一種機(jī)械式分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光伏技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)械式分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，又稱分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶現(xiàn)場(chǎng)或靠近用電現(xiàn)場(chǎng)附近配置的，功率較小的利用光伏發(fā)電板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)。由于國(guó)家對(duì)于公共電網(wǎng)中傳輸?shù)碾?，在功率、電壓大小、波形等方面都有一定的要求，因此光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電不能不經(jīng)任何處理直接并入電網(wǎng)。而分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)就是將分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電并入公共電網(wǎng)的一種設(shè)備。
[0003]目前市場(chǎng)上使用的光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，主要都通過(guò)并網(wǎng)逆變器，利用半導(dǎo)體器件，通過(guò)升壓回路把直流電壓升壓到并網(wǎng)所需要的直流電壓；通過(guò)晶體管開(kāi)關(guān)等元件把升壓后的直流電壓轉(zhuǎn)換成并網(wǎng)所需頻率的交流電壓；再通過(guò)高頻脈寬調(diào)制，使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹，正弦波中央的電壓寬度變寬，并形成一個(gè)脈沖波列(擬正弦波)；然后讓脈沖波通過(guò)簡(jiǎn)單的濾波器形成滿足并網(wǎng)需求的正弦波。
[0004]目前的這種并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上比較復(fù)雜，系統(tǒng)逆變器一旦損壞的話，非專業(yè)人士完全無(wú)法維修。而且這種半導(dǎo)體器件的逆變器價(jià)格較高，需要專業(yè)人士的維修也導(dǎo)致較高的后期維護(hù)費(fèi)用。此外，這種通過(guò)半導(dǎo)體元器件轉(zhuǎn)換出來(lái)的實(shí)際上也并非是完全嚴(yán)格意義上的具有光滑波形的正弦波，而只是近似于光滑的模擬正弦波，這種波形對(duì)于一般的家用電器并不會(huì)有什么影響，但是對(duì)于一些精密的儀器就可能會(huì)存在由于波形的不光滑而導(dǎo)致儀器精度不夠的問(wèn)題，影響了用電設(shè)備的使用。此外，一旦光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出電的功率高于并網(wǎng)逆變器，就會(huì)導(dǎo)致逆變器停止工作，并網(wǎng)過(guò)程停止，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致逆變器損毀。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型目的是提供一種能夠產(chǎn)生真正光滑的正弦波的分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)機(jī)械系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)出的交流電不會(huì)影響用電設(shè)備使用，發(fā)電功率高時(shí)也不會(huì)影響發(fā)電并網(wǎng)過(guò)程，一旦并網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，非專業(yè)人士也可以進(jìn)行維修，減少了前提投入和后期維護(hù)的成本，提高了波形的光滑度。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種機(jī)械式分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，包括至少1塊光伏發(fā)電板、至少1臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)、至少1個(gè)傳動(dòng)小齒輪、至少1個(gè)傳動(dòng)大齒輪及至少1臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，
[0007]所述光伏發(fā)電板通過(guò)導(dǎo)線與所述直流電動(dòng)機(jī)相連接，所述傳動(dòng)小齒輪固定在所述直流電動(dòng)機(jī)軸上，所述傳動(dòng)大齒輪固定在所述交流發(fā)電機(jī)機(jī)軸上，所述傳動(dòng)小齒輪與所述傳動(dòng)大齒輪相嗤合。
[0008]進(jìn)一步的，多塊光伏發(fā)電板經(jīng)過(guò)串并聯(lián)后與所述直流電動(dòng)機(jī)相連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述傳動(dòng)大齒輪與多個(gè)由光伏發(fā)電板、直流電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)小齒輪組成的子系統(tǒng)中的傳動(dòng)小齒輪相嗤合。
[0010]進(jìn)一步的，所述的交流發(fā)電機(jī)的軸上固定多個(gè)用于嚙合傳動(dòng)小齒輪的傳動(dòng)大齒輪。
[0011]進(jìn)一步的，所述傳動(dòng)小齒輪通過(guò)鍵連接固定在所述直流電動(dòng)機(jī)軸上。
[0012]進(jìn)一步的，所述傳動(dòng)大齒輪通過(guò)鍵連接固定在所述交流發(fā)電機(jī)機(jī)軸上。
[0013]進(jìn)一步的，所述的交流發(fā)電機(jī)采用單側(cè)輸入或者雙側(cè)輸入模式。
[0014]本實(shí)用新型的并網(wǎng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生滿足并網(wǎng)需求并且波形真正光滑的正弦波交流電。發(fā)出的交流電不會(huì)影響用電設(shè)備使用，發(fā)電功率高時(shí)也不會(huì)影響發(fā)電并網(wǎng)過(guò)程，一旦并網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，非專業(yè)人士也可以進(jìn)行維修。同以往使用的并網(wǎng)系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)在可靠性和使用效果上均有較大的提高，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的系統(tǒng)組成的俯視示意圖。
[0016]其中，1——光伏發(fā)電板，2——直流電動(dòng)機(jī)，3——傳動(dòng)小齒輪，4——傳動(dòng)大齒輪，5 交流發(fā)電機(jī)。
[0017]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中齒輪嚙合傳動(dòng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0019]如圖1所示。首先，光伏發(fā)電板1發(fā)出的電經(jīng)過(guò)導(dǎo)線傳遞給直流電動(dòng)機(jī)2，驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)2的電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與電動(dòng)機(jī)軸相固結(jié)的傳動(dòng)小齒輪3旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)小齒輪3通過(guò)齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)大齒輪4旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)大齒輪4帶動(dòng)與其相固結(jié)的交流發(fā)電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)5發(fā)出正弦交流電。
[0020]需要進(jìn)行說(shuō)明的是，光伏發(fā)電板1在附圖中僅表示為一塊發(fā)電板，但實(shí)際上它可能是由多塊光伏發(fā)電板經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)拇⒙?lián)連接在一起的。光伏發(fā)電板1的串并聯(lián)是根據(jù)應(yīng)用中的實(shí)際需求進(jìn)行確定的，而這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
[0021]需要進(jìn)行說(shuō)明的是，直流電動(dòng)機(jī)2需要根據(jù)光伏發(fā)電板1的實(shí)際情況選擇合適的直流電動(dòng)機(jī)。
[0022]需要進(jìn)行說(shuō)明的是，一個(gè)傳動(dòng)大齒輪4上可以嚙合不止一個(gè)傳動(dòng)小齒輪3，根據(jù)實(shí)際需要，一個(gè)傳動(dòng)大齒輪4可以嗤合多個(gè)傳動(dòng)小齒輪3。
[0023]需要進(jìn)行說(shuō)明的是，交流發(fā)電機(jī)5的軸上可以固定不止一個(gè)傳動(dòng)大齒輪4，根據(jù)實(shí)際需要，一個(gè)交流發(fā)電機(jī)5的軸上可以固定多個(gè)傳動(dòng)大齒輪4，其中每一個(gè)傳動(dòng)大齒輪4均可嗤合多個(gè)傳動(dòng)小齒輪3。
[0024]需要進(jìn)行說(shuō)明的是，交流發(fā)電機(jī)5可以根據(jù)實(shí)際需要，選擇單側(cè)輸入或者雙側(cè)輸入模式，其目的在于滿足不同的功率要求。
[0025]需要進(jìn)行說(shuō)明的是，交流發(fā)電機(jī)5需要根據(jù)實(shí)際需要選擇適合的型號(hào)，但其輸出的交流電應(yīng)當(dāng)符合我國(guó)公共電網(wǎng)的交流電相應(yīng)特征。
[0026]為研究本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)換效率，以20kW交流發(fā)電機(jī)為例。20kW交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率最高可以達(dá)到96% -99%以上，20kW直流電動(dòng)機(jī)的效率最高可以達(dá)到96%以上，而平行軸齒輪的傳動(dòng)效率最高可以達(dá)到99.5%。綜上，以最高轉(zhuǎn)換效率作為計(jì)算參數(shù)，本實(shí)用新型的并網(wǎng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到94.5%以上。
[0027]現(xiàn)有的光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中使用的市售的高質(zhì)量并網(wǎng)逆變器的理論轉(zhuǎn)換效率為94%，與本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的并網(wǎng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率基本相一致。
[0028]如果將光伏發(fā)電板的發(fā)電效率以25%計(jì)的話，所設(shè)計(jì)的整套系統(tǒng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為交流電的效率可以達(dá)到23.6%。
[0029]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)械式分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括至少1塊光伏發(fā)電板、至少1臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)、至少1個(gè)傳動(dòng)小齒輪、至少1個(gè)傳動(dòng)大齒輪及至少1臺(tái)交流發(fā)電機(jī)， 所述光伏發(fā)電板通過(guò)導(dǎo)線與所述直流電動(dòng)機(jī)相連接，所述傳動(dòng)小齒輪固定在所述直流電動(dòng)機(jī)軸上，所述傳動(dòng)大齒輪固定在所述交流發(fā)電機(jī)機(jī)軸上，所述傳動(dòng)小齒輪與所述傳動(dòng)大齒輪相嚙合。2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械式分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，多塊光伏發(fā)電板經(jīng)過(guò)串并聯(lián)后與所述直流電動(dòng)機(jī)相連接。3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械式分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)大齒輪與多個(gè)由光伏發(fā)電板、直流電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)小齒輪組成的子系統(tǒng)中的傳動(dòng)小齒輪相嗤合。4.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械式分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的交流發(fā)電機(jī)的軸上固定多個(gè)用于嚙合傳動(dòng)小齒輪的傳動(dòng)大齒輪。5.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械式分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)小齒輪通過(guò)鍵連接固定在所述直流電動(dòng)機(jī)軸上。6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械式分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)大齒輪通過(guò)鍵連接固定在所述交流發(fā)電機(jī)機(jī)軸上。7.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械式分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的交流發(fā)電機(jī)采用單側(cè)輸入或者雙側(cè)輸入模式。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)械式分布光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，包括至少1塊光伏發(fā)電板、至少1臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)、至少1個(gè)傳動(dòng)小齒輪、至少1個(gè)傳動(dòng)大齒輪及至少1臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，所述光伏發(fā)電板通過(guò)導(dǎo)線與所述直流電動(dòng)機(jī)相連接，所述傳動(dòng)小齒輪固定在所述直流電動(dòng)機(jī)軸上，所述傳動(dòng)大齒輪固定在所述交流發(fā)電機(jī)機(jī)軸上，所述傳動(dòng)小齒輪與所述傳動(dòng)大齒輪相嚙合。多塊光伏發(fā)電板經(jīng)過(guò)串并聯(lián)后與所述直流電動(dòng)機(jī)相連接。所述傳動(dòng)大齒輪與多個(gè)由光伏發(fā)電板、直流電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)小齒輪組成的子系統(tǒng)中的傳動(dòng)小齒輪相嚙合。
【IPC分類】H02K7/18, H02K7/116
【公開(kāi)號(hào)】CN205017169
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520779417
【發(fā)明人】陳泳, 蔣宇歡, 黃健, 馬威
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日