专利名称：一种太阳能光伏建筑集成系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属太阳能利用技术领域，具体涉及一种太阳能光伏建筑集成系统。
技术背景作为一种绿色无污染的可再生能源，太阳能的开发利用已经成为二十一世纪世界经济 发展中具有决定意义的重要技术领域，是世界各国可持续发展中能源战略的重要组成部分。而将太阳能应用于展览场馆、道路交通、体育场地、居民小区、机关大院和学校、公 园等是国家实施能源战略的重要方面，也成为科研人员和商家企业竞相研发的重要课题。太阳能利用中的重要问题是成本比较高，并且受到天气晴雨的影响，尤其是在阴雨天没有太阳照射时，须将太阳能供电方式及时转换成市供电方式。发明内容本实用新型的目的在于提供一种成本较低、控制方便的太阳能光伏建筑集成系统，为 居民小区等场所提供太阳能供电的户外照明。本实用新型提出的太阳能光伏集成系统，由下述三个独立系统组成太阳能光伏屋顶 系统、太阳能光伏集中供电系统、太阳能独立照明系统。其中(1) 太阳能光伏屋顶系统的结构如图1所示。它由光伏电池阵列1、蓄电池2、控制器 3、逆变器4、交流配电器5、监测系统6、直流负载7和交流负载8经电路连接组成，其 中，控制器3用于控制光伏电池阵列(太阳能电池阵列)对蓄电池的充电，使充电电压和电 流平稳、快速、高效，同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。此外，控制器 3为直流负载7(如果有的话的)提供稳定的直流电；逆变器4(即DC/AC转换器)将光伏电池 阵列1和蓄电池2提供的低压直流电逆变成220伏或380伏的交流电，提供给交流负载8 使用；交流配电器5提交流负载8在太阳能供电方式和市电供电方式之间的切换；监测系 统(6)提供对整个系统运行情况的监测。本系统中，光伏电池阵列1设置于建筑物屋顶上，控制器3对蓄电池2和逆变器4进 行远程监控，交流负载8为该幢建筑物的走廊灯、门户灯、门号灯和本幢建筑物周边地域 的公共照明设施等。本系统中，建筑物屋顶可以是平顶、山形，也可以是圆弧形等。(2) 太阳能光伏集中供电系统与前述太阳能光伏屋顶系统相同，只是其中的光伏电池 阵列1设置在集中供电的建筑物屋顶，而交流负载8为整个小区或庭院的庭院灯、道路灯、 景观灯、公用电话、防盗设施、监视器、喷水景观等用电设施。其中的集中供电的建筑物 可建成景观层、展示室、机房等多种功能用房。3、太阳能独立照明系统的结构如图3所示，它比前2个系统更为简单。它由光伏电 池阵列1、蓄电池2、监测系统6和直流负载7经电路连接组成。这里， 一个直流负载7 就是一个照明灯， 一个独立照明系统就是一盏太阳能灯。该系统主要提供小区或庭院的部 分路灯、草坪灯、庭院灯的照明供电。这些灯可以美化小区环境，使用安全，并且不需挖 沟铺线，省工省电。本实用新型中，负载使用的照明灯可选用节能荧光灯，以节省电力开支。 本实用新型系统中(指屋顶系统和集中供电系统)采用太阳能优先供电方式，即当有太 阳照射时，系统优先使用太阳能供电方式，当阴雨天导致太阳能供电不足时，系统自动切 换到市网供电，以维持各种照明灯的用电需求；当有太阳能时，系统立即自动切换到太阳 能供电方式。本实用新型将上述3个系统组合，构成小区太阳能光伏建筑集成系统，将太阳能资源 优化组合，对小区的不同对象进行分别处理，以确保小区安全、有效供电，达到节能、省 钱的目的。本实用新型系统可广泛用于居民住宅小区、机关大院、学校、公园、体育场地、 展览会馆等场所。
图1为本实用新型太阳能光伏屋顶系统和集中供电系统的结构图示。 图2为本实用新型太阳能光伏独立系统结构图示。 图3为本实用新型中控制器电路原理图。 图4为本实用新型中逆变器电路原理图。图中标号l为光伏电池阵列，2为蓄电池，3为控制器，4为逆变器，5为交流配电 器，6为监测系统，7为直流负载，8为交流负载，9为市电，IO为限流控制器，11为放 电控制器，12为再调整器，13为分流调节器。
具体实施方式
本实用新型中，光伏电池阵列l(即太阳能电池板)面积为100W/m2左右，用支架将其安 装在屋顶上，支架采用镀锌角钢，安装要求确保在12级台风的天气条件下仍安全可靠。 安装方位正向朝南，倾角根据安装现场所在地讳度不同而不同，可视情况作土5。的调整。 蓄电池2、控制器3、逆变器4等组件设计在一个通风条件好、具有接线装置的专用箱中， 既保持箱内空气流通、干燥，又避免阳光直接照射。专用箱的位置尽量地与太阳能电池板 位置接近，所减少由于线路所带来的能量损失。本实用新型中，控制器的电路原理图见图3所示。它由限流控制IO、放电控制ll、再 调整器12、分流调节器13以及相关开关、继电器等元器件经电路连接组成，并与太阳能 电池阵列1和交流配电器电路连接。其基本作用是为蓄电池2提供最佳的充电电流和电压， 快速、高效、平稳地为蓄电池2充电；并在充电过程中减少损耗，尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。如果用户使用直流负载，通过控制器为负载提供稳定的直流电。本实用新型中，逆变器4电路原理图见图4所示。它由左半部分的蓄电池过充、放电 保护电路和右半部分的单管自激式逆变器电路组成。其中，L,、 L2是输出变压器，L是反 馈线圈，d、 C2、 C3是电容，R,是可调电阻，R2、 R3为电阻，J为继电器，T,为三极管(晶体 管)，D,为二极管。电源接通时，通过电阻R,使晶体管L导通，使L,的电流I,增加，正反 馈使T,进入饱和状态。电容d的电位不断降低。当电流L达到饱和时，电感电流13^0， 晶体管T,的Vbe被钳位到某一负电位，晶体管L迅速截止，I,"O，电源又通过R,给d充电。 当电容端电压达到一定值时晶体管T,重新导通。这样晶体管T,周期性地从饱和区进入截止 区，在线圈L2上产生交流电输出。
权利要求1、一种太阳能光伏建筑集成系统，其特征在于由下述三个独立系统组成太阳能光伏屋顶系统、太阳能光伏集中供电系统、太阳能独立照明系统；其中(1)太阳能光伏屋顶系统由光伏电池阵列(1)、蓄电池(2)、控制器(3)、逆变器(4)、交流配电器(5)、监测系统(6)、直流负载(7)和交流负载(8)经电路连接组成，其中，控制器(3)用于控制光伏电池阵列对蓄电池的充电，使充电电压和电流平稳、快速、高效，同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生；控制器(3)还为直流负载(7)提供稳定的直流电；逆变器(4)将光伏电池阵列(1)和蓄电池(2)提供的低压直流电逆变成220伏或380伏的交流电，提供给交流负载(8)使用；交流配电器(5)提供交流负载(8)在太阳能供电方式和市电供电方式之间的切换；监测系统(6)提供对整个系统运行情况的监测；本系统中，光伏电池阵列(1)设置于建筑物屋顶上，控制器(3)对蓄电池(2)和逆变器(4)进行远程监控，交流负载(8)为该幢建筑物的走廊灯、门户灯、门号灯和本幢建筑物周边地域的公共照明设施；(2)太阳能光伏集中供电系统与前述太阳能光伏屋顶系统相同，只是其中的光伏电池阵列(1)设置于集中供电的建筑物屋顶，而交流负载(8)为整个小区或庭院的庭院灯、道路灯、景观灯、公用电话、防盗设施、监视器、喷水景观等用电设施；(3)太阳能独立照明系统由光伏电池阵列(1)、蓄电池(2)、监测系统(6)和直流负载(7)经电路连接组成；这里，一个独立照明系统就是一盏太阳能灯；该系统提供小区或庭院的部分路灯、草坪灯、庭院灯的照明供电。
2、 根据权利要求1所述的太阳能光伏建筑集成系统，其特征在于负载使用的照明灯为 节能荧光灯。
专利摘要本实用新型属太阳能利用技术领域，具体为一种太阳能光伏建筑集成系统。它由3个独立的系统组成太阳能光伏屋顶系统、太阳能光伏集中供电系统、太阳能独立照明系统。其中，前二者的系统由太阳能光伏电池阵列、蓄电池、控制器、逆变器、交流配电器、监测系统、直流负载和交流负载经电路连接组成。屋顶系统适用于单幢建筑，集中供电系统适用于整个小区。独立照明系统适用于单盏照明灯。三个系统组合，优化了小区太阳能资源的利用，针对小区不同对象进行分别处理，以保持小区安全、有效供电，达到节能、省钱的目的。
文档编号F21S11/00GK201018310SQ20062004743
公开日2008年2月6日 申请日期2006年11月2日 优先权日2006年11月2日
发明者仇燮阳, 仇立安, 阎佰杰 申请人:上海呈湛实业有限公司