集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)，包括用于將光能轉(zhuǎn)換成電能的光伏組件、儲(chǔ)能部件、升壓逆變器，所述光伏組件通過所述升壓逆變器與用電設(shè)備相連，所述用電設(shè)備與所述光伏組件均與所述儲(chǔ)能部件相連。首先，光伏組件將光能轉(zhuǎn)換成電能，電能不僅通過儲(chǔ)能蓄電池儲(chǔ)存起來，還通過升壓逆變器傳輸給用電設(shè)備，當(dāng)光伏組件產(chǎn)生的電能不足時(shí)，可以采用儲(chǔ)能蓄電池將存儲(chǔ)的電能通過升壓逆變器來給用電設(shè)備供電。該系統(tǒng)簡單，集成度高，便于操作管理，成本低廉。
【專利說明】集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，尤其是涉及一種集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國大面積國土光源充沛、分布均勻。與水電、風(fēng)電、核電等相比，太陽能發(fā)電無污染、無噪音、應(yīng)用技術(shù)成熟以及安全可靠。除大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電和離網(wǎng)應(yīng)用外，太陽能還可以通過抽水、超導(dǎo)、蓄電池、制氫等多種方式儲(chǔ)存，利用太陽能可以滿足我國對(duì)能源的需求。
[0003]傳統(tǒng)的光儲(chǔ)系統(tǒng)的主要為分布式冷、熱、電三聯(lián)供組成的微網(wǎng)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的光儲(chǔ)系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)需要滿足不同的工作環(huán)境，且各個(gè)子系統(tǒng)布置分散、配合困難、存在配合損耗、調(diào)試維護(hù)非常不便、投資成本高以及性價(jià)比低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種易于操作管理、成本低廉、一體化的集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)。
[0005]其技術(shù)方案如下:一種集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)，包括用于將光能轉(zhuǎn)換成電能的光伏組件、儲(chǔ)能部件、升壓逆變器，所述光伏組件通過所述升壓逆變器與用電設(shè)備相連，所述用電設(shè)備與所述光伏組件均與所述儲(chǔ)能部件相連。
[0006]下面對(duì)進(jìn)一步技術(shù)方案進(jìn)行說明:
[0007]優(yōu)選的，在所述逆變器與所述用電設(shè)備相連的輸電線路上設(shè)置有第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的一端與所述升壓逆變器的輸出端相連，所述第一開關(guān)的另一端與所述用電設(shè)備相連。設(shè)置第一開關(guān)，根據(jù)光源強(qiáng)度狀況和電網(wǎng)功率潮流，可以按時(shí)段將系統(tǒng)并入380V微網(wǎng)對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行供電。
[0008]優(yōu)選的，所述第一開關(guān)的另一端還通過第二開關(guān)與工業(yè)變壓器相連，所述工業(yè)變壓器與高壓輸電線相連。工業(yè)變壓器將升壓逆變器輸出的380V電壓升至10KV，通過架空線路進(jìn)行輸配電。
[0009]優(yōu)選的，所述儲(chǔ)能部件為儲(chǔ)能蓄電池，所述儲(chǔ)能蓄電池連接有電池管理系統(tǒng)。通過電池管理系統(tǒng)能掌控儲(chǔ)能蓄電池的工作狀態(tài)，管理好儲(chǔ)能蓄電池，能保證儲(chǔ)能蓄電池安全使用。
[0010]優(yōu)選的，還包括集裝箱，所述光伏組件、儲(chǔ)能部件、升壓逆變器均設(shè)置在所述集裝箱內(nèi)。
[0011]優(yōu)選的，所述集裝箱內(nèi)還設(shè)置有冰蓄系統(tǒng)，所述冰蓄系統(tǒng)與所述升壓逆變器的輸出端相連。當(dāng)日照條件較好時(shí)，光伏組件對(duì)儲(chǔ)能蓄電池組充電完畢之后，為提高電能利用率，經(jīng)過直交流變換輸出電能，對(duì)冰蓄系統(tǒng)供電，制冰蓄能。需要時(shí)，冰蓄系統(tǒng)可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)重要的電力電子設(shè)備和主控設(shè)備等重要設(shè)備進(jìn)行冷卻保護(hù)。
[0012]優(yōu)選的，在所述集裝箱內(nèi)還設(shè)有吸熱裝置。該吸熱裝置為廢熱再利用熱水器，廢熱再利用熱水器的循環(huán)管設(shè)置在集裝箱內(nèi)部，循環(huán)管內(nèi)裝冷水，對(duì)集裝箱產(chǎn)生的廢熱進(jìn)行利用，能延長集裝箱的使用壽命。
[0013]下面對(duì)前述技術(shù)方案的原理、效果等進(jìn)行說明:
[0014]光伏組件將光能轉(zhuǎn)換成電能，電能不僅通過儲(chǔ)能蓄電池儲(chǔ)存起來，還通過升壓逆變器傳輸給用電設(shè)備。當(dāng)光伏組件產(chǎn)生的電能不足時(shí)，可以采用儲(chǔ)能蓄電池將存儲(chǔ)的電能通過升壓逆變器來給用電設(shè)備供電。該系統(tǒng)簡單，集成度高，便于操作管理，系統(tǒng)輸出電壓穩(wěn)定，成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述集約式儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述集約式儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)工作狀態(tài)圖一；
[0017]圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述集約式儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)工作狀態(tài)圖二；
[0018]圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述集約式儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)工作狀態(tài)圖三。
[0019]附圖標(biāo)記說明:
[0020]10、光伏組件，20、升壓逆變器，30、儲(chǔ)能蓄電池，31、電池管理系統(tǒng)，40、用電設(shè)備，50、第一開關(guān)，60、吸熱裝置，70、冰蓄系統(tǒng)，80、第二開關(guān)，90、工業(yè)變壓器，100、集裝箱。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0022]如圖1所示，一種集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)，包括用于將光能轉(zhuǎn)換成電能的光伏組件
10、儲(chǔ)能部件、升壓逆變器20，所述光伏組件10通過所述升壓逆變器20與用電設(shè)備40相連，所述用電設(shè)備40與所述光伏組件10均與所述儲(chǔ)能部件相連。
[0023]光伏組件10將光能轉(zhuǎn)換成電能，電能不僅通過儲(chǔ)能蓄電池30儲(chǔ)存起來，還通過升壓逆變器20傳輸給用電設(shè)備40，當(dāng)光伏組件10產(chǎn)生的電能不足時(shí)，可以采用儲(chǔ)能蓄電池30將存儲(chǔ)的電能通過升壓逆變器20來給用電設(shè)備40供電。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，便于操作管理，成本低廉。
[0024]其中，在所述逆變器與所述用電設(shè)備40相連的輸電線路上設(shè)置有第一開關(guān)50，所述第一開關(guān)50的一端與所述升壓逆變器20的輸出端相連，所述第一開關(guān)50的另一端與所述用電設(shè)備40相連。設(shè)置第一開關(guān)50，根據(jù)光源強(qiáng)度狀況和電網(wǎng)功率潮流，可以按時(shí)段將系統(tǒng)并入380V微網(wǎng)對(duì)用電設(shè)備40進(jìn)行供電。所述第一開關(guān)50的另一端還通過第二開關(guān)80與工業(yè)變壓器90相連，所述工業(yè)變壓器90與高壓輸電線相連。工業(yè)變壓器90將升壓逆變器20輸出的380V電壓升至10KV，通過架空線路進(jìn)行輸配電。
[0025]所述儲(chǔ)能部件為儲(chǔ)能蓄電池30，所述儲(chǔ)能蓄電池30連接有電池管理系統(tǒng)31。通過電池管理系統(tǒng)31能掌控儲(chǔ)能蓄電池30的工作狀態(tài)，管理好儲(chǔ)能蓄電池30，能保證儲(chǔ)能蓄電池30安全使用。
[0026]該集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)還包括集裝箱100，所述光伏組件10、儲(chǔ)能部件、升壓逆變器20均設(shè)置在所述集裝箱100內(nèi)。所述集裝箱100內(nèi)還設(shè)置有冰蓄系統(tǒng)70，所述冰蓄系統(tǒng)70與所述升壓逆變器20的輸出端相連。當(dāng)日照條件較好時(shí)，光伏組件10對(duì)儲(chǔ)能蓄電池組充電完畢之后，為提高電能利用率，經(jīng)過直交流變換輸出電能，對(duì)冰蓄系統(tǒng)70供電，制冰蓄能。需要時(shí)，冰蓄系統(tǒng)70可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)重要的電力電子設(shè)備和主控設(shè)備等重要設(shè)備進(jìn)行冷卻保護(hù)。在所述集裝箱100內(nèi)還設(shè)有吸熱裝置60。該吸熱裝置60為廢熱再利用熱水器，廢熱再利用熱水器的循環(huán)管設(shè)置在集裝箱100內(nèi)部，循環(huán)管內(nèi)裝冷水，對(duì)集裝箱100產(chǎn)生的廢熱進(jìn)行利用，能延長集裝箱100的使用壽命。
[0027]集裝箱100內(nèi)安裝有吸熱裝置60，該吸熱裝置60具有冷水管道，冷水管道中流動(dòng)著冷水，流動(dòng)著的冷水將集裝箱100內(nèi)所設(shè)置的電氣設(shè)備及儲(chǔ)能蓄電池30所產(chǎn)生的熱量帶走，并將該熱量輸出到外部熱水器實(shí)現(xiàn)廢熱再利用。
[0028]本實(shí)施例中，本發(fā)明的集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)的輸出電壓穩(wěn)定，系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備工作安全穩(wěn)定，空間利用率高。集裝箱兼做光伏支架，占地面積小，不需另占空間即可實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電及儲(chǔ)能。本發(fā)明所述集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)將電氣連接減至最少，功率損耗低，對(duì)光原利用率高。本發(fā)明的集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)能相互并聯(lián)入網(wǎng)，提高功率輸出。
[0029]下面對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)組件進(jìn)行工作說明:
[0030]光伏組件:使用光伏陣列組件，輸出的直流電壓為30V，它在人體安全電壓36V以下。對(duì)光伏組件的輸出端進(jìn)行電壓檢測(cè)和電流檢測(cè)，在后級(jí)直交流變換裝置中，加入MPPT最大功率點(diǎn)跟蹤功能，保證光伏組件10在發(fā)電工作時(shí)以最大效率工作。本發(fā)明的實(shí)施例中，光伏組件10使用型號(hào)為尚德STP250S-20/Wd組件，該型號(hào)的光伏組件10的最大額定輸出功率為500W，輸出額定電壓為直流30V。本發(fā)明所述集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)含兩塊型號(hào)為STP250S-20/Wd所述光伏組件10。
[0031]儲(chǔ)能蓄電池及電池管理系統(tǒng):蓄電池組充電回路上的電壓在36V以下，與光伏陣列輸入電壓保持一致，以鉛酸電池或者鋰電池為主。與光伏組件10之間的進(jìn)行直接的電氣連接，使得蓄電池組充電過程中的電路損耗降到最低。當(dāng)光伏組件10停止工作時(shí)，電池進(jìn)行供電輸出。本實(shí)施例中，儲(chǔ)能蓄電池采用鋰電池，蓄電池組額定電壓為30V，蓄電池儲(chǔ)能容量為lkWh。安裝電池管理系統(tǒng)31對(duì)單一的儲(chǔ)能蓄電池進(jìn)行監(jiān)控保護(hù)。
[0032]直交流升壓逆變器:直交流升壓逆變器20對(duì)光伏組件10或儲(chǔ)能蓄電池30輸出的直流30V進(jìn)行升壓變換，先升至540V到600V之間的直流電壓，之后通過并網(wǎng)控制進(jìn)行三相橋式逆變，輸出380V三相交流電。對(duì)三相橋式逆變電路進(jìn)行并網(wǎng)控制，保證380V交流輸出可以隨時(shí)對(duì)用電設(shè)備40進(jìn)行供電，或并網(wǎng)發(fā)電。
[0033]冰蓄系統(tǒng):當(dāng)日照光源較充沛時(shí)，光伏組件10對(duì)儲(chǔ)能蓄電池組充電完畢之后，為提高電能利用率，經(jīng)過直交流逆變器輸出高壓電，并對(duì)冰蓄系統(tǒng)70供電，制冰蓄能。本實(shí)施例中，冰蓄系統(tǒng)及冷循環(huán)系統(tǒng)，僅對(duì)電力電子設(shè)備和主控設(shè)備進(jìn)行冷卻，使用蛇型鋼盤管，電路發(fā)熱器件采用鋁散熱片通過硅膠黏合，鋼盤管傳熱散熱。需要時(shí)，冰蓄系統(tǒng)70可以對(duì)本發(fā)明集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)中重要的電力電子設(shè)備和主控設(shè)備等較為重要的設(shè)備進(jìn)行冷卻保護(hù)。
[0034]第一開關(guān):根據(jù)日照光源強(qiáng)度和電網(wǎng)功率的需求，可以按時(shí)段將系統(tǒng)并入380V微網(wǎng)對(duì)用電設(shè)備40進(jìn)行供電，或者經(jīng)工業(yè)變壓器90將380V電壓升壓到IOKV輸送至架空線路進(jìn)行輸配電。
[0035]吸熱裝置60:本發(fā)明系統(tǒng)內(nèi)采用吸熱裝置60，將集裝箱100內(nèi)電氣設(shè)備、儲(chǔ)能電池產(chǎn)生的熱量和日照余熱經(jīng)水冷壁水冷管收集至熱水器，實(shí)現(xiàn)廢熱再用。
[0036]本發(fā)明根據(jù)光照強(qiáng)度及電網(wǎng)功率需求，可以分為三種工作模態(tài)，以下對(duì)本發(fā)明的三種工作模態(tài)進(jìn)行詳細(xì)說明:[0037]工作模態(tài)一:光伏組件10對(duì)儲(chǔ)能蓄電池組進(jìn)行充電。
[0038]請(qǐng)參照?qǐng)D2，光伏組件10僅對(duì)儲(chǔ)能蓄電池組進(jìn)行充電，電池管理保證蓄電池組的安全健康充電，并進(jìn)行必要的過熱過充保護(hù)。此時(shí)，直交流變換部件及后級(jí)的冰蓄系統(tǒng)70均不工作，減少能量損耗。
[0039]工作模態(tài)二:光伏組件10經(jīng)直交升壓逆變器20將30V電壓轉(zhuǎn)換輸出380V三相電，并對(duì)冰蓄系統(tǒng)70供電，根據(jù)用戶需要還可將該380V三相電連接至用電設(shè)備或者連接至聞壓輸電線上。
[0040]請(qǐng)參照?qǐng)D3，當(dāng)儲(chǔ)能蓄電池組充電完畢，日照條件較好時(shí)，光伏組件10輸出電能，經(jīng)過升壓逆變器20直交流變換輸出380V三相電，對(duì)冰蓄系統(tǒng)70供電。冰蓄系統(tǒng)70工作，對(duì)升壓逆變器20的電力電子設(shè)備和主控設(shè)備進(jìn)行冷卻保護(hù)。同時(shí)根據(jù)需要，進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電。
[0041]工作模態(tài)三:儲(chǔ)能蓄電池組經(jīng)過升壓逆變器20直交流變換輸出380V三相電，對(duì)冰蓄系統(tǒng)70供電，并根據(jù)用戶需要進(jìn)行電能輸出或者并網(wǎng)。
[0042]請(qǐng)參照?qǐng)D4，當(dāng)日照條件不滿足時(shí)，儲(chǔ)能蓄電池組輸出電能，經(jīng)后級(jí)的升壓逆變器20變換為380V三相交流電，或?qū)Ρ钕到y(tǒng)70進(jìn)行供電，并根據(jù)需要進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電。
[0043]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)，其特征在于，包括用于將光能轉(zhuǎn)換成電能的光伏組件、儲(chǔ)能部件、升壓逆變器，所述光伏組件通過所述升壓逆變器與用電設(shè)備相連，所述用電設(shè)備與所述光伏組件均與所述儲(chǔ)能部件相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)，其特征在于，在所述逆變器與所述用電設(shè)備相連的輸電線路上設(shè)置有第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的一端與所述升壓逆變器的輸出端相連，所述第一開關(guān)的另一端與所述用電設(shè)備相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)的另一端還通過第二開關(guān)與工業(yè)變壓器相連，所述工業(yè)變壓器與高壓輸電線相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能部件為儲(chǔ)能蓄電池，所述儲(chǔ)能蓄電池連接有電池管理系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)，其特征在于，還包括集裝箱，所述光伏組件、儲(chǔ)能部件、升壓逆變器均設(shè)置在所述集裝箱內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)，其特征在于，所述集裝箱內(nèi)設(shè)置有冰蓄系統(tǒng)，所述冰蓄系統(tǒng)與所述升壓逆變器的輸出端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的集約式光儲(chǔ)熱冷系統(tǒng)，其特征在于，在所述集裝箱內(nèi)設(shè)有吸熱裝置。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK103607034SQ201310566260
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】譚茂強(qiáng), 李鵬飛, 張旭光, 張雪焱, 徐龍博, 楊生華, 劉代智, 裴輝明, 陳虎 申請(qǐng)人:中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院