太陽能光伏熱水系統及控制方法技術方案

本發明專利技術涉及太陽能光伏領域，提供了一種太陽能光伏熱水系統及控制方法。該系統包括集中控制器、多個光伏板支路、多個儲熱水箱以及與其對應的主控板；多個光伏板支路相互并聯構成光伏板群；儲熱水箱內設有水箱溫度傳感器和電阻值可調的等效電加熱組件，所有等效電加熱組件相互并聯，集中控制器與光伏板群電連接、與主控板無線連接。該方法包括：獲取各個儲熱水箱的水溫；將水溫小于預設水溫的儲熱水箱對應的等效電加熱組件作為目標加熱組件；調節任意一個目標加熱組件的電阻值，計算光伏板群的輸出功率；控制目標加熱組件按照對應最大輸出功率的電阻值工作。本發明專利技術減小占地面積、簡化布線、提高光伏板的利用效率，實現光伏板群的最大功率點跟蹤。大功率點跟蹤。大功率點跟蹤。

【技術實現步驟摘要】
太陽能光伏熱水系統及控制方法


[0001]本專利技術涉及太陽能光伏
，尤其涉及一種太陽能光伏熱水系統及控制方法。

技術介紹

[0002]隨著太陽能光伏發電效率的提高，太陽能光伏熱水器應運而生。太陽能光伏熱水器是將太陽能轉化為電能后再利用電能來加熱水的熱水器。太陽能光伏熱水器與和傳統太陽能光熱系統相比，至少具有以下優勢：第一、由于太陽能光伏熱水器是利用電能來加熱水，不依靠介質即水和防凍液傳熱，因此避免了跑冒滴漏凍等現象發生。第二、用電加熱代替介質傳熱，不但節省空間而且大大減少了能量損耗。第三、每戶使用的光伏電能可以實現計量，克服了傳統太陽能光熱系統無法計量的老大難問題。
[0003]目前每個太陽能光伏熱水器都會匹配一個光伏板，每戶的太陽能熱水器獨立運行，也就是說，每個光伏板僅為與其匹配的太陽能光伏熱水器供電。對于具有眾多業主的多層建筑來說，由于每戶都要配備一個光伏板，從而不僅導致各戶光伏板的總占地面積過大，而且每戶都需要單獨走線，進而導致電線數量過多而無法布置。此外，對于一些長期不在家或者熱水使用較少的用戶來說，該戶的光伏板轉化的電能無法得到有效利用；反之，對于一些熱水使用較多的用戶來說，該戶的光伏板轉化的電能又有可能無法滿足需求。

技術實現思路

[0004]本專利技術旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。為此，本專利技術提出一種占地面積小、布線簡單的太陽能光伏熱水系統，以實現所有光伏板的高效利用。
[0005]根據本專利技術第一方面實施例的太陽能光伏熱水系統，包括集中控制器、電壓檢測件、電流檢測件、多個光伏板支路、多個儲熱水箱以及與所述儲熱水箱一一對應的主控板；多個所述光伏板支路相互并聯以構成光伏板群，所述電壓檢測件和所述電流檢測件分別與所述光伏板群電連接，所述電壓檢測件用于檢測所述光伏板群的輸出電壓，所述電流檢測件用于檢測所述光伏板群的輸出電流；所述儲熱水箱內設有水箱溫度傳感器和等效電加熱組件，所述等效電加熱組件的電阻值可調，所有所述等效電加熱組件相互并聯，所述水箱溫度傳感器和所述等效電加熱組件分別與對應的所述主控板電連接；所述集中控制器與所述光伏板群電連接，所述集中控制器與所述主控板無線連接。
[0006]根據本專利技術實施例的太陽能光伏熱水系統，通過對所有等效電加熱組件進行集中控制，并利用光伏板群對各個等效電加熱組件供電，不僅無需對每個等效電加熱組件單獨配備光伏板、顯著減少了光伏板的數量，進而減小了占地面積、簡化了布線，而且還提高了光伏板的利用效率，實現了光伏板群的最大功率點跟蹤，提高了整個系統的效率。
[0007]另外，根據本專利技術實施例的太陽能光伏熱水系統，還可以具有如下附加技術特征：
[0008]根據本專利技術的一個實施例，所述集中控制器與后臺物聯網平臺服務器通訊連接。
[0009]根據本專利技術的一個實施例，所述主控板通過輔助繼電器外接至電網。
[0010]根據本專利技術的一個實施例，所述集中控制器通過逆變器連接至電網。
[0011]根據本專利技術的一個實施例，所述光伏板支路包括多個依次串聯的光伏板。
[0012]根據本專利技術的一個實施例，所述等效電加熱組件包括多個加熱負載以及與所述加熱負載一一對應的負載繼電器，所述加熱負載與對應的所述負載繼電器串聯構成負載支路，所述負載支路并聯在所述主控板的兩端。
[0013]根據本專利技術的一個實施例，所述等效電加熱組件還包括第一中間繼電器以及與至少一個所述負載支路對應的第二中間繼電器；所有所述負載支路的一端均連接至所述主控板的第一端，所有所述負載支路的另一端均通過所述第一中間繼電器連接至所述主控板的第二端；所述第二中間繼電器的一端連接至對應所述負載支路的所述加熱負載和所述負載繼電器之間，所述第二中間繼電器的另一端連接至所述主控板的第二端。
[0014]根據本專利技術第二方面實施例的所述太陽能光伏熱水系統的控制方法，包括以下步驟：
[0015]S1、獲取各個所述儲熱水箱的水溫，并跳轉執行步驟S2；
[0016]S2、判斷是否有所述儲熱水箱的水溫小于預設水溫，若是則跳轉執行步驟S3，若否則跳轉執行步驟S1；
[0017]S3、將水溫小于預設水溫的所述儲熱水箱對應的等效電加熱組件作為目標加熱組件，并判斷所述目標加熱組件的數量是否為多個，若是跳轉執行步驟S4，若否則跳轉執行步驟S7；
[0018]S4、調節任意一個所述目標加熱組件的電阻值，并跳轉執行步驟S5；
[0019]S5、獲取所述光伏板群的輸出電壓和輸出電流，并根據所述輸出電壓和所述輸出電流計算所述光伏板群的輸出功率，跳轉執行步驟S6；
[0020]S6、判斷調節過程是否遍歷每個所述目標加熱組件的所有電阻值，若是則跳轉執行步驟S10，若否則跳轉執行步驟S4；
[0021]S7、調節所述目標加熱組件的電阻值，并跳轉執行步驟S8；
[0022]S8、獲取所述光伏板群的輸出電壓和輸出電流，并根據所述輸出電壓和所述輸出電流計算所述光伏板群的輸出功率，跳轉執行步驟S9；
[0023]S9、判斷調節過程是否遍歷所述目標加熱組件的所有電阻值，若是則跳轉執行步驟S10，若否則跳轉執行步驟S7；
[0024]S10、比較每調節一次所述目標加熱組件的電阻值時所述光伏板群的輸出功率的大小，并將對應最大所述輸出功率的所述電阻值作為目標電阻值，跳轉執行步驟S11；
[0025]S11、控制所述目標加熱組件按照對應的所述目標電阻值工作，并跳轉執行步驟S12；
[0026]S12、判斷與所述目標加熱組件對應的所述儲熱水箱的水溫是否不小于預設水溫，若是則跳轉執行步驟S13，若否則跳轉執行步驟S11；
[0027]S13、控制所述目標加熱組件停止加熱，并跳轉執行步驟S1。
[0028]根據本專利技術的一個實施例，在執行步驟S2之后且在執行步驟S3之前還包括以下步驟：
[0029]S0、判斷是否為白天，若是則跳轉執行步驟S0
’
，若否則跳轉執行步驟S0”；
[0030]S0
’
、控制所述光伏板群向所述等效電加熱組件供電，并跳轉執行步驟S3；
[0031]S0”、控制電網通過輔助繼電器向所述等效電加熱組件供電，并跳轉執行步驟S3；
[0032]在執行步驟S2之后且在執行步驟S1之前還包括以下步驟：
[0033]S0
”‘
、控制所述光伏板群通過逆變器向電網供電，并跳轉執行步驟S1。
[0034]根據本專利技術的一個實施例，在執行步驟S11之后且在執行步驟S12之前還包括以下步驟：
[0035]S11
’
、判斷所述光伏板群在滿足對所述目標加熱組件供電的前提下是否有剩余電量，若是則跳轉執行步驟S11”，若否則跳轉執行步驟S12；
[0036]S11”、控制所述光伏板群將所述剩余電量通過逆變器供給電網，并跳轉執行步驟S12。
[0037]本專利技術實施例中的上述一個或多個技術方本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種太陽能光伏熱水系統，其特征在于，包括集中控制器、電壓檢測件、電流檢測件、多個光伏板支路、多個儲熱水箱以及與所述儲熱水箱一一對應的主控板；多個所述光伏板支路相互并聯以構成光伏板群，所述電壓檢測件和所述電流檢測件分別與所述光伏板群電連接，所述電壓檢測件用于檢測所述光伏板群的輸出電壓，所述電流檢測件用于檢測所述光伏板群的輸出電流；所述儲熱水箱內設有水箱溫度傳感器和等效電加熱組件，所述等效電加熱組件的電阻值可調，所有所述等效電加熱組件相互并聯，所述水箱溫度傳感器和所述等效電加熱組件分別與對應的所述主控板電連接；所述集中控制器與所述光伏板群電連接，所述集中控制器與所述主控板無線連接。2.根據權利要求1所述的太陽能光伏熱水系統，其特征在于，所述集中控制器與后臺物聯網平臺服務器通訊連接。3.根據權利要求1所述的太陽能光伏熱水系統，其特征在于，所述主控板通過輔助繼電器外接至電網。4.根據權利要求1所述的太陽能光伏熱水系統，其特征在于，所述集中控制器通過逆變器連接至電網。5.根據權利要求1所述的太陽能光伏熱水系統，其特征在于，所述光伏板支路包括多個依次串聯的光伏板。6.根據權利要求1至5任一項所述的太陽能光伏熱水系統，其特征在于，所述等效電加熱組件包括多個加熱負載以及與所述加熱負載一一對應的負載繼電器，所述加熱負載與對應的所述負載繼電器串聯構成負載支路，所述負載支路并聯在所述主控板的兩端。7.根據權利要求6所述的太陽能光伏熱水系統，其特征在于，所述等效電加熱組件還包括第一中間繼電器以及與至少一個所述負載支路對應的第二中間繼電器；所有所述負載支路的一端均連接至所述主控板的第一端，所有所述負載支路的另一端均通過所述第一中間繼電器連接至所述主控板的第二端；所述第二中間繼電器的一端連接至對應所述負載支路的所述加熱負載和所述負載繼電器之間，所述第二中間繼電器的另一端連接至所述主控板的第二端。8.一種根據權利要求1至7任一項所述的太陽能光伏熱水系統的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、獲取各個所述儲熱水箱的水溫，并跳轉執行步驟S2；S2、判斷是否有所述儲熱水箱的水溫小于預設水溫，若是則跳轉執行步驟S3，若否則跳轉執行步驟S1；S3、將水溫小于預設水溫的所述儲熱水箱對應的等效電加熱組件作為目標加熱組件，并判斷所述目標加熱組件的數量是否為多個，若是跳轉執行...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張端橋，張德敏，陳彬，晉文，
申請(專利權)人：張端橋，
類型：發明
國別省市：