一種利用兩種電池混合儲(chǔ)能的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光伏離網(wǎng)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用兩種電池混合儲(chǔ)能的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)都是使用單一的儲(chǔ)能形式，例如鉛酸蓄電池(包括普通鉛酸免維護(hù)蓄電池、鉛酸膠體電池、鉛酸卷繞電池、純鉛電池等)、鋰離子電池(包括三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池等)、鎳鎘電池、礬硫電池、石墨電池等。但是這些儲(chǔ)能形式要么壽命不高(例如普通鉛酸免維護(hù)電池、鎳鎘電池)，要么成本高昂(例如鋰離子電池、礬硫電池和膠體電池等特殊的鉛酸電池)，這些都導(dǎo)致離網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性不足，往往是投資還沒(méi)有收回，就又面臨著更換電池的新一輪投資，甚至是投資永遠(yuǎn)大于收益，這也是制約離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展的一大因素。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)上述問(wèn)題中存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種利用兩種電池混合儲(chǔ)能的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，使其打破傳統(tǒng)的單一儲(chǔ)能模式，采用兩種不同類(lèi)型的電池共同儲(chǔ)能，充分發(fā)揮兩種電池或造價(jià)低或壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，而盡可能減少其缺點(diǎn)帶來(lái)的影響，從而實(shí)現(xiàn)低成本長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能形式，同時(shí)兼顧成本和壽命的因素，提高離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。
[0004]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種利用兩種電池混合儲(chǔ)能的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中，包括太陽(yáng)能電池組件、雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器、主儲(chǔ)能元件、備用儲(chǔ)能元件和負(fù)載，所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器分別與所述太陽(yáng)能電池組件、所述主儲(chǔ)能元件、所述備用儲(chǔ)能元件和所述負(fù)載相連接，所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器包括充放電單元、中央處理單元、顯示單元，所述充放電單元和所述顯示單元均與所述中央處理單元連接。
[0005]優(yōu)選的，所述負(fù)載包括直流負(fù)載和交流負(fù)載，所述直流負(fù)載和所述交流負(fù)載均與所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器相連接。
[0006]優(yōu)選的，還包括離網(wǎng)逆變器，所述離網(wǎng)逆變器設(shè)置在所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器和所述交流負(fù)載之間。
[0007]優(yōu)選的，所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器中還設(shè)置有雙電源切換開(kāi)關(guān)，所述雙電源切換開(kāi)關(guān)與所述中央處理單元連接。
[0008]優(yōu)選的，所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器還具有用于外部電源輸入的電源輸入端。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]本發(fā)明打破傳統(tǒng)的單一儲(chǔ)能模式，采用兩種不同類(lèi)型的電池共同儲(chǔ)能，充分發(fā)揮兩種電池或造價(jià)低或壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，而盡可能減少其缺點(diǎn)帶來(lái)的影響，從而實(shí)現(xiàn)低成本長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能形式，同時(shí)兼顧成本和壽命的因素，提高離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]主要元件符號(hào)說(shuō)明:
[0013]1-太陽(yáng)能電池組件2-雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器
[0014]3-負(fù)載 4-主儲(chǔ)能元件5-備用儲(chǔ)能元件
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖與實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但所舉實(shí)例不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例包括太陽(yáng)能電池組件1、雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器2、主儲(chǔ)能元件4、備用儲(chǔ)能元件5和負(fù)載3，雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器2分別與太陽(yáng)能電池組件1、主儲(chǔ)能元件4、備用儲(chǔ)能元件5和負(fù)載3相連接，雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器2包括充放電單元、中央處理單元、顯示單元，充放電單元和顯示單元均與中央處理單元連接，其功能是保證離網(wǎng)光伏系統(tǒng)正常工作的前提下，通過(guò)對(duì)兩種儲(chǔ)能元件的優(yōu)化組合、合理調(diào)配，實(shí)現(xiàn)降低成本、延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。同時(shí)由于優(yōu)化了充電順序，可減少充電過(guò)程中的浪費(fèi)，提高系統(tǒng)效率。
[0017]負(fù)載3包括直流負(fù)載和交流負(fù)載，直流負(fù)載和交流負(fù)載均與雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器2相連接。還包括離網(wǎng)逆變器，離網(wǎng)逆變器設(shè)置在雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器和交流負(fù)載之間。雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器2中還設(shè)置有雙電源切換開(kāi)關(guān)，雙電源切換開(kāi)關(guān)與中央處理單元連接。雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器2還具有用于外部電源輸入的電源輸入端。
[0018]在系統(tǒng)充電時(shí)，太陽(yáng)能電池組件1利用光生伏打效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，這些電能通過(guò)雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器2首先為主儲(chǔ)能元件4進(jìn)行充電，當(dāng)主儲(chǔ)能元件4即將充滿(mǎn)，需要對(duì)其充電電流進(jìn)行限制時(shí)，打開(kāi)為備用儲(chǔ)能元件5充電的回路，將太陽(yáng)能電池組件1轉(zhuǎn)換的多余電能充至備用儲(chǔ)能元件5，直至將兩種儲(chǔ)能元件都充滿(mǎn)進(jìn)入浮充狀態(tài)或關(guān)閉其充電狀態(tài)；在系統(tǒng)放電時(shí)，首先由雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器2打開(kāi)主儲(chǔ)能元件4向負(fù)載3放電的回路，同時(shí)監(jiān)測(cè)其放電電壓電流，通過(guò)電池電量管理系統(tǒng)對(duì)放電過(guò)程進(jìn)行控制，當(dāng)主儲(chǔ)能元件4放電至設(shè)定的狀態(tài)時(shí)，雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器2打開(kāi)備用儲(chǔ)能元件5向負(fù)載3放電的回路，關(guān)閉或限制主儲(chǔ)能元件4向負(fù)載3放電，直到放電終止。
[0019]本實(shí)施例中打破傳統(tǒng)的單一儲(chǔ)能模式，采用兩種不同類(lèi)型的電池共同儲(chǔ)能，充分發(fā)揮兩種電池或造價(jià)低或壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，而盡可能減少其缺點(diǎn)帶來(lái)的影響，從而實(shí)現(xiàn)低成本長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能形式。例如對(duì)于一套太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)中所使用的儲(chǔ)能器件，所需的儲(chǔ)能容量實(shí)際上是由每天都需要進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的部分和為了保證連續(xù)陰雨天等惡劣天氣造成的影響而備用的部分所共同組成的，我們可以對(duì)于每天都循環(huán)的部分采用一種允許深度充放電且壽命長(zhǎng)但成本較高的電池如膠體蓄電池或磷酸鐵鋰蓄電池來(lái)實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于備用的部分，因其不經(jīng)常被使用到，我們則可以只是使用普通鉛酸蓄電池或其它低成本電池來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣可以兼顧成本和壽命的因素，提高離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。
[0020]系統(tǒng)由壽命更長(zhǎng)的電池作為主儲(chǔ)能元件完成每天一個(gè)循環(huán)的日常充放電，而循環(huán)壽命較短的電池作為備用儲(chǔ)能元件一般只是工作在浮充狀態(tài)，只是在陰雨天等太陽(yáng)能充電不足的情況下才會(huì)調(diào)用鉛酸蓄電池里面的電能大大減少了蓄電池的循環(huán)深度和循環(huán)次數(shù)，因此可以大幅度的提升系統(tǒng)儲(chǔ)能單元的使用年限。
[0021 ] 在效率方面:不論是哪種電池，其充電曲線都是電壓越高電流越小，這也就是說(shuō)在充電初期，電池的充電接受能力是很強(qiáng)的，幾乎可以達(dá)到100%，而在充電后期電池快要充滿(mǎn)的時(shí)候，電池的充電接受能力就會(huì)大大下降，如果單純按照太陽(yáng)能電池板功率X峰值日照時(shí)間的關(guān)系來(lái)計(jì)算太陽(yáng)能電池板的配置，會(huì)造成實(shí)際使用中電池總是充不滿(mǎn)。將兩種電池混合使用后，我們可以將兩種電池的充電過(guò)程統(tǒng)一管理，由系統(tǒng)根據(jù)兩種電池的不同特性，對(duì)充電能量進(jìn)行分配，初期僅為主儲(chǔ)能元件充電，當(dāng)主電池電壓升高快要充滿(mǎn)時(shí)，同時(shí)為備用電池充電，直到兩種電池都被充滿(mǎn)，這樣做可以最大限度的優(yōu)化蓄電池的充電過(guò)程以保證電池壽命，同時(shí)也最大限度的利用了太陽(yáng)能，減少浪費(fèi)，提高系統(tǒng)的綜合效率。如果結(jié)合對(duì)太陽(yáng)能電池工作點(diǎn)的控制，預(yù)計(jì)可將系統(tǒng)綜合效率由原來(lái)的60%左右提升至80%左右。這樣一來(lái)提高了系統(tǒng)效率，降低了太陽(yáng)能電池板的配置，經(jīng)濟(jì)型和安全性都將有所提尚ο
[0022]在維護(hù)方面:由于電池壽命大大延長(zhǎng)，因此系統(tǒng)的維護(hù)周期也被大大延長(zhǎng)，離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的維護(hù)成本將有非常顯著的降低。
[0023]在經(jīng)濟(jì)性分析:從長(zhǎng)期考慮，由于維護(hù)成本的大幅度降低，使用兩種電池混合儲(chǔ)能的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能是大大優(yōu)于傳統(tǒng)離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的。離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)壽命的延長(zhǎng)，使蓄電池更換帶來(lái)的維護(hù)困難迎刃而解，使得基于離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的各類(lèi)應(yīng)用成為真正實(shí)用的產(chǎn)品，可以改變?nèi)藗儗?duì)太陽(yáng)能路燈工程就是形象工程、面子工程的認(rèn)知，也使得大面積推廣應(yīng)用太陽(yáng)能的目標(biāo)不再成為空話，其社會(huì)效益十分重大。
[0024]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用兩種電池混合儲(chǔ)能的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽(yáng)能電池組件、雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器、主儲(chǔ)能元件、備用儲(chǔ)能元件和負(fù)載，所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器分別與所述太陽(yáng)能電池組件、所述主儲(chǔ)能元件、所述備用儲(chǔ)能元件和所述負(fù)載相連接，所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器包括充放電單元、中央處理單元、顯示單元，所述充放電單元和所述顯示單元均與所述中央處理單元連接。2.如權(quán)利要求1所述的利用兩種電池混合儲(chǔ)能的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載包括直流負(fù)載和交流負(fù)載，所述直流負(fù)載和所述交流負(fù)載均與所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器相連接。3.如權(quán)利要求2所述的利用兩種電池混合儲(chǔ)能的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括離網(wǎng)逆變器，所述離網(wǎng)逆變器設(shè)置在所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器和所述交流負(fù)載之間。4.如權(quán)利要求3所述的利用兩種電池混合儲(chǔ)能的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器中還設(shè)置有雙電源切換開(kāi)關(guān)，所述雙電源切換開(kāi)關(guān)與所述中央處理單元連接。5.如權(quán)利要求4所述的利用兩種電池混合儲(chǔ)能的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器還具有用于外部電源輸入的電源輸入端。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種利用兩種電池混合儲(chǔ)能的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，涉及一種光伏離網(wǎng)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。該實(shí)用新型包括太陽(yáng)能電池組件、雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器、主儲(chǔ)能元件、備用儲(chǔ)能元件和負(fù)載，雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器分別與太陽(yáng)能電池組件、主儲(chǔ)能元件、備用儲(chǔ)能元件和負(fù)載相連接，雙路儲(chǔ)能太陽(yáng)能充放電控制器包括充放電單元、中央處理單元、顯示單元，充放電單元和顯示單元均與中央處理單元連接。本實(shí)用新型打破傳統(tǒng)的單一儲(chǔ)能模式，采用兩種不同類(lèi)型的電池共同儲(chǔ)能，充分發(fā)揮兩種電池的優(yōu)點(diǎn)，而盡可能減少其缺點(diǎn)帶來(lái)的影響，從而實(shí)現(xiàn)低成本長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能形式，同時(shí)兼顧成本和壽命的因素，提高離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。
【IPC分類(lèi)】H02J7/35, H02S10/20
【公開(kāi)號(hào)】CN205039735
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520785093
【發(fā)明人】朱新宇, 凌強(qiáng), 張力剛, 王正, 王健, 許光杰, 劉飛
【申請(qǐng)人】保利新能源科技（北京）有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年10月11日