太阳能光伏储能电站及其建站方法
【专利摘要】本发明涉及一种太阳能光伏储能电站及其建站方法，包括太阳能光伏组件、储能装置、逆变器以及发电功率控制装置，所述的太阳能光伏组件由多个太阳能电池板组成，每个太阳能电池板都连接有一个微型充电器；所述的太阳能电池板连接微型充电器后通过发电功率控制装置与储能装置连接。本发明采用了光伏电站组网单元的渐次最小化，有效的减少因个别电池组件发生故障或环境造成的影响，并能有效的使每一个电池板都处于最大功率输出状态，因而能有效的提高系统整体光伏资源利用率。
【专利说明】太阳能光伏储能电站及其建站方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能应用领域，尤其是一种太阳能光伏储能电站及其建站方法。
【背景技术】
[0002]太阳能光伏储能电站，又称离网太阳能光伏电站，具有节能，环保，安装使用方便，一次投资长期收益等特点，目前在世界各地得到越来越广泛的应用，尤其是在偏远地区，如草原牧场，高山海岛以及欠发达国家的偏远山村等。一个离网光伏发电系统主要是有太阳能光伏组件，蓄电池组，逆变器(直流供电无需逆变器)及发电功率控制系统等组成。
[0003]通常太阳能光伏组件是由许多紧密相连的太阳能电池板组成。这些电池板先分组串联，再将不同的串联电池组并联起来形成电池阵列。由太阳能电池板阵列产生的直流电会流到位于电池板阵列侧旁的控制柜，控制柜内通常要有一个直流-直流变换器将太阳能组件阵列发出的直流电转换成适合蓄电池充电的电压，并控制着蓄电池的充放电。在这样串并联的电池组件阵列中任何一个电池组件发生故障就会导致整个电池组阵列失效或发电效率大大下降。此外，当所处环境不好时如有局部阴影或杂物等遮蔽某些电池版组件时，这种情况也会发生。
[0004]再有，对于这样一种光伏组件阵列的组合方式是无法有效的采用最大功率跟踪技术(MPPT)来使每一个太阳能电池板组件都工作于最大功率输出状态。
[0005]采用光伏电站组网单元的渐次最小化，可以有效的减少因个别电池组件发生故障或环境造成的影响，并能有效的使每一个电池板都处于最大功率输出状态，因而能有效的提高系统整体光伏资源利用率。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是:提出一种采用太阳能光伏储能电站用微型充电器技术及太阳能光伏离网电站的建站方法，使电站组网拓扑结构最小化以达到提高光伏电站的发电效率。
[0007]本发明所采用的技术方案为:一种太阳能光伏储能电站，包括太阳能光伏组件、储能装置、逆变器以及发电功率控制装置，所述的太阳能光伏组件由多个太阳能电池板组成，每个太阳能电池板都连接有一个微型充电器；所述的太阳能电池板连接微型充电器后通过发电功率控制装置与储能装置连接。
[0008]具体的说，本发明所述的微型充电器包括太阳能电池控制器、DC/DC转换器、监控保护装置以及通讯接口装置；所述的监控保护装置的输出端分别与太阳能电池控制器以及DC/DC转换器连接；所述的太阳能电池控制器的输出端连接DC/DC转换器；DC/DC转换器的输出端连接监控保护装置的输入端；所述的通讯接口装置的输出端连接监控保护装置。
[0009]本发明所述的太阳能光伏组件为太阳能电池板组件或由若干块晶片组成的一个部分或单个的晶片或单个晶片的一部分；所述的储能装置为蓄电池组；所述的发电功率控制装置为控制柜或控制盒。[0010]同时，本发明还提供了一种太阳能光伏储能电站的建站方法，每块基本光伏组件都配置一个独立的微型充电器，进行独立的太阳能电池MPPT控制；多个微型充电器的输出电流通过控制柜或控制盒汇流后向蓄电池组充电。所述的微型控制器与太阳能光伏组件集成在一起或放置在同一个控制柜中集中维护。所述的多个微型充电器的输出电流为直流输出。
[0011]本发明的有益效果是:采用了光伏电站组网单元的渐次最小化，有效的减少因个别电池组件发生故障或环境造成的影响，并能有效的使每一个电池板都处于最大功率输出状态，因而能有效的提高系统整体光伏资源利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]图1是太阳能光伏离网电站框架示意图；
[0014]图2是现有技术中集中汇流太阳能离网电站示意图；
[0015]图3本发明的太阳能光伏储能电站示意图；
[0016]图4是本发明微型充电器的原理框图。
【具体实施方式】
[0017]现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0018]如图1所示，一个离网光伏发电系统主要是有太阳能光伏组件，蓄电池组，逆变器(直流供电无需逆变器)及发电功率控制系统等组成。
[0019]图2给出的是通常采用集中汇流方式的太阳能光伏储能电站示意图。太阳能电池板输出电流先分别串联再并联然后送入控制柜向蓄电池充电。
[0020]如图3、4所示的一种太阳能光伏储能电站，包括太阳能光伏组件、储能装置、逆变器以及发电功率控制装置，太阳能光伏组件由多个太阳能电池板组成，每个太阳能电池板都连接有一个微型充电器；太阳能电池板连接微型充电器后通过发电功率控制装置与储能装置连接。
[0021]微型充电器包括太阳能电池控制器、DC/DC转换器、监控保护装置以及通讯接口装置；监控保护装置的输出端分别与太阳能电池控制器以及DC/DC转换器连接；太阳能电池控制器的输出端连接DC/DC转换器；DC/DC转换器的输出端连接监控保护装置的输入端；通讯接口装置的输出端连接监控保护装置。从图3中可以看出每一个太阳能电池板都带有一个微型充电器。该微型充电器是一个带有MPPT功能的直流-直流(DC/DC)转换器。
[0022]其中太阳能电池控制器，用于控制太阳能电池的最大功率跟踪(MPPT)使得太阳能电池能始终处于最大光电转换效率；DC/DC转换器，用于把太阳能电池输出的直流电压转换成适合蓄电池充电的电压；监控保护，主要用于充电器过载保护；通讯功能接口则可用于远程监控太阳能电池板和微型充电器的工作状态以便及时调整。
[0023]本发明所述的太阳能光伏组件不限于单指光伏组件生产商销售的商品组件，也可以是指商品组件内部的由若干块晶片组成的一个部分，直至每个单体晶片，甚至一个单体晶片的一部分。；所述的储能装置为蓄电池组；所述的发电功率控制装置为控制柜或控制盒。
[0024]本发明每块基本光伏组件配置一个独立的充电控制器，进行独立的MPPT控制；多个充电控制器的输出通过控制柜或控制盒汇流后向蓄电池组或其它储能装置充电。在这种情况下，控制柜或控制盒不再需要MPPT控制。
[0025]一个商品组件中所有包含MPPT功能的单体组件的输出相互汇流后，就是该商品组件的直流输出；任意η个商品组件的直流输出按照一定方式汇流后向蓄电池充电。
[0026]以上说明书中描述的只是本发明的【具体实施方式】，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属【技术领域】的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的【具体实施方式】做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。
【权利要求】
1.一种太阳能光伏储能电站，包括太阳能光伏组件、储能装置、逆变器以及发电功率控制装置，其特征在于:所述的太阳能光伏组件由多个太阳能电池板组成，每个太阳能电池板都连接有一个微型充电器；所述的太阳能电池板连接微型充电器后通过发电功率控制装置与储能装置连接。
2.如权利要求1所述的太阳能光伏储能电站，其特征在于:所述的微型充电器包括太阳能电池控制器、DC/DC转换器、监控保护装置以及通讯接口装置；所述的监控保护装置的输出端分别与太阳能电池控制器以及DC/DC转换器连接；所述的太阳能电池控制器的输出端连接DC/DC转换器；DC/DC转换器的输出端连接监控保护装置的输入端；所述的通讯接口装置的输出端连接监控保护装置。
3.如权利要求1所述的太阳能光伏储能电站，其特征在于:所述的太阳能光伏组件为太阳能电池板组件或由若干块晶片组成的一个部分或单个的晶片或单个晶片的一部分。
4.如权利要求1所述的太阳能光伏储能电站，其特征在于:所述的储能装置为蓄电池组。
5.如权利要求1所述的太阳能光伏储能电站，其特征在于:所述的发电功率控制装置为控制柜或控制盒。
6.一种太阳能光伏储能电站的建站方法，其特征在于:每块基本光伏组件都配置一个独立的微型充电器，进行独立的太阳能电池MPPT控制；多个微型充电器的输出电流通过控制柜或控制盒汇流后向蓄电池组充电。
7.如权利要求6所述的太阳能光伏储能电站的建站方法，其特征在于:所述的微型控制器与太阳能光伏组件集成在一起或放置在同一个控制柜中集中维护。
8.如权利要求6所述的太阳能光伏储能电站的建站方法，其特征在于:所述的多个微型充电器的输出电流为直流输出。
【文档编号】H02S10/20GK103684215SQ201210332534
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月10日 优先权日:2012年9月10日
【发明者】马和平, 杜映红, 吴保华, 陈增禄, 王生洪 申请人:常州新智源电子科技有限公司