专利名称：棚式太阳能电站的制作方法
技术领域：
棚式太阳能电站技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能电站，尤其涉及一种栩式太 阳能电站，是一种太阳能光伏发电的中小型电站，以太阳能电池板作为发 电单元，同时也作为建筑物屋顶材料的太阳能光伏发电电站。背景技术：
在现有技术中，太阳能电站的使用已经十分广泛。但是， 其主体部件太阳能电池板阵列均不作为建筑物的一部分，而是采用另外的 刚性支架支撑太阳能电池板组成阵列，即是与建筑物不是一体化的。其缺 点是成本高昂，另外还要占用一定的土地面积放置阵列本身此外，这样的 用电组合，撤除或搬迁也很困难。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安装和 拆卸方便和使用安全的拥式太阳能电站。为了达到上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案设计一种棚 式太阳能电站，以单晶硅太阳能电池板作为发电单元，该棚式太阳能电站 之由数个单晶硅或者非晶硅电池板构成并经过整体式封装的太阳能电池板 阵列1作为电站棚2的棚顶，太阳能电池板阵列1的发电输出线6先后通 过充电放电控制器3、蓄电池组4、逆变器5与交流供电盘8相连。太阳能 电池板阵列1受到太阳光的照射后，发生光伏效应，部分太阳光能转变成 电能，形成电动势，接通电路后，产生直流电流，即为发出了电。本实用新型的工作原理说明如下太阳能电池板阵列1受到太阳光的 照射后，发生光伏效应，部分太阳光能转变成电能，形成电动势，接通电 路后，产生直流电流，即为发出了电。上述发出的电，通过充电放电控制器3实施充电保护、过放电保护、 蓄电池充电温度补偿、正极反接保护、短路保护、过载保护、过热保护(带
散热装置)和雷击保护等功能控制后，对蓄电池组4进行充电，使蓄电池组 处于充电饱和状态；经过充电放电控制器3的功能控制后，蓄电池组4向 逆变器5输出直流电流,逆变器5将其逆变转换成AC 220V/50Hz的交流电， 输出到交流供电盘8，再分配供给给各个用电负载。本实用新型的的太阳能电站，太阳能电池板阵列1下方铺垫有防雨层 16,防雨层16搭接在电站棚2之拥顶横梁17上。本实用新型的太阳能电站，充电放电控制器3的输入端还具有一个与 市交流电源联接的市电充电器7，以利于阴雨天供电。具体地说，如果遇到 阴雨天，太阳能电池板阵列1的发电受阻，本实用新型还可以通过充电放 电控制器3内的转换开关自动转换，切断太阳能电池板阵列1的输出线路， 转由与外来电相连接的备用市电充电器7向蓄电池组充电，然后再通过逆 变器5逆变后输出到交流供电盘8，再向用电负载供电；也可以通过人工转 换交流供电盘8内的转换开关，直接由外来电向交流供电盘8输出，再向 用电负载供电。单个太阳能电池板的峰值功率可以有10Wp、 12Wp、 14Wp、 15Wp、 16Wp、 18Wp、 20Wp、 24Wp、 26Wp、 30Wp、 36Wp、 40Wp、 70Wp、 75Wp、 80Wp、 150Wp、 160Wp、 170Wp、 180Wp等多种。其外形尺寸根据峰值功率的不同而有多种； 太阳能电池板的使用数量，也即是整个太阳能电池板阵列的总峰值功率是 与电站所带动的负载大小有关的。本实用新型的太阳能电站，电站棚2之棚顶为倾斜式。例如，倾斜至 与水平面夹角20 25°，以利于太阳能电池板呈最佳的照射角度，提髙其供本实用新型的太阳能电站，如果是小型棚式时,充电放电控制器3、逆 变器5、市电充电器7和交流供电盘8集成于小型盒体内。既节约空间,又便 于使用。本实用新型的太阳能电站，组成蓄电池组4的各蓄电池最好是阀控式
密封铅黢蓄电池。其使用寿命较长，可长达6年以上，使用时，充电深度 可设定在30 50%之间。本实用新型的太阳能电站，逆变器5可以是修正正弦波逆变器。在满 足普通交流用电要求的前提下，可以降低电站的建设成本。与现有技术相比，本实用新型具有如下明显的优点1、房屋建筑和电 站设施一体化，尤其是直接利用电站的太阳能电池板阵列作为屋顶主要材 料，因而节约建设成本；2、使用方便，免维修；3、安装、撖卸和搬迁十 分容易，撤卸下来的原材料可以再利用；4、实用性强在长时间的阴雨天 本实用新型也能正常工作；5、使用范围广可广泛应用于室外停车场、室 外简单库房、书报亭、保安亭、公交车站和过街人行天桥等。
以下是本实用新型的附图说明图1-1是一种单晶硅太阳能电池板的正面示意图；图1-2是一种单晶硅太阳能电池板的背面示意图；图2-1是一种非晶硅太阳能电池板的受光面示意图；图2-2是一种非晶硅太阳能电池板的背面示意图；图3是拥式太阳能电站工作原理图；图4是市电充电器7的电气线路图；图5是交流供电盘8的电气线路图；图6是一种小型拥式太阳能电站的外形结构示意图；图7是一种大型拥式太阳能电站的外形结构示意图；图8是太阳能电池板与电站棚顶横梁的连接结构图 图9是图8的A放大图。图1 图9中1是太阳能电池板阵列，2是电站棚，3是充电放电控 制器，4是蓄电池组，5是逆变器，6是发电输出线，7是市电充电器，8 是交流供电盘，9是太阳能电池板，IO是电池板接线盒，ll是电池板引线 盒，12是电池板安装孔，13是电池板边框，14是嫁钉组件，15是橡皮垫
圈，16是防雨层，17是棚顶横梁，T是调压器，B是整流电桥，Cl、 C2 是电容器，K是闸刀开关，L是电源指示灯。
具体实施方式
以下通过具体的实施方式对本实用新型进行更加 详细的描述参照图1-1, 3, 6, 7,拥式太阳能电站,是以单晶硅太阳能电池板作为发 电单元，由数个单晶硅或者非晶硅电池板构成并经过整体式封装的太阳能 电池板阵列1是电站棚2的棚顶，太阳能电池板阵列1的发电输出线6先 后通过充电放电控制器3、蓄电池组4、逆变器5与交流供电盘8相连。参照图8， 9,太阳能电池板阵列1下方铺垫有防雨层16,防雨层16搭 接在电站栩2之棚顶横梁17上,即防雨层16位于棚顶横梁17和橼条的上 面。参照图3,充电放电控制器3的输入端还具有一个与市交流电源联接的 市电充电器7。实施例A—小型棚式太阳能电站其结构参见图6,工作原理参见图3,外形尺寸为长2. 55米，宽1. 7 米，髙3米。本电站的太阳能电池板阵列在最短日照月份2月，每天所发 的电可以向IOO瓦左右的交流负载，晚上提供电力8小时左右，如果配合 使用备用外来电，即使连续阴雨天，也可以全天供电。本电站各个主要部 件的配置选用如下太阳能电池板阵列l:用我公司生产的峰值功率为35Wp、外形尺寸643咖 X1253咖X40mm、单块重童14. 7kg的非晶硅太阳能电池板6块，总峰值 功率为210Wp，全部并联成一组，组成太阳能电池板阵列1,其发电输出 最高工作电压为DC 58V,最高输出工作电流为DC 6A，阵列总重量为 88. 2kg。充电放电控制器3:用我公司生产的300VA充电放电控制器,它具备充 电保护、过放电保护、正极反接保护、短路保护、过载保护、过热保护(带
散热装置)等功能。蓄电池组4:用DJ系列DC2V 200Ah阀控式免维护密封铅酸蓄电池12 个，全部串联后组成蓄电池组。总输出电压为DC 24V,总容量为200Ah，单 个蓄电池重量为13.6kg,蓄电池组总重量为163.2kg<>逆变器5:用W-300型正弦波逆变器，其输入为I)C 24V直流电，输出 为修正正弦波AC 220V/50Hz交流电，最大输出电流为1. 36A。电池板阵列发电输出线6:用截面面积为3mm2的软质普通电缆线，接 头处采用锡焊连接。备用充电器7:用我公司自己设计制作的备用充电器，其电路图如图4 所示，其中调压器T参数为300VA,整流电桥B参数为5A,电容器C1、 C2 参数为10000微法(耐压450V)。交流供电盘8:选用我公司自己设计制作的交流供电盘，其电路图如图 5所示,其中闸刀开关K参数为单相三线10A (酎压AC450V)。电站棚2:骨架的上端屋面与水平面呈22.3度的角度，以利于太阳能 电池板呈最佳的照射角度，在棚顶横梁17和槺条的上面铺设厚度lmm的防 雨层16,再在拥顶横梁17和防雨层16上固定太阳能电池板9;充电放电 控制器3、逆变器5、市电充电器7和交流供电盘8放置在同一个箱体内， 安放在建筑物内的墙壁上。蓄电池组4装在木制小柜子内，放置在建筑物 内角落的地面上、电池板阵列发电输出线6用以并联电池板成组后再总输 出连接到充电放电控制器3的输入端子上。电站棚2之每个立柱的下端， 打有两个M10的地脚螺钉与地面固定。本小型棚式太阳能电站，用于做门 卫亭，并向亭内提供AC 220V/50Hz的照明电、电风扇用电。 实施例B--大型棚式太阳能电站其结构参见图7，工作原理参见图3，外形尺寸为长45米，宽5米, 髙4.6米。本电站的太阳能电池板阵列在最短日照月份2月，每天所发的 电可以向17千瓦左右的交流负载，晚上提供电力4小时左右，如果配合使 用备用外来电，即使连续阴雨天，也可以全天供电。本电站各个主要部件 的配置选用如下太阳能电池板阵列1:用我公司生产的峰值功率为160Wp、外形尺寸 809mmX1581咖X4(Hnm、单块重量14kg的单晶硅太阳能电池板216块，总 峰值功率为34560Wp，每9块串联成一组，共24组并联，组成太阳能电池 板阵列。其发电输出最高工作电压为DC 309. 6V,最髙输出工作电流为DC 104. 64A，阵列总重量为3024kg。充电放电控制器3:用GS-150F (30kVA)型充电放电控制器,它具备充 电保护、过放电保护、蓄电池充电温度补偿、正极反接保护、短路保护、 过载保护、过热保护(带散热装置)和雷击保护等功能。蓄电池组4:用DJ系列DC2V 800Ah阀控式免维护密封铅酸蓄电池110 个，全部串联后组成蓄电池组，总输出电压为DC 220V，总容量为800Ah, 单个蓄电池重量为51kg，蓄电池组总重量为5610kg。逆变器5:用GN30KF(30kVA)型修正正弦波逆变器，其输入为DC 220V 直流电，输出为修正正弦波AC 220V/50Hz交流电，最大输出电流为136A。电池板阵列发电输出线6:用截面面积为4n皿2的软质普通电缆线，线 头处采用锡焊连接。备用充电器7:用我公司自己设计制作的备用充电器，其电路图参见图4。 其中调压器T参数选用5kVA,整流电桥B参数选用10A,电容器Cl、 C2参数选用10000微法(財压450V)。交流供电盘8:用我公司自己设计制作的交流供电盘，其电路图参见图5。 其中闸刀开关K参数选用单相三线200A (酎压AC450V)。电站栩2:骨架的上端屋面与水平面呈22. 3度的角度，以利于太阳能电 池板呈嚴佳的照射角度;，在棚顶横梁17和槺条的上面铺设厚度l咖的防 雨层16,再在栅顶横梁17和防雨层16上固定太阳能电池板9;在建筑物 的一端采用聚合塑料板作为电站棚的墙壁，隔出一个小室，用以放置充电
放电控制器3、蓄电池组4、逆变器5、备用市电充电器7和交流供电盘8。 电池板阵列发电输出线6用以串联电池板成组、并联各组后再总输出连接 到充电放电控制器3的输入端子上。每个立柱的下端，打有两个M10的地 脚蠊钉与地面固定。本大型棚式太阳能电站，用于兼做室外停车场，并向附近一个大型建筑。实施例A、 B中，电站栩2是由普通碳素钢管作立柱、普通碳素槽钢作 横梁、完全采用蠊钉连接成骨架；如果需要，四周可以采用木质多层板或 者各种聚合塑料板作为电站棚的墙壁，并设以门窗。小型的电站拥也可以 采用铝合金型材，或者表面电镀防锈的钢铁薄壁型材》和电镀防锈嫁钉连 接成与上述相同的骨架。立柱下端与地面接触处焊接有方形或者圆形的平 板，以利于摆放在地面上；平板上有孔，如果需要，可以穿过这些孔打地 脚蠊钉，强化本实用新型主体的对地面的固定。
权利要求1、一种棚式太阳能电站，以单晶硅太阳能电池板作为发电单元，其特征在于由数个单晶硅或者非晶硅电池板构成并经过整体式封装的太阳能电池板阵列(1)是电站棚(2)的棚顶，太阳能电池板阵列(1)的发电输出线(6)先后通过充电放电控制器(3)、蓄电池组(4)、逆变器(5)与交流供电盘(8)相连。
2、 根据权利要求l所述的太阳能电站，其特征在于太阳能电池板阵 列(1)下方铺垫有防雨层(16)，防雨层(16)搭接在电站棚(2)之棚顶 横梁(17)上。
3、 根据权利要求1所述的太阳能电站，其特征在于充电放电控制器 (3)的输入端还具有一个与市交流电源联接的市电充电器(7)。
4、 根据权利要求1所述的太阳能电站，其特征在于电站棚(2)之 棚顶为倾斜式。
5、 根据权利要求1或3所述的太阳能电站，其特征在于太阳能电站是 小型棚式时,充电放电控制器(3)、逆变器(5)、市电充电器(7)和交流 供电盘(8)集成于小型盒体内。
6、 根据权利要求l所述的太阳能电站，其特征在于组成蓄电池组(4) 的各蓄电池是阀控式密封铅酸蓄电池。
7、 根据权利要求l所述的太阳能电站，其特征在于逆变器(5)是修 正正弦波逆变器。
专利摘要本实用新型公开了一种棚式太阳能电站，以单晶硅太阳能电池板作为发电单元，由数个单晶硅或者非晶硅电池板构成并经过整体式封装的太阳能电池板阵列(1)是电站棚(2)的棚顶，太阳能电池板阵列(1)的发电输出线(6)先后通过充电放电控制器(3)、蓄电池组(4)、逆变器(5)与交流供电盘(8)相连，解决了房屋建筑和电站设施一体化和大型或小型棚式太阳能电站的装置结构问题，具有结构简单、易于实施、安装和使用方便以及实用性强等优点，广泛应用于室外停车场、室外库房、书报亭、保安亭、公交车站和过街人行天桥等场合。
文档编号H02N6/00GK201032708SQ20072011801
公开日2008年3月5日 申请日期2007年1月9日 优先权日2007年1月9日
发明者任陈平, 蔺晓强, 陈五奎, 陈小河 申请人:深圳市拓日新能源科技股份有限公司