光伏发电船帆电气系统以及装设有该电气系统的船技术方案

本发明专利技术涉及一种光伏发电船帆电气系统，包括：装设在船帆上的光伏阵列，其包括多个串联和/或并联连接的光伏组件；具有正、负极输入端和正、负极输出端的能量最大化模块，其通过正、负极输入端并联在光伏组件背面且使其工作在最大功率点，其对应所并联的光伏组件在光伏阵列中的连接位置并通过正、负极输出端相互连接形成与光伏阵列对应的电能输出线路来输出电能；电连接至电能输出线路以存储电能的储能模块；综合控制器，电连接至电能输出线路和储能模块以使电能存储至储能模块，还电连接至各能量最大化模块以控制位于同一串联线路中的能量最大化模块输出大小相等的电流。本发明专利技术还涉及装设有上述电气系统的船。本发明专利技术输出能量大且能量利用率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏
，尤其涉及一种光伏发电船帆电气系统以及装设有该电气系统的船。
技术介绍
随着时代发展和科技的不断进步，太阳能光伏发电技术已在社会生活中获得了广泛应用，这些太阳能发电装置尤其被人们安装设置在一些不能获取实时电力供应的使用电能的系统中。举例而言，例如在电动游船中，如果利用游船上的闲置空间来有机结合光伏发电装置进行光伏发电，这对于充分利用太阳能来降低能量损耗、减少环境污染将是具有十分重要意义的。然而，由于游船自身的结构及运行特点、特别是当使用由具有曲面形状的光伏组件构成的光伏系统时，致使在有太阳光照射的任何时刻下，将会出现在光伏系统内部各光伏组件组串中接受到的太阳能能量辐射不均衡、各光伏组件组串工作效率不匹配的现象，这样就使得采用传统设计的光伏系统存在着发电效率低下、太阳能利用率不高等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种光伏发电船帆电气系统，其安装简便、光伏系统利用率高、输出能量大且稳定可靠，能够有效解决现有技术中存在的上述问题。此外，本专利技术的目的还在于提供一种装设了上述光伏发电船帆电气系统的船。为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种光伏发电船帆电气系统，其包括：光伏阵列，其包括多个串联和/或并联连接的光伏组件，所述光伏阵列装设在船帆上用于接收太阳能并将其转换成电能；能量最大化模块，其具有正、负极输入端和正、负极输出端，并通过所述正、负极输入端并联连接在所述光伏组件的背面用于控制所述光伏组件工作在最大功率点，所有能量最大化模块对应其所并联的光伏组件在所述光伏阵列中的连接位置并通过所述正、负极输出端相互连接以形成与所述光伏阵列对应的电能输出线路来输出电能；储能模块，其电连接至所述电能输出线路用于存储所述电能；和综合控制器，其电连接至所述电能输出线路和储能模块用于控制将所述电能存储至所述储能模块，还电连接在各能量最大化模块上用于控制位于同一串联线路中的能量最大化模块输出大小相等的电流。在上述的光伏发电船帆电气系统中，优选地，所述能量最大化模块包括：最大功率点跟踪控制单元，其实时检测所并联连接的光伏组件的输出功率，并通过运行最大功率点跟踪控制程序跟踪到所述光伏组件的最大功率点，且通过匹配阻抗来使所述光伏组件工作在最大功率点；和电能转换单元，其根据所述综合控制器产生的控制信号将所述光伏组件产生的电能转换成与其所在的同一串联线路的电流大小相等的电流。在上述的光伏发电船帆电气系统中，优选地，所述最大功率点跟踪控制程序通过干扰观测法或电导增量法来跟踪到所述光伏组件的最大功率点。在上述的光伏发电船帆电气系统中，优选地，所述综合控制器包括：充电控制单元，其用于控制将所述电能存储至储能模块；和电流协调控制单元，其用于控制位于同一串联线路中的各能量最大化模块输出大小相等的电流。在上述的光伏发电船帆电气系统中，优选地，所述充电控制单元为并联型充电控制器、串联型充电控制器或脉宽调制控制器。在上述的光伏发电船帆电气系统中，优选地，所述能量最大化模块所并联的光伏组件包括单体光伏组件以及由至少两个单体光伏组件串联形成的光伏组件串。在上述的光伏发电船帆电气系统中，优选地，所述光伏组件串的输出电压与所述单体光伏组件的输出电压大小相等。在上述的光伏发电船帆电气系统中，优选地，所述储能模块为磷酸铁锂电池、铅酸蓄电池、镍镉蓄电池或镍氢蓄电池。在上述的光伏发电船帆电气系统中，优选地，所述综合控制器还控制所述储能模块供电给船的动力系统。在上述的光伏发电船帆电气系统中，优选地，所述光伏组件的表面与所述船帆的表面形状相匹配。一种装设有上述任一项所述的光伏发电船帆电气系统的船。优选地，所述船是电动游船。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的光伏发电船帆电气系统具有光伏组件接线简单、走线隐蔽、发电效率高，系统输出能量大并且运行稳定可靠等众多优点。在针对现有的船体进行改造，将本专利技术的光伏发电船帆电气系统装设在其船帆上后，可以主动、有效地收集太阳能并将其最优化地转换为电能，从而能更好地为船的持续、安全运行提供动力保障，同时还能降低能量损耗、减少环境污染。【附图说明】以下将结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述。其中：图1是本专利技术的光伏发电船帆电气系统的一个较佳实施例的组成示意图。图2是示意性地将图1中较佳实施例安装在船帆上后的主视图。图3是示意性地将图1中较佳实施例安装在船帆上后的立体图。图4是图1中较佳实施例的能量最大化模块之间连接、以及能量最大化模块与单体光伏组件或与光伏组件串之间连接的示意图。附图标记说明：1单体光伏组件          1’光伏组件串2能量最大化模块        3综合控制器4储能模块              5船帆骨架【具体实施方式】请同时参照图1、2和3，它们通过示意方式显示出了本专利技术的光伏发电船帆电气系统的一个较佳实施例的组成以及将其装设在船(例如，电动游船或其他任何适宜类型的船等)的船帆上后的结构视图。如图1所示，在该较佳实施例中，本光伏发电船帆电气系统包括由多个串联和/或并联连接(依据所需的电压和电流以及光伏组件的规格来进行串、并联)的光伏组件组成的光伏阵列、能量最大化模块2、综合控制器3和储能模块4。其中，光伏阵列是本专利技术中的能量采集和产生部件，其被装设在船的船帆骨架5上，以便从较高的高度来接收太阳能并将其转换成所需要的电能。具体而言，可以采用现有技术中任何已知的、适宜采用的例如螺钉、螺栓等安装部件(未示出)将上述光伏阵列牢固地安装在船帆骨架5上。组成光伏阵列的光伏组件的表面优选地被构造成与船帆的表面形状相匹配，例如，可以将光伏组件的表面制成与船帆所具有的曲面结构相一致的曲面形状。尽管如此，由于船帆会随着风向的改变而不断地变换调整角度，这仍难免造成不同光伏组件的瞬时阳光能量获得值存在着较大差别，此差别的出现会相当程度地降低整个系统的发电效率。因此为了消除上述差别所造成的不利影响，在本较佳实施例中专门设计了能量最大化模块2。总体而言，能量最大化模块2的功能在于：一方面使得光伏组件工作在最大功率点，另一方面优选地应使得与其并联的各光伏组件所产生的电压大小相等(此处的电压大小相等包括对于某个确定的具体数值的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电船帆电气系统，其特征在于，所述光伏发电船帆
电气系统包括：
光伏阵列，其包括多个串联和/或并联连接的光伏组件，所述光伏
阵列装设在船帆上用于接收太阳能并将其转换成电能；
能量最大化模块，其具有正、负极输入端和正、负极输出端，并
通过所述正、负极输入端并联连接在所述光伏组件的背面用于控制所
述光伏组件工作在最大功率点，所有能量最大化模块对应其所并联的
光伏组件在所述光伏阵列中的连接位置并通过所述正、负极输出端相
互连接以形成与所述光伏阵列对应的电能输出线路来输出电能；
储能模块，其电连接至所述电能输出线路用于存储所述电能；和
综合控制器，其电连接至所述电能输出线路和储能模块用于控制
将所述电能存储至所述储能模块，还电连接在各能量最大化模块上用
于控制位于同一串联线路中的能量最大化模块输出大小相等的电流。
2.根据权利要求1所述的光伏发电船帆电气系统，其特征在于，
所述能量最大化模块包括：
最大功率点跟踪控制单元，其实时检测所并联连接的光伏组件的
输出功率，并通过运行最大功率点跟踪控制程序跟踪到所述光伏组件
的最大功率点，且通过匹配阻抗来使所述光伏组件工作在最大功率点；
和
电能转换单元，其根据所述综合控制器产生的控制信号将所述光
伏组件产生的电能转换成与其所在的同一串联线路的电流大小相等的
电流。
3.根据权利要求2所述的光伏发电船帆电气系统，其特征在于，
所述最大功率点跟踪控制程序通过干扰观测法或电导增量法来跟踪...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文华，韦喨，李金刚，
申请(专利权)人：无锡尚德太阳能电力有限公司，尚德能源工程有限公司，
类型：发明
国别省市：