逆变太阳能光伏发电组件的输出电能。
进一步地，光伏空调***还包括：直流微网电源，与电能比较组件相连接。
进一步地，空调机组包括：风机；风机驱动模块，连接在电能比较组件与风机之间；压缩机；压缩机驱动模块，连接在电能比较组件与压缩机之间；第二控制器，与风机驱动模块和压缩机驱动模块均相连接；以及降压模块，连接在电能比较组件与第二控制器之间。
本实用新型采用具有以下结构的光伏空调***：太阳能光伏发电组件；变流器，与太阳能光伏发电组件和交流电网均相连接；空调机组；储能组件；电能比较组件，与变流器、空调机组和储能组件均相连接，用于根据太阳能光伏发电组件的输出电能、空调机组的消耗电能、交流电网的供电状态和储能组件的储存电能确定空调机组的供电电源。通过在光伏空调***中设置太阳能光伏发电组件和储能组件，实现了在空调机组具有交流电网作为供电支持的基础上，为空调机组提供新的供电电源，同时，通过设置对空调机组的供电电源进行确定的电能比较组件，实现了保证空调机组供电的稳定性，避免出现供电电压过高或过低，解决了现有技术中空调器的供电电源单一的问题，进而达到了丰富空调机组的供电方式，保证空调机组稳定、可靠运行的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是根据本实用新型实施例的光伏空调***的示意图；
图2是根据本实用新型优选实施例的光伏空调***的示意图；以及
图3是根据本实用新型实施例的光伏空调***的控制方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
本实用新型实施例提供了一种光伏空调***，以下对本实用新型实施例所提供的光伏空调***做具体介绍：
图1是根据本实用新型实施例的光伏空调***的示意图，如图1所示，该光伏空调器***主要包括太阳能光伏发电组件10、变流器20、空调机组30、储能组件40和电能比较组件50，其中：
变流器20与太阳能光伏发电组件10和交流电网70均相连接，在本实用新型实施例中，变流器20为双向的四象限变流器，即可以工作于逆变状态，将太阳能光伏发电组件10的电能逆变给交流电网70，也可以工作于整流状态，将交流电网70的电能整流给空调器机组30。
电能比较组件50与变流器20、空调机组30和储能组件40均相连接，用于根据太阳能光伏发电组件10的输出电能、空调机组30的消耗电能、交流电网70的供电状态和储能组件40的储存电能确定空调机组30的供电电源。具体地，太阳能光伏发电组件10、交流电网70和储能组件40作为空调机组30的三个供电电源，电能比较组件50是一种电压比较组件，主要是根据各个供电电源所能提供的供电电压，以及空调器机组30工作所需的工作电压，来确定三个供电电源中的一个或几个电源组合，作为实际向空调机组30提供供电支持的供电电源。
通过在光伏空调***中设置太阳能光伏发电组件和储能组件，实现了在空调机组具有交流电网作为供电支持的基础上，为空调机组提供新的供电电源，同时，通过设置对空调机组的供电电源进行确定的电能比较组件，实现了保证空调机组供电的稳定性，避免出现供电电压过高或过低，解决了现有技术中空调器的供电电源单一的问题，进而达到了丰富空调机组的供电方式，保证空调机组稳定、可靠运行的效果。
可选地，电能比较组件50包括第一供电线路、第二供电线路、充电线路和控制部，其中，第一供电线路连接在变流器20与空调机组30之间，主要是通过变流器20传输交流电网70的电能至空调机组30，或者通过变流器20传输太阳能光伏发电组件10的电能至空调机组30，或者同时传输交流电网70的电能和太阳能光伏发电组件10的电能至空调机组30。第二供电线路连接在储能组件40与空调机组30之间，主要是传输储能组件40的电能至空调机组30。充电线路连接在变流器20与储能组件40之间，主要是在太阳能光伏发电组件10的电能充足的情况下，传输太阳能光伏发电组件10的电能至储能组件40，以对储能组件40进行充电，或者传输交流电网70的电能至储能组件40，以对储能组件40进行充电。控制部与第一供电线路、第二供电线路、充电线路和第三供电线路均相连接，用于根据太阳能光伏发电组件10的输出电能、空调机组30的消耗电能、交流电网70的供电状态和储能组件40的储存电能确定第一供电线路、第二供电线路和充电线路的导通状态。
具体地，控制部包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器和第一控制器，其中，第一传感器与变流器20相连接，用于检测太阳能光伏发电组件10的输出电压，该第一传感器可以是任一种能够对太阳能光伏发电组件10的输出电压进行检测的传感器。第二传感器与空调机组30相连接，用于检测空调机组30的工作电压，该第二传感器可以是任一种能够对空调机组30的工作电压进行检测的传感器。第三传感器与变流器20相连接，用于检测交流电网70的供电状态，主要是检测交流电网70是否掉电，如果掉电的话，确定交流电网70处于掉电状态，反之，确定交流电网70处于上电状态。第四传感器与储能组件40相连接，用于检测储能组件40的储能电压，该第四传感器可以是任一种能够对储能组件40的储能电压进行检测的传感器。第一控制器与第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器均相连接，用于根据太阳能光伏发电组件10的输出电压、空调机组30的工作电压、交流电网70的供电状态和储能组件40的储能电压确定第一供电线路、第二供电线路和充电线路的导通状态。
其中，如果检测出交流电网70处于掉电状态，第一控制器则根据太阳能光伏发电组件10的输出电压与空调机组30的工作电压的大小，来控制各线路的导通状态，如果太阳能光伏发电组件10的输出电压小于空调机组30的工作电压，则太阳能光伏发电组件10不足以维持空调机组30的正常运行，因此，在控制太阳能光伏发电组件10对空调机组30进行供电的同时，需要储能组件40向空调机组30提供额外的电能支持，此种情况，需控制第一供电线路和第二供电线路均导通。
如果在交流电网70处于掉电状态下，太阳能光伏发电组件10的输出电压大于空调机组30的工作电压，说明太阳能光伏发电组件10足以维持空调机组30的正常运行，此种情况，控制第一线路导通即可维持机组30的正常运行。同时，还可以控制充电线路导通，以利用太阳能光伏发电组件10的多余电能对储能组件40进行充电。
如果在交流电网70处于掉电状态下，太阳能光伏发电组件10的输出电压等于空调机组30的工作电压，此种情况，控制第一线路导通即可。
其中，如果检测出交流电网70处于上电状态，第一控制器同样根据太阳能光伏发电组件10的输出电压与空调机组30的工作电压的大小，来控制各线路的导通状态，如果太阳能光伏发电组件10的输出电压等于空调机组30的工作电压，说明太阳能光伏发电组件10足以维持空调机组30的正常运行，此种情况，控制第一线路导通即可维持机组30的正常运行。如果太阳能光伏发电组件10的输出电压大于空调机组30的工作电压，太阳能光伏发电组件10的输出电能同样足以维持空调机组30的正常运行，此种情况，控制第一供电线路导通，同时，还可以控制变流器20工作于逆变状态，将太阳能光伏发电组件10的多余电能回馈至交流电网70，同时，还可以控制充电线路导通，以在向空调机组30供电的同时，利用太阳能光伏发电组件10的多余电能对储能组件40进行充电。
图2是根据本实用新型优选实施例的光伏空调***的示意图，如图2所示，该优选实施例所提供的光伏空调***还包括直流微网电源60，该直流微网电源60与电能比较组件50相连接，作为空调机组30的另一个备用电源，进一步丰富了空调机组的供电方式。
此外，空调机组30包括风机31、风机驱动模块32、压缩机33、压缩机驱动模块34、第二控制器35和降压模块36，其中，风机驱动模块32连接在电能比较组件50与风机31之间，压缩机驱动模块34连接在电能比较组件50与压缩机33之间，第二控制器35与风机驱动模块32和压缩机驱动模块34均相连接，降压模块36，连接在电能比较组件50与第二控制器35之间。
上述结构的空调机组，实现了将通过电能比较组件传输过来的直流电分为两路，一路直接给风机驱动模块和压缩机驱动模块，经风机驱动模块和压缩机驱动模块逆变后对应输入到风机和压缩机；另一路则通过降压模块将电压转换为稳定的DC24V直接给第二控制器，第二控制器再通过一些板载继电器等电路控制空调机组内的电磁线圈、电加热带、电子膨胀阀线圈、压力传感器、感温包等负载。其中，降压模块可以是一个高性能、容量为200W的DC/DC开关电源板。
可以看出，具有上述空调机组的光伏空调***，工程安装时只需要将布好的三相市电交流电源的电源线和光伏板电源线接入空调机组的电源接线端口即可，无需零线连接，省掉了零线，彻底解决了三相不平衡问题，方便模块化并联应用，又能省除缺逆向保护，大大简化电气设计，节省成本。外部电源经过四象限变流器之后变成电压约为DC600V的直流电，直接经电能比较组件选通后，给驱动模块和开关电源板，保证空调机组稳定、可靠地运行，并且具有控制方式简洁，接线简单的优点。
本实用新型实施例还提供了一种光伏空调***的控制方法，该控制方法主要是对本实用新型实施例上述内容所提供的光伏空调***进行控制，以下对本实用新型实施例所提供的光伏空调***的控制方法做具体介绍：
图3是根据本实用新型实施例的光伏空调***的控制方法的流程图，如图3所示，该控制方法主要包括如下步骤S302至步骤S310：
S302：检测光伏空调器***中太阳能光伏发电组件的输出电能，具体地，可以通过检测太阳能光伏发电组件的输出功率、输出电压或输出电流等参数，来检测确定太阳能光伏发电组件的输出电能。
S304：检测光伏空调器***中空调机组的消耗电能，具体地，可以通过检测空调机组的运行功率、运行电压或运行电流等参数，来检测确定空调机组的消耗电能。
S306：检测光伏空调器***中交流电网的供电状态，主要是检测交流电网是否掉电，如果交流电网掉电，则确定交流电网处于掉电状态，反之，确定交流电网处于上电状态。
S308：检测光伏空调器***中储能组件的储存电能，具体地，可以通过检测储能组件的输出功率、输出电压或输出电流等参数，来检测确定储能组件的储存电能。
S310：根据太阳能光伏发电组件的输出电能、空调机组的消耗电能、交流电网的供电状态和储能组件的储存电能确定空调机组的供电电源，具体地，主要是根据太阳能光伏发电组件、交流电网和储能组件这三个供电电源所能提供的供电电压，以及空调器机组工作所需的工作电压，来确定三个供电电源中的一个或几个电源组合，作为实际向空调机组提供供电支持的供电电源。
通过在光伏空调***中设置太阳能光伏发电组件和储能组件，实现了在空调机组具有交流电网作为供电支持的基础上，为空调机组提供新的供电电源，同时，通过根据太阳能光伏发电组件的输出电能、空调机组的消耗电能、交流电网的供电状态和储能组件的储存电能确定空调机组的供电电源，实现了保证空调机组供电的稳定性，避免出现供电电压过高或过低，解决了现有技术中空调器的供电电源单一的问题，进而达到了丰富空调机组的供电方式，保证空调机组稳定、可靠运行的效果。
其中，光伏空调器***还包括与太阳能光伏发电组件和交流电网均相连接的变流器，连接在变流器与空调机组之间的第一供电线路，连接在储能组件与空调机组之间的第二供电线路，连接在变流器与储能组件之间的充电线路，各个线路的作用和功能在本实用新型实施例上述内容所提供光伏空调器***中已做具体介绍，此处不再赘述。根据太阳能光伏发电组件的输出电能、空调机组的消耗电能、交流电网的供电状态和储能组件的储存电能确定空调机组的供电电源具体为：根据太阳能光伏发电组件的输出电能、空调机组的消耗电能、交流电网的供电状态和储能组件的储存电能确定第一供电线路、第二供电线路和充电线路的导通状态。
其中，如果检测出交流电网处于掉电状态，第一控制器则根据太阳能光伏发电组件的输出电压与空调机组的工作电压的大小，来控制各线路的导通状态，如果太阳能光伏发电组件的输出电压小于空调机组的工作电压，则太阳能光伏发电组件不足以维持空调机组的正常运行，因此，在控制太阳能光伏发电组件对空调机组进行供电的同时，需要储能组件向空调机组提供额外的电能支持，此种情况，需控制第一供电线路和第二供电线路均导通。
如果在交流电网处于掉电状态下，太阳能光伏发电组件的输出电压大于空调机组30的工作电压，说明太阳能光伏发电组件足以维持空调机组的正常运行，此种情况，控制第一线路导通即可维持机组的正常运行。同时，还可以控制充电线路导通，以利用太阳能光伏发电组件的多余电能对储能组件进行充电。
如果在交流电网处于掉电状态下，太阳能光伏发电组件的输出电压等于空调机组30的工作电压，此种情况，控制第一线路导通即可。
其中，如果检测出交流电网处于上电状态，第一控制器同样根据太阳能光伏发电组件的输出电压与空调机组的工作电压的大小，来控制各线路的导通状态，如果太阳能光伏发电组件的输出电压等于空调机组的工作电压，说明太阳能光伏发电组件足以维持空调机组的正常运行，此种情况，控制第一线路导通即可维持机组的正常运行。如果太阳能光伏发电组件的输出电压大于空调机组的工作电压，太阳能光伏发电组件的输出电能同样足以维持空调机组的正常运行，此种情况，控制第一供电线路导通，同时，还可以控制变流器工作于逆变状态，将太阳能光伏发电组件的多余电能回馈至交流电网，同时，还可以控制充电线路导通，以在向空调机组供电的同时，利用太阳能光伏发电组件的多余电能对储能组件进行充电。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型实现了在空调机组具有交流电网作为供电支持的基础上，为空调机组提供新的供电电源，同时，实现了保证空调机组供电的稳定性，避免出现供电电压过高或过低，解决了现有技术中空调器的供电电源单一的问题，进而达到了丰富空调机组的供电方式，保证空调机组稳定、可靠运行的效果。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光伏空调***，其特征在于，包括： 
太阳能光伏发电组件(10)； 
变流器(20)，与所述太阳能光伏发电组件(10)和交流电网(70)均相连接； 
空调机组(30)； 
储能组件(40)；以及 
电能比较组件(50)，与所述变流器(20)、所述空调机组(30)和所述储能组件(40)均相连接，用于根据所述太阳能光伏发电组件(10)的输出电能、所述空调机组(30)的消耗电能、所述交流电网(70)的供电状态和所述储能组件(40)的储存电能确定所述空调机组(30)的供电电源， 
其中，电能比较组件(50)包括： 
第一供电线路，连接在所述变流器(20)与所述空调机组(30)之间； 
第二供电线路，连接在所述储能组件(40)与所述空调机组(30)之间； 
充电线路，连接在所述变流器(20)与所述储能组件(40)之间；以及 
控制部，与所述第一供电线路、所述第二供电线路和所述充电线路均相连接，用于根据所述太阳能光伏发电组件(10)的输出电能、所述空调机组(30)的消耗电能、所述交流电网(70)的供电状态和所述储能组件(40)的储存电能确定所述第一供电线路、所述第二供电线路和所述充电线路的导通状态。 
2.根据权利要求1所述的光伏空调***，其特征在于，所述控制部包括： 
第一传感器，与所述变流器(20)相连接，用于检测所述太阳能光伏发电组件(10)的输出电压； 
第二传感器，与所述空调机组(30)相连接，用于检测所述空调机组(30)的工作电压； 
第三传感器，与所述变流器(20)相连接，用于检测所述交流电网(70)的供电状态； 
第四传感器，与所述储能组件(40)相连接，用于检测所述储能组件(40)的储能电压；以及 
第一控制器，与所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器和所述第四传感器均相连接，用于根据所述太阳能光伏发电组件(10)的输出电压、所述空调机组(30)的工作电压、所述交流电网(70)的供电状态和所述储能组件(40)的储能电压确定所述第一供电线路、所述第二供电线路和所述充电线路的导通状态。 
3.根据权利要求1所述的光伏空调***，其特征在于，所述变流器(20)为双向变流器，用于整流所述交流电网(70)的输出电能，或逆变所述太阳能光伏发电组件(10)的输出电能。 
4.根据权利要求1所述的光伏空调***，其特征在于，所述光伏空调***还包括：直流微网电源(60)，与所述电能比较组件(50)相连接。 
5.根据权利要求1所述的光伏空调***，其特征在于，所述空调机组(30)包括： 
风机(31)； 
风机驱动模块(32)，连接在所述电能比较组件(50)与所述风机(31)之间； 
压缩机(33)； 
压缩机驱动模块(34)，连接在所述电能比较组件(50)与所述压缩机(33)之间； 
第二控制器(35)，与所述风机驱动模块(32)和所述压缩机驱动模块(34)均相连接；以及 
降压模块(36)，连接在所述电能比较组件(50)与所述第二控制器(35)之间。 
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