本實用新型涉及太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太陽能是最普遍的自然資源，也是取之不盡的可再生能源。太陽能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)稱為太陽能光伏發(fā)電技術(shù)(簡稱PV技術(shù))。太陽能光伏發(fā)電不僅可以部分代替化石燃料發(fā)電，而且可以減少CO₂和有害氣體的排放，防止地球環(huán)境惡化，因此發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球各國解決能源與經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境保護之間矛盾的最佳途徑之一。

分布式光伏發(fā)電特指采用光伏組件，將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的分布式發(fā)電系統(tǒng)。它是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式，它倡導(dǎo)就近發(fā)電，就近并網(wǎng)、就近轉(zhuǎn)換、就近使用的原則，不僅能夠有效提高同等規(guī)模光伏電站的發(fā)電量，同時還有效解決了電力在升壓及長途運輸中的損耗問題。

目前應(yīng)用最為廣泛的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，是建在建筑物屋頂?shù)墓夥l(fā)電項目，方便接入就近接入公共電網(wǎng)，與公共電網(wǎng)一起為附近的用戶供電。從發(fā)電入網(wǎng)角度出發(fā)，根據(jù)家庭用電情況可以給出系統(tǒng)施工要求、設(shè)計方法以及光伏組件、逆變器的選擇等。

現(xiàn)有的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、重量大，導(dǎo)致其運輸困難，不易實現(xiàn)大范圍推廣普及。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：提供一種分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

提供一種分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)，包括：

供能裝置，用于對儲能裝置進行能源供應(yīng)，包括太陽能板以及市電電源；所述太陽能板通過太陽能充放電控制器與所述儲能裝置連接，所述市電電源通過濾波器以及充電器與所述儲能裝置連接；

儲能裝置，包括若干磷酸鐵鋰電芯，若干所述磷酸鐵鋰電芯通過串聯(lián)及并聯(lián)形成所需電壓及容量的儲能裝置；

所述市電電源以及所述太陽能板均可對所述儲能裝置進行儲能后通過所述儲能裝置對用電負載進行間接供電，所述市電電源可不經(jīng)過所述儲能裝置而對所述用電負載直接供電。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述磷酸鐵鋰電芯為矩形，其數(shù)量為30個，均采用單個電芯容量為56AH、標稱電壓3.2V的電芯，通過15串2并的方式進行組合。

其中15串2并指每4塊磷酸鐵鋰電芯進行串聯(lián)，2串聯(lián)的磷酸鐵鋰電池進行并聯(lián)。以下4串2并、3串2并與此結(jié)構(gòu)相同，區(qū)別僅在于串聯(lián)的磷酸鐵鋰電池的數(shù)量。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述市電電源與所述用電負載之間設(shè)置有第一靜態(tài)開關(guān)。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述儲能裝置與所述用電負載之間依次設(shè)置有逆變器以及輸出變壓器。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述太陽能板與所述逆變器之間通過導(dǎo)線連接，并通過設(shè)置在所述導(dǎo)線上的第二靜態(tài)開關(guān)選擇性控制所述導(dǎo)線的通斷。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述輸出變壓器與所述用電負載之間設(shè)置有第三靜態(tài)開關(guān)。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述儲能裝置包括相串聯(lián)的第一儲能模塊、第二儲能模塊、第三儲能模塊以及第四儲能模塊，所述第一儲能模塊、所述第二儲能模塊以及所述第三儲能模塊中均以4串2并的方式設(shè)置有8塊矩形磷酸鐵鋰電芯，所述第四儲能模塊采用3串2并得方式設(shè)置有6塊矩形磷酸鐵鋰電芯。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一儲能模塊、所述第二儲能模塊、所述第三儲能模塊以及所述第四儲能模塊均包括用于安裝所述磷酸鐵鋰電芯的殼體以及設(shè)置在所述殼體頂部的蓋板，所述第四儲能模塊的蓋板上設(shè)置有電池管理系統(tǒng)(BMS)。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述儲能模塊之間通過可拆卸的方式固定連接。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，相鄰的所述儲能模塊之間間隔設(shè)置。

本實用新型的有益效果為：采用分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)污染小、環(huán)保效益突出。分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)在發(fā)電過程中沒有噪聲，也不會對空氣和水產(chǎn)生污染；能夠在一定程度上緩解局地的用電緊張狀況；分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)發(fā)電接入配電網(wǎng)，發(fā)電用電并存。采用磷酸鐵鋰電池作為儲能裝置有效減小分布式家庭光伏儲能系統(tǒng)的體積以及重量，提高其運輸?shù)谋憷浴?/p>

附圖說明

下面根據(jù)附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1為實施例所述分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實施例所述儲能裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實施例所述的又一分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

100、市電電源；101、濾波器；102、充電器；103、第一靜態(tài)開關(guān)；

200、太陽能板；201、太陽能充放電控制器；202、逆變器；203、輸出變壓器；204、第二靜態(tài)開關(guān)；205、第三靜態(tài)開關(guān)；

300、儲能裝置；301、第一儲能模塊；302、第二儲能模塊；303、第三儲能模塊；304、第四儲能模塊；305、殼體；306、蓋板；307、電池管理系統(tǒng)；

400、用電負載。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。

如圖1、2所示，于本實施例中，本實用新型所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)，包括：

供能裝置，用于對儲能裝置300進行能源供應(yīng)，包括太陽能板200以及市電電源100；所述太陽能板200通過太陽能充放電控制器201與所述儲能裝置300連接，所述市電電源100通過濾波器101以及充電器102與所述儲能裝置300連接；

儲能裝置300，包括若干磷酸鐵鋰電芯，若干所述磷酸鐵鋰電芯通過串聯(lián)及并聯(lián)形成所需電壓及容量的儲能裝置300；

所述市電電源100以及所述太陽能板200均可對儲能裝置300進行儲能后通過所述儲能裝置300對用電負載400進行間接供電，所述市電電源100可不經(jīng)過儲能裝置300而對用電負載400直接供電。

供能裝置包括太陽能板200以及市電電源100，作為光伏系統(tǒng)，本實施例中將太陽能板200作為主要的能源供應(yīng)裝置，在有充足光照的情況下通過太陽能板200對儲能裝置300進行能源補充。采用市電電源100作為輔助能源供應(yīng)裝置，當光照不足時太陽能板200無法滿足充電需求可以通過市電電源100對儲能裝置300進行電量補充，同時本實施例中市電電源100還可以不經(jīng)過儲能裝置300直接對用電負載400進行供電。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，市電電源100還可以在對儲能裝置300進行充電的同時對用電負載400進行電能供應(yīng)。

本實施例中采用磷酸鐵鋰電芯作為儲能裝置300，相較于常用的鉛酸電池，磷酸鐵鋰電芯的體能比(電量與質(zhì)量的比值)可以達到170WH/KG，是傳統(tǒng)鉛酸電池的3.5倍，在儲能系統(tǒng)儲存相同能量的前提下本實施例所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)體積更小、重量更輕，可以有效的解決系統(tǒng)的運輸問題，同時，磷酸鐵鋰電芯循環(huán)壽命更高，可以達到4000次以上，更為環(huán)保，減少對環(huán)境的污染。

于本實施例中，所述磷酸鐵鋰電芯為矩形，其數(shù)量為30個，均采用單個電芯容量為56AH、標稱電壓3.2V的電芯，通過15串2并的方式進行組合。

電芯的數(shù)量并不局限于30個，在其它實施例中電芯的數(shù)量可以采用多于30個或少于30個，電芯容量、標稱電壓也可以采用其它，通過相應(yīng)的組合方式得到滿足輸出所需的性能的儲能裝置。

組合后儲能裝置300的規(guī)格為48V/100AH,能量為5.376KWH，重量約43.5KG；如采用相同的48V/100AH的鉛酸電芯，重量超過100KG,解決家庭儲能的運輸問題。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述市電電源100與所述用電負載400之間設(shè)置有第一靜態(tài)開關(guān)103。

為了選擇性控制市電電源100對用電負載400的電能供應(yīng)，在用電負載400與市電電源100之間設(shè)置第一靜態(tài)開關(guān)103，當?shù)谝混o態(tài)開關(guān)103閉合時市電電源100直接對用電負載400供電，當?shù)谝混o態(tài)開關(guān)103斷開時，市電電源100與用電負載400之間形成開路，市電電源100不對用電負載400進行供電。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述儲能裝置300與所述用電負載400之間依次設(shè)置有逆變器202以及輸出變壓器203。

圖3為本實施例中所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的又一種優(yōu)選的技術(shù)方案，在本方案中所述太陽能板200與所述逆變器202之間通過導(dǎo)線連接，并通過設(shè)置在所述導(dǎo)線上的第二靜態(tài)開關(guān)204選擇性控制所述導(dǎo)線的通斷。

當太陽能充足的時候，可以采用太陽能板200直接對用電負載400進行供電，即將所述第二靜態(tài)開關(guān)204閉合，此時太陽能板200產(chǎn)生的電能直接通過逆變器202以及輸出變壓器203連接至用電負載400，為了進一步控制太陽能板200以及儲能裝置300對用電負載400的電能供應(yīng)，所述輸出變壓器203與所述用電負載400之間設(shè)置有第三靜態(tài)開關(guān)205。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述儲能裝置300包括相串聯(lián)的第一儲能模塊301、第二儲能模塊302、第三儲能模塊303以及第四儲能模塊304，所述第一儲能模塊301、所述第二儲能模塊302以及所述第三儲能模塊303中均以4串2并的方式設(shè)置有8塊矩形磷酸鐵鋰電芯，所述第四儲能模塊304采用3串2并得方式設(shè)置有6塊矩形磷酸鐵鋰電芯。

將儲能裝置300設(shè)置為多模塊的形式可以降低每個模塊的重量，便于儲能裝置300的運輸，同時在儲能裝置300維護的過程中還可以避免將整個儲能裝置300完全拆卸，提高維護效率、降低維護成本。

作為所述的分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一儲能模塊301、所述第二儲能模塊302、所述第三儲能模塊303以及所述第四儲能模塊304還包括用于安裝所述磷酸鐵鋰電芯的殼體305以及設(shè)置在所述殼體305頂部的蓋板306，所述第四儲能模塊304的蓋板306上設(shè)置有電池管理系統(tǒng)307(BMS)。通過電池管理系統(tǒng)307可以準確的估測動力電池組的荷電狀態(tài)，保證荷電狀態(tài)維持在合理的范圍內(nèi)，防止由于過充或過放電對電池的損傷。同時還可以動態(tài)監(jiān)測電池組的工作狀態(tài)，在儲能裝置300充放電過程中，實時采集儲能裝置300中每塊電芯的端電壓和溫度、充放電電流，挑選出有問題的電芯，包裝儲能裝置300運行的可靠性和高效性。通過設(shè)置電池管理系統(tǒng)307還可以為每個電芯均衡充電，使電儲能裝置300中各個電芯都達到均衡一致的狀態(tài)。

為了保證儲能裝置300組裝以及運輸?shù)撵`活性，同時保證其在工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性，所述儲能模塊之間通過可拆卸的方式固定連接。在運輸及維護過程中可將其拆開單獨處理，在使用過程中將其固定連接，保證電連接的穩(wěn)定可靠。

相鄰的所述儲能模塊之間間隔設(shè)置，將儲能裝置300分隔為多個儲能模塊并間隔設(shè)置，可以有效的對儲能裝置300進行散熱，避免儲能裝置300熱量過高造成分布式光伏家庭儲能系統(tǒng)故障。

于本文的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”僅用于在描述上加以區(qū)分，不具有特殊含義。

需要聲明的是，上述具體實施方式僅僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術(shù)原理，在本實用新型所公開的技術(shù)范圍內(nèi)，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所容易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。