Система для керування електричною енергією, виробленою фотоелементами
Формула / Реферат
1. Система для керування електричною енергією, виробленою за допомогою фотоелектричних елементів, яка містить взаємно пов'язані блок (2) керування споживанням енергії, блок (8) керування й нагрівальний блок (9), оснащений блоком (91) вимірювання температури, і щонайменше одним нагрівальним елементом (92), модифікованим для нагрівання рідини, яка відрізняється тим, що блок (2) керування споживанням енергії містить блок (21) керування постійного струму та блок (22) керування змінного струму та частково підключений до джерела (10) живлення змінного струму, або безпосередньо, або через допоміжне джерело (12) напруги змінного струму, та частково з'єднаний з фотоелектричним блоком (1), виконаним з можливістю створювати постійний струм по суті через головне джерело (6) напруги постійного струму або через послідовно з'єднаний вихідний блок (5) вимірювання струму й напруги, перетворювач (4) постійного струму у постійний і вхідний блок (3) вимірювання струму й напруги, при цьому блок (8) керування також з'єднаний через гальванічно розв'язане допоміжне джерело напруги (7) постійного струму з фотоелектричним блоком (1), і
гальванічно розв'язане головне джерело (11) напруги змінного струму із джерелом (10) живлення змінного струму, при цьому блок (21) керування постійного струму блока (2) керування споживанням енергії виконаний з можливістю працювати в режимі постійної напруги, складається із плавкого запобіжника (211) постійного струму й реле (212) постійного струму, яке з'єднано з терморегулятором (213) постійного струму, тоді як плавкий запобіжник (211) постійного струму з'єднаний через вихідний блок (5) вимірювання з перетворювачем (4) постійного струму у постійний, а блок (22) керування змінного струму блока (2) керування споживанням енергії, виконаний з можливістю працювати в режимі змінної напруги, складається із плавкого запобіжника (221) змінного струму й реле (222) змінного струму, з'єднаного з терморегулятором (223)змінного струму, тоді як плавкий запобіжник (221) змінного струму з'єднаний із джерелом (10) живлення змінного струму, а реле (212) постійного струму та реле (222) змінного струму взаємно пов'язані з нагрівальним блоком (9).
2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що плавкий запобіжник (211) постійного струму й плавкий запобіжник (212) змінного струму блока (2) керування споживанням енергії взаємно пов'язані через елемент (100) захисту керування, з яким з'єднано блок (101) вимірювання температури, запобіжник (102), реле (103) потужності постійного струму й реле (104) потужності змінного струму.
3. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що перетворювач (4) постійного струму у постійний частково пов'язаний з головним джерелом (6) напруги постійного струму, частково із блоком (8) керування, і частково містить взаємно пов'язані головний перемикач (41) і допоміжний перемикач (42), причому поблизу допоміжного перемикача (42) виконаний паралельний контур з інтегрованим індуктивним елементом (43), до якого паралельно підключено конденсатор (44) і навантаження (45).
4. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що блок (2) керування споживанням енергії оснащений зарядним блоком (23), який частково виконаний з реле заряджання (231) й пристроєм (232) керування заряджанням і частково з'єднаний щонайменше з одним акумулятором енергії (13).
5. Система за п. 4, яка відрізняється тим, що акумулятор енергії (13) взаємно пов'язаний з інвертором (15), який модифікований для подачі енергії в мережу (16).
6. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що до блока (2) керування споживанням енергії, а також до блока (8) керування підключений додатковий модуль (14), який складається з реле (141) джерела безперебійного живлення (ДБЖ), а паралельно до нього підключений вхідний елемент (142) вимірювання струму й блок (143) керування (ДБЖ), тоді як вхідний елемент 142 для вимірювання з'єднаний із ДБЖ (10), а реле (141) ДБЖ взаємно пов'язане з інвертором (15).
7. Система за п. 6, яка відрізняється тим, що інвертор (15) реалізований як блок типу ДБЖ із подвійним перетворенням.
8. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що блок (8) керування забезпечений детектором (17) інтелектуального дистанційного керування для виявлення позапікового струму та/або модулем зв'язку (18) для забезпечення зв'язку з головною системою.
9. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що блок (8) керування обладнаний носієм (19) даних для запису порядку роботи системи.
Текст
Реферат: Запропоновано систему для керування електричною енергією, виробленою за допомогою фотоелектричних елементів, яка містить взаємно зв'язані блок (2) керування споживанням енергії, блок (8) керування та нагрівальний блок (9), оснащений блоком (91) вимірювання температури, і щонайменше один нагрівальний елемент (92). який модифікований для нагрівання рідини, причому суть винаходу полягає в тому, що блок (2) керування споживанням енергії містить блок (21) керування постійного струму й блок (22) керування змінного струму, і частково підключений до джерела (10) живлення змінного струму, безпосередньо та/або через допоміжне джерело (12) напруги змінного струму частково з'єднаний з фотоелектричним блоком (І), який створює постійний струм, а саме через головне джерело (6) напруги постійного струму та/або через послідовно з'єднаний вихідний блок (5) вимірювання струму й напруги, перетворювач (4) постійного струму у постійний та вхідний блоки (3) вимірювання струму й напруги, при цьому також блок (8) керування з'єднаний не тільки через гальванічно розв'язане допоміжне джерело (7) напруги постійного струму з фотоелектричним блоком (1), але також через гальванічно розв'язане головне джерело (11) напруги змінного струму із джерелом (10) живлення змінного струму. UA 114663 C2 (12) UA 114663 C2 UA 114663 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Рівень техніки Винахід стосується галузі ефективного використання поновлюваних джерел енергії, коли сонячне випромінювання за допомогою фотоелектричних приладів перетворюється на електричну або теплову енергію, і стосується схем систем для керування електричною енергією, виробленою фотоелементами, які містять взаємно пов'язані електронні компоненти, виконані з можливістю керувати, використовувати й зберігати отриману енергію. Відомий рівень техніки Відомий цілий ряд систем, які використовують енергію, вироблену фотоелементами. Наприклад, у документах US4873480 A, FR2485827 A1, US4649334A описані різні системи, які за допомогою взаємно пов'язаних електронних компонентів мають можливість керувати електричною енергією й передачею виробленої енергії від фотоелектричних панелей в електричну розподільну систему до обладнання або приладів, призначених для збереження енергії. Відомі також автономні енергетичні системи, у яких повністю використовується тільки енергія, отримана від фотоелектричних панелей, в остаточному підсумку, надлишок енергії зберігається в акумуляторах або в іншому накопичувачі енергії. Одним з найширше використовуваних рішень з керування електричною енергією є установлення перетворювача в систему. Перетворювач перетворює постійний струм у змінний струм і забезпечує послідовне з'єднання системи з електричною системою, в остаточному підсумку, енергія споживається в обладнанні, аналогічно тому, якби воно було з'єднане з розподільною системою. Відомі перетворювачі, які для збільшення ефективності використовують моніторинг точки максимального навантаження MPPT (спостереження за точкою максимальної потужності). Системи, обладнані такими перетворювачами, мають можливість працювати в робочому режимі без підключення до електричної системи, коли або вся зроблена енергія споживається, і до зовнішньої розподільної системи не подається жодного навантаження, або отримане навантаження подається в електричну систему й поєднується із власним споживанням. Недоліком даної системи є те, що відбуваються втрати на перетворювачі внаслідок перетворення енергії. Із документа CZ20110582 A3 відомий спосіб ефективної комутації навантаження фотоелектричного генератора на активне навантаження й пристрій для виконання даного способу, у якому вихідне навантаження фотоелектричного генератора зберігається в конденсаторі, і це навантаження далі комутується на активне навантаження за допомогою перемикача перетворювача постійного струму. Комутація перетворювача постійного струму здійснюється шляхом широтно-імпульсної модуляції, ШІМ, яка регулюється за допомогою алгоритму залежно від висоти напруги змінного струму на виході фотоелектричного генератора, тоді як миттєве значення навантаження визначається безупинно. Недоліком даного рішення є структура даної системи, коли конденсатор, в основному, постійно підключений до джерела, а потім перетворювач постійного струму за допомогою регулятора ШІМ підключений до активного навантаження. З погляду перешкод дуже невигідно, коли на навантаженні виникає майже прямокутна форма кривої напруги й струму, що задається частотою ШІМ і значенням напруги конденсатора щодо навантаження. Параметри ШІМ залежать із вхідної напруги на панелях і активного навантаження. Якщо відбувається зміна значення опору, використовуваний алгоритм є досить неточним. Крім того, перетворена даним способом енергія практично непридатна для жодних цілей, крім перетворення в тепло в активній навантазі. Останнє, але не менш важливе те, що виникає навантаження високої напруги на конденсаторі, яке негативно впливає на строк його служби. Ще одним недоліком даної системи є відсутність будь-яких схем регулювання, що дають можливість використовувати отриману таким чином енергію. Вода є досить підходящим середовищем для збереження отриманої енергії. У домашньому господарстві, наприклад, для підготовки гарячого водопостачання використовуються електронагрівачі, які засновані на принципі бака для води й нагрівального блоку, який нагріває воду. У документах CZ25157 U1, CZ22505 U1, CZ22504 U1, US7429719 B1, FR2604322A1 описано пристрій, що використовує для нагрівання води електричну енергію, отриману від фотоелектричних панелей. Недоліком цих рішень є те, що відсутній моніторинг точки максимального навантаження MPPT, що призводить до значних втрат у зв'язку з тим, що опір пристрою не регулюється щодо опору джерела, і енергетична система не може ефективно використовувати отримане навантаження. У документі US5293447 описана система з моніторингом максимального навантаження, який виконується шляхом комутації активного навантаження із двома значеннями, але це обладнання не дозволяє працювати в так званому автономному режимі, коли використовується тільки енергія, отримана від фотоелектричних панелей. 1 UA 114663 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Метою цього винаходу є створення нової системи для керування електроенергією, виробленою фотоелементами, яка дозволила б ефективно використовувати отриману енергію, особливо в режимі постійного струму, коли не виникають втрати енергії внаслідок перетворення постійного струму на змінний струм. Систему відрегульовано для моніторингу точки максимального навантаження MPPT, вона обладнана приладами, які розраховані на використання надлишкової енергії, та оснащена електронними компонентами, які за потреби служать для перетворення постійного струму на змінний струм. Система також виконана з можливістю керування від головного елемента керування, і може працювати в автономному режимі енергоспоживання. Сутність винаходу Поставленої мети в значній мірі досягнуто в цьому винаході, у якому запропонована система для керування електричною енергією, виробленою за допомогою фотоелектричних елементів, яка містить взаємно пов'язані блоки керування споживанням енергії, блок керування й нагрівальний блок, оснащений блоком вимірювання температури, і щонайменше один нагрівальний елемент, який модифікований для нагрівання рідини, при цьому сутність винаходу полягає в тому, що блок керування споживанням енергії містить блок керування постійного струму й блок керування змінного струму, і почасти підключений до джерела змінного струму, або безпосередньо, і/або через допоміжне джерело напруги змінного струму почасти з'єднаний з фотоелектричним блоком, який створює постійний струм, а саме через основне джерело напруги постійного струму й/або через послідовно з'єднаний вихідний блок вимірювання струму й напруги, перетворювач постійного струму й вхідний блок вимірювання струму й напруги, при цьому також блок керування з'єднаний не тільки через гальванічно розв'язане допоміжне джерело напруги постійного струму з фотоелектричним блоком, але також через гальванічно розв'язане головне джерело напруги змінного струму із джерелом живлення змінного струму. Вигідно, коли блок керування постійного струму блоку керування споживанням енергії, виконаний з можливістю працювати в режимі постійної напруги, складається із плавкого запобіжника постійного струму й реле постійного струму, з'єднаного з терморегулятором постійного струму, при цьому плавкий запобіжник постійного струму з'єднаний через вихідний блок вимірювання з перетворювачем постійного струму, а реле постійного струму взаємно пов'язане з нагрівальним блоком. Аналогічно, вигідно, коли блок керування постійного струму блоку керування споживанням енергії, виконаний з можливістю працювати в режимі змінної напруги, складається із плавкого запобіжника змінного струму й реле змінного струму, з'єднаного з терморегулятором змінного струму, при цьому плавкий запобіжник змінного струму з'єднаний із джерелом живлення змінного струму, а реле змінного струму взаємно пов'язане з нагрівальним блоком. В оптимальному випадку плавкий запобіжник постійного струму й плавкий запобіжник змінного струму блоку керування споживанням енергії взаємно пов'язані через елемент захисту керування, при цьому елемент захисту керування з'єднаний із блоком вимірювання температури, плавким запобіжником, реле потужності постійного струму й реле потужності змінного струму. У кращій схемі перетворювач постійного струму почасти пов'язаний з головним джерелом напруги постійного струму, почасти із блоком керування й почасти містить взаємно пов'язані головний перемикач і допоміжний перемикач, причому поблизу допоміжного перемикача виконаний паралельний контур з інтегрованим індуктивним елементом, до якого паралельно підключений конденсатор і навантаження. Також вигідно, коли блок керування споживанням енергії обладнаний зарядним блоком, який почасти виконаний з реле заряджання та приладом керування заряджанням, і почасти пов'язаний щонайменше з одним акумулятором енергії, при цьому акумулятор енергії взаємно пов'язаний з перетворювачем, який модифікований для подачі енергії в мережу. В оптимальному випадку існує додатковий модуль, з'єднаний із блоком керування споживанням енергії, а також із блоком керування, який складається з реле ДБЖ (джерела безперебійного живлення), і до нього паралельно підключений вхідний вимірювальний елемент струму й блок керування ДБЖ, при цьому вхідний вимірювальний елемент з'єднаний із джерелом живлення змінного струму, а реле ДБЖ взаємно пов'язане з перетворювачем, який, у кращій схемі виконаний з типом ДБЖ із подвійним перетворенням. Нарешті, вигідно, коли блок керування забезпечений датчиком інтелектуального дистанційного керування для виявлення поза пікової електроенергії й/або модулем зв'язку для забезпечення зв'язку з головною системою, при цьому він оснащений носієм пам'яті для запису порядку роботи системи. 2 UA 114663 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 За допомогою цього винаходу досягнута, у порівнянні з існуючим рівнем техніки, більш висока ефективність, яка полягає в тому, що система керування електроенергією, одержуваною від фотоелементів, призначена для ефективного використання отриманої електроенергії, особливо, коли енергія використовується в режимі постійного струму, і за допомогою перетворювача постійного струму можна постійно здійснювати відстежування MPPT. Система також призначена для використання надлишкової енергії, коли енергія зберігається в акумуляторах і/або використовується для нагрівання рідини й одночасно також для перетворення постійного струму, який отриманий від фотоелектричних панелей, на змінний струм. Опис креслень Конкретні приклади запропонованого рішення схематично показані на доданих кресленнях, на яких: на фіг. 1 показано принципову схему системи в конфігурації для нагрівання води, на фіг. 2 показано принципову схему системи в повній конфігурації, на фіг. 3 показано схему перетворювача постійного струму й на фіг. 4 показано принципову схему плавких запобіжників. Креслення, які ілюструють цей винахід, і послідовно описують приклади конкретних схем, жодним чином не обмежують обсяг захисту, який згаданий в описі, а тільки пояснюють сутність винаходу. Приклади здійснення винаходу Система керування електричною енергією, виробленою фотоелементами, містить, в основному, автономну установку відповідно до фіг. 1, фотоелектричний блок 1, який підключений паралельно із блоком 2 керування споживанням енергії й підключення виконане почасти через послідовно з'єднаний вхідний блок 3 вимірювання струму й напруги, перетворювач 4 постійного струму у постійний вихідний блок 5 вимірювання струму й напруги, і почасти через головне джерело 6 напруги постійного струму. Перетворювач 4 постійного струму у постійний виконаний таким чином, щоб максимальне навантаження завжди залишалося постійним, і додатково з'єднаний з головним джерелом 6 напруги постійного струму й із блоком 8 керування. Блок 8 керування потім підключений до блоку 2 керування споживанням енергії, а також через гальванічно розв'язане допоміжне джерело 7 напруги постійного струму - до фотоелектричного блоку 1. Блок 2 керування споживанням енергії містить два блоки 21, 22 терморегулювання, які з'єднано з нагрівальним блоком 9. Нагрівальний блок 9 виконано із блоком 91 вимірювання температури й нагрівальним елементом 92, який призначений для нагрівання рідини, при цьому нагрівальний блок 9 у той же час підключено до блоку 8 керування. Блок 21 керування постійного струму блоку 2 керування споживанням енергії, який працює в режимі напруги постійного струму, виконано із плавким запобіжником 211 постійного струму, реле 212 постійного струму й терморегулятором 213 постійного струму, при цьому з'єднано через вихідний блок 5 вимірювання з перетворювачем 4 постійного струму у постійний. Блок 22 керування змінного струму блоку 2 керування споживанням енергії складається із плавкого запобіжника 221 змінного струму, реле 222 змінного струму й терморегулятора змінного струму 223, і з'єднаний із джерелом 10 живлення змінної напруги. До джерела 10 живлення змінного струму потім підключений, як через гальванічно розв'язане головне джерело 11 напруги змінного струму блок 8 керування, так і через допоміжне джерело 12 напруги змінного струму, блок керування споживанням енергії в цілому. Як показано на фіг. 2, система, яка працює в автономному режимі, а також в острівному енергетичному режимі, обладнана блоком керування споживанням енергії 2 із вбудованим зарядним блоком 23, який виконано з реле 231 заряджання й приладом 232 керування заряджанням, і з'єднано з акумулятором енергії 13, при цьому акумулятор 13 з'єднано з інвертором 15, який служить для вибору джерела живлення. Із блоком 2 керування споживанням енергії також з'єднаний додатковий модуль 14, який складається з реле 141 ДБЖ (джерело безперебійного живлення), до якого паралельно підключений елемент 142 для вимірювання вхідного струму й блок 143 керування ДБЖ, при цьому додатковий модуль 14 також підключено до перетворювача струму 15. Блок 8 керування також оснащений як датчиком інтелектуального дистанційного керування 17 для виявлення поза пікового струму, так і модулем 18 для забезпечення зв'язку з головною системою за допомогою обраного інтерфейсу, наприклад, універсальної шини послідовної передачі даних (USB), Ethernet, RS232, RS485, Wіfі, Bluetooth, так і носієм інформації 19 для запису порядку роботи системи, наприклад, кількості виробленої або спожитої енергії, значень струму, напруги або температури. 3 UA 114663 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перетворювач постійного струму 4, показаний на фіг. 3, містить взаємно пов'язані головний перемикач 41 і допоміжний перемикач 42, які виконані на МОН-транзисторах типу N, що працюють у двох станах, або включеному, або виключеному. Поблизу допоміжного перемикача 42 виконаний паралельний контур з інтегрованим індуктивним елементом 43, до якого паралельно підключений конденсатор 44 і навантаження 45. На фіг. 4 показана схема теплового захисту, який виконаний із взаємно інтегрованим плавким запобіжником 211 постійного струму й плавким запобіжником 212 змінного струму блоку 2 керування споживанням енергії. Плавкі запобіжники 211, 212 містять елемент 100 для захисту керування, який одержує живлення від головного джерела 6 напруги постійного сіруму та/або від допоміжного джерела 12 напруги змінного струму, при цьому до елемента 100 для захисту керування підключений пристрій 101 для вимірювання температури, запобіжник 102, реле 103 потужності постійного струму й реле 104 потужності змінного струму. Постійний струм, вироблений у фотоелектричному блоці 1, частково надходить у вхідний пристрій вимірювання струму й напруги 3, а потім у перетворювач 4 постійного струму у постійний, та частково направляється через допоміжне джерело 7 напруги постійного струму в блок 8 керування, і частково направляється через головне джерело 6 напруги постійного струму в блок 2 керування споживанням енергії, а також у перетворювач 4 постійного струму у постійний. Функція синхронного перетворювача 4 постійного струму у постійний полягає в тому, що вхідна напруга направляється через два послідовно з'єднані перемикачі 41, 42, коли у випадку включеного положення головного перемикача 41 струм не надходить у допоміжний перемикач 42, а направляється через паралельний контур через індуктивний елемент 43 у конденсатор 44 і навантаження 45. Індуктивний елемент 43 діє, як пристрій, і це призводить до лінійного збільшення струму й росту напруги на конденсаторі 44. У випадку, коли головний перемикач 41 виключений, це призводить до одночасного включеного стану допоміжного перемикача 42, і індуктивний елемент 43 починає діяти, як джерело, якому відповідає комутація полярності напруги, коли струм надходить від індуктивного елемента 43 у конденсатор 44 і навантаження 45, і в той же час напруга лінійно зменшується. Процес повторюється періодично із частотою f. Шляхом зміни періоду включення/вимикання окремих перемикачів 41, 42 можна змінювати напругу на навантаженні 45 від Одо UFV для знаходження точки максимальної ефективності МРР. З фотоелектричного блоку 1 знаходиться фактичне значення струму й напруги, і в кожний момент обчислюється вихідний сигнал, отриманий від фотоелектричного блоку 1, у той час як змінюється час включеного стану перемикачів 41, 42 у випадку вихідної напруги, відповідної вимозі максимального вихідного сигналу, створюваного фотоелектричним блоком 1. Вихідний струм від перетворювача 4 постійного струму у постійний направляється через вихідний пристрій 5 вимірювання струму й напруги в блок 21 керування постійного струму блоку 2 керування споживанням енергії, У такий спосіб оброблена енергія надходить у блок 2 керування споживанням енергії, при цьому блок 8 керування повинен ухвалити рішення щодо подальшого використання енергії. Основним пристроєм подачі енергії або від фотоелектричного блоку 1, або від блоку 10 живлення змінного струму є нагрівальний блок 9, при цьому для поділу постійного й змінного струму виконано гальванічну розв'язку в допоміжному джерелі напруги постійного струму 7, а також в основному джерелі 11 напруги змінного струму, а також у блоці 2 керування споживанням енергії, коли блок керування постійного струму 21 й блок 22 керування змінного струму обладнані реле 212 постійного струму й реле 222 змінного струму, які забезпечують стійкість контактів до напруги. Терморегулятори 213, 223 у блоках 21, 22 керування уможливлюють у випадку, коли температура в нагрівальному блоці 9 нижче за значення, що задається користувачем, включення реле постійного струму, і в нагрівальний елемент 92 направляється енергія від блоку живлення змінного струму 10. При такому включенні реле 212 постійного струму, в нагрівальний елемент 92 направляється енергія від фотоелектричного блоку 1. Користувач у такому випадку використовує енергію від блоку 10 живлення змінного струму для нагрівання води у випадку, коли енергії від сонця недостатньо, або у випадку, коли датчик інтелектуального дистанційного керування визначає низький тариф електроенергії. Якщо температура в нагрівальному блоці 9 досягає необхідного значення, нагрівання від блоку 10 живлення змінного струму припиняється, і енергія, отримана від фотоелектричного блоку 1, направляється для іншого використання. Енергія, отримана від фотоелектричного блоку 1, або від блоку 10 живлення змінного струму, може бути спрямована в блок керування споживанням енергії в зарядному блоці 23 та/або спрямована в додатковий модуль 14. У зарядному блоці 23 енергія направляється в реле 231 заряджання, яким керує пристрій 232 керування заряджанням, при цьому реле 231 заряджання заряджає підключений акумулятор 13 у вигляді різних типів батарей, коли 4 UA 114663 C2 5 10 15 20 акумулятор 13 служить у якості проміжного контуру для подачі енергії в інвертор 15 і далі в мережу 16. У додатковому модулі 14 енергія направляється через вхідний вимірювальний елемент струму 142 й реле 141 ДБЖ, а потім продовжує надходити в інвертор 15, при цьому реле керує блок керування 143 ДБЖ. Додатковий модуль 14 забезпечує можливість заряджання акумулятора 13 при використанні перетворювача 4 постійного струму у постійний, при цьому одержуючи перевагу від використання фотоелектричного блоку 1 в точці максимальної потужності. Наступною функцією додаткового модуля 14 є моніторинг струму, який проходить через одну фазу, і комутація інвертора 15 у випадку перевищення заданого навантажеаня для комутації, і при цьому досягається виключення втрат у навантаженні у інверторі 15. Інвертор 15 у цьому випадку здійснений за допомогою типу ДБЖ із подвійним перетворенням. Таким чином, система дає можливість підтримувати одну фазу за допомогою ДБЖ і керувати потоком енергії, коли джерело живлення усіх компонентів системи дублюється. Усе керування системою виконане за допомогою блоку 8 керування, який передає й оцінює інформацію від перетворювача 4 постійного струму у постійний, від блоку керування 2 споживанням енергії, від додаткового модуля 14 і від датчика 17 інтелектуального дистанційного керування. Промислова застосовність Цей винахід призначений для інтеграції у фотоелектричні системи, щоб одержати економічне використання джерел енергії при ефективному використанні енергії, яку отримано від фотоелементів, а також для можливості використання дешевої енергії з розподільної мережі, у той час як подавана енергія в систему може бути використана для нагрівання води або заряджання акумуляторів. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Система для керування електричною енергією, виробленою за допомогою фотоелектричних елементів, яка містить взаємно пов'язані блок (2) керування споживанням енергії, блок (8) керування й нагрівальний блок (9), оснащений блоком (91) вимірювання температури, і щонайменше одним нагрівальним елементом (92), модифікованим для нагрівання рідини, яка відрізняється тим, що блок (2) керування споживанням енергії містить блок (21) керування постійного струму та блок (22) керування змінного струму та частково підключений до джерела (10) живлення змінного струму, або безпосередньо, або через допоміжне джерело (12) напруги змінного струму, та частково з'єднаний з фотоелектричним блоком (1), виконаним з можливістю створювати постійний струм по суті через головне джерело (6) напруги постійного струму або через послідовно з'єднаний вихідний блок (5) вимірювання струму й напруги, перетворювач (4) постійного струму у постійний і вхідний блок (3) вимірювання струму й напруги, при цьому блок (8) керування також з'єднаний через гальванічно розв'язане допоміжне джерело напруги (7) постійного струму з фотоелектричним блоком (1), і гальванічно розв'язане головне джерело (11) напруги змінного струму із джерелом (10) живлення змінного струму, при цьому блок (21) керування постійного струму блока (2) керування споживанням енергії виконаний з можливістю працювати в режимі постійної напруги, складається із плавкого запобіжника (211) постійного струму й реле (212) постійного струму, яке з'єднано з терморегулятором (213) постійного струму, тоді як плавкий запобіжник (211) постійного струму з'єднаний через вихідний блок (5) вимірювання з перетворювачем (4) постійного струму у постійний, а блок (22) керування змінного струму блока (2) керування споживанням енергії, виконаний з можливістю працювати в режимі змінної напруги, складається із плавкого запобіжника (221) змінного струму й реле (222) змінного струму, з'єднаного з терморегулятором (223)змінного струму, тоді як плавкий запобіжник (221) змінного струму з'єднаний із джерелом (10) живлення змінного струму, а реле (212) постійного струму та реле (222) змінного струму взаємно пов'язані з нагрівальним блоком (9). 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що плавкий запобіжник (211) постійного струму й плавкий запобіжник (212) змінного струму блока (2) керування споживанням енергії взаємно пов'язані через елемент (100) захисту керування, з яким з'єднано блок (101) вимірювання температури, запобіжник (102), реле (103) потужності постійного струму й реле (104) потужності змінного струму. 3. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що перетворювач (4) постійного струму у постійний частково пов'язаний з головним джерелом (6) напруги постійного струму, частково із блоком (8) керування, і частково містить взаємно пов'язані головний перемикач (41) і допоміжний перемикач (42), причому поблизу допоміжного перемикача (42) виконаний паралельний контур з інтегрованим індуктивним елементом (43), до якого паралельно підключено конденсатор (44) і навантаження (45). 5 UA 114663 C2 5 10 15 4. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що блок (2) керування споживанням енергії оснащений зарядним блоком (23), який частково виконаний з реле заряджання (231) й пристроєм (232) керування заряджанням і частково з'єднаний щонайменше з одним акумулятором енергії (13). 5. Система за п. 4, яка відрізняється тим, що акумулятор енергії (13) взаємно пов'язаний з інвертором (15), який модифікований для подачі енергії в мережу (16). 6. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що до блока (2) керування споживанням енергії, а також до блока (8) керування підключений додатковий модуль (14), який складається з реле (141) джерела безперебійного живлення (ДБЖ), а паралельно до нього підключений вхідний елемент (142) вимірювання струму й блок (143) керування (ДБЖ), тоді як вхідний елемент 142 для вимірювання з'єднаний із ДБЖ (10), а реле (141) ДБЖ взаємно пов'язане з інвертором (15). 7. Система за п. 6, яка відрізняється тим, що інвертор (15) реалізований як блок типу ДБЖ із подвійним перетворенням. 8. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що блок (8) керування забезпечений детектором (17) інтелектуального дистанційного керування для виявлення позапікового струму та/або модулем зв'язку (18) для забезпечення зв'язку з головною системою. 9. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що блок (8) керування обладнаний носієм (19) даних для запису порядку роботи системи. 6 UA 114663 C2 7 UA 114663 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA system for management of electric energy produced by photovoltaic cells
Автори англійськоюTvardik, Ivo
Автори російськоюТвардик Иво
МПК / Мітки
МПК: F24D 12/02, H02J 9/04, G05F 1/67
Мітки: система, виробленою, фотоелементами, керування, електричною, енергією
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/10-114663-sistema-dlya-keruvannya-elektrichnoyu-energiehyu-viroblenoyu-fotoelementami.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система для керування електричною енергією, виробленою фотоелементами</a>
Попередній патент: Очисник головок коренеплодів
Наступний патент: Спосіб отримання гранульованого носія, що містить іммобілізовані мікроорганізми
Випадковий патент: Подрібнювач ударно-відцентрової дії