建筑外立面膜基有机光伏系统及安装方法_4

文档序号:8530144阅读:来源:国知局
根据调整有机太阳能薄膜3尺寸进行设计,对于Ikffp的安装容量,节能投资回收时间小于6个月,适应炎热气候,可应用小的通风设备,随湿热应力(85°C,85%RH)下降,发电量会产生3%的下降,有效的能量收集和利用降低了建筑物的碳排放量,有机太阳能薄膜3生产工艺能耗低、无毒,有机太阳能薄膜3无重金属,其应用生命周期结束后处理比较简单,易于安装,长期粘接可靠,有能力适应混凝土可呼吸的性能以及热应力下的尺寸变化,能满足建筑需求。
[0069]实施例2:并网型光伏系统由并联的有机光伏单元4构成的光伏阵列、含直流防雷器、直流电流表的智能光伏汇流箱5、包含并网双向逆变控制器、发电计量监测系统的光伏逆变器6以及安装附件等构成。各部分作用如下:
[0070](I)如附图2所示,由有机光伏单元4构成的太阳能电池组阵列:太阳能电池组是光伏系统的能源生产单元,总共由100块有机太阳能薄膜3覆合模制混凝土板2形成的薄膜太阳混凝土板组成,其中每25块薄膜太阳混凝土板经过每5块串联成一组再将5组并联组成一个有机光伏单元4,再将4个有机光伏单元4同时连接进入光伏汇流箱5。在本实施例的具体安装中,包括东、南、西三个外立面,其中南侧外立面总共安装有二个有机光伏单元4包含50块有机太阳能薄膜3,西侧外立面和东侧外立面各由25块太阳能板各组成一个有机光伏单元4,该四个有机光伏单元4分别并联接入光伏汇流箱5。
[0071](2)智能的光伏汇流箱5:有机光伏单元4按序并联接入光伏汇流箱5,进行集中汇流和系统防雷,同时,对每路接入光伏汇流箱5的有机光伏单元4光伏发电量进行计算,且将发电量发送到LCD显示屏上,光伏汇流箱5是光伏系统中必不可少的组成部分。
[0072](3)包含逆变控制器的光伏逆变器6:光伏逆变器6是将直流电转化为交流电的设备,通常和控制器集成在一起,兼顾逆变和控制功能。并网逆变控制器是光伏系统的能源控制单元,主要作用在于通过最大功率点跟踪(MPPT)及逆变功能将直流电转变为满足一定要求的交流电,包含并网孤岛保护、过压保护、自动侦测电网信号、削峰填谷等功能。光伏逆变器6选定额定功率为lkw。
[0073](4)包含电池的储能系统7:储能系统7接入220V电网8,光伏汇流箱5和光伏逆变器6直接通过正极和负极两根母线连接,分别对应两个设备的正极、负极接口,光伏逆变器6和储能系统7之间除了正极和负极母线之外,还连接有通信线束。光伏逆变器输出端直接接入220V电网,实现光伏发电并网。储能系统7选用航天电源公司生产的SHST-S系统,系统额定电压为192V,额定容量为20Ah,系统浮充电压为207V。系统包含四个电池模块,一个含控制系统组成高压包。储能系统7设计容量为2.4kWh,采用锂电池作为能量存储
目.ο
[0074](5)光伏汇流箱5、光伏逆变器6和储能系统7分别以通信线束连接发电计量监测系统:发电计量监测系统用于分别监测各个有机光伏单元发电量,发电计量检测系统集成于光伏汇流箱中,集中记录并显示各阵列运行情况,便于运行维护人员实时掌握光伏系统运行状况,并兼顾展示宣传功能。
[0075]本实施例中,有机太阳能薄膜3前侧表面透明、平滑、有光泽,后板贴合不透明白色背板,边缘区域封装厚度0.6_,中部区域厚0.8_,最小弯曲半径100mm。有机太阳能薄膜3每平米重量500g/m2,有机太阳能薄膜3发电输出峰值功率大约50Wp/平方米。为此,要得到IkWp太阳能发电峰值,需要20平方米的有机太阳能薄膜3。质量超轻,运输以及安装施工方便灵活,其中,不透明的有机太阳能薄膜3理论光伏转换率为12%,50%透明度的有机太阳能薄膜3理论光伏转换率为6%。每块有机太阳能薄膜3的最大峰值发电功率为Im*Vm = 0.204A*30.3V = 6.1812W。Eff = P/PI,PI为投射到电池表面单位面积的太阳光功率,P为最大峰值功率,Eff为太阳能发电效率。以标准辐射强度1000W/m2的条件下计算可得:Eff = 6.1812/(0.126324*1000) = 5%;以每块有机太阳能薄膜3峰值功率6.2ffp计,100块有机太阳能薄膜3共计:100x 6.2W = 6201
[0076]本实施例中,有机太阳能薄膜3长度270-1930_,其中内嵌电极长度220_1860_ ;有机太阳能薄膜3宽度322-338mm,内嵌电极宽度272mm,其中有效宽度242mm。
[0077]作为优选,有机太阳能薄膜3厚度0.8mm,长度572mm,其中内嵌电极长度522mm ;有机太阳能薄膜3宽度322mm,内嵌电极宽度272mm,其中有效宽度242mm ;接线盒间距225mm,接线盒横向边缘间距8mm。
[0078]本实施例中,IKW光伏逆变器6额定1300W,额定电压500V,额定电流16A。485连接数据器连接汇流箱与电脑,实现光伏汇流箱5采集数据实时上传。选用APV系列智能光伏汇流箱5实现光伏电池线路并联及数据采集、防雷、短路、防反接等保护,以及,无线数据传输,实现数据网上查询。3并接插件用于光伏汇流箱5中安装防雷器、直流断路器、主控板、直流正极汇流板、通讯RS485端子、直流正极汇流输出模块、直流负极汇流输出模块、直流负极汇流板以及接地端子。其中,直流正极汇流板和直流负极汇流板的每路输入串接一路熔丝。如附图8所示,光伏接线盒11为单极接线,引出并连接有机太阳能薄膜3的正极或负极,而且用自粘垫或粘胶与有机太阳能薄膜3背面结合装配在一起,光伏接线盒11突出于有机太阳能薄膜3背面,在安装到模制混凝土板2上时,需要嵌入模制混凝土板2上预留的嵌槽中。光伏接线盒11引出线通过LC4连接器连接光伏电缆,该光伏电缆双层绝缘。
[0079]本实施例中,如附图7所示,安装顺序包括:
[0080]A、进行地基加固处理,第一层安装钢架,钢架表面进行防锈保护处理;
[0081]B、在钢架上外侧通过金属挂件14安装模制混凝土板2 ;
[0082]C、将光伏接线盒11嵌入模制混凝土板2接线盒嵌槽10,在模制混凝土板2外侧立面用双面粘胶9即3M胶带粘贴有机太阳能薄膜3 ;
[0083]D、连接光伏接线盒11,完成有机光伏单元4串、并联。
[0084]注意事项:1)粘贴双面粘胶9前先用配套产品清洗、干燥;2)有机太阳能薄膜3表面要保持清洁,否则影响转化率,可使用湿海绵湿布擦拭。
[0085]本实施例中,有机太阳能薄膜3背面对称安装二单极的光伏接线盒11,即分别接出正、负极电路。有机太阳能薄膜3宽322mm,长550mm,光伏接线盒11宽40.1mm,长54.4mm,厚13.5mm ;有机太阳能薄膜3厚1_,每个模制混凝土板2和有机太阳能薄膜3长度方向垂直于地面安装,相邻二有机太阳能薄膜3背面连接的光伏接线盒11,在水平方向即横向上正负连接形成串联关系,每25模制混凝土板2和有机太阳能薄膜3以5X5排列,构成一个有机光伏单元4,每个有机光伏单元4分别以4平线束引出的一路总正极和一路总负极线束,即,四个有机光伏单元4,总共引出8根母线接入光伏汇流箱5。每个光伏汇流箱5按照附图3方式接入光伏汇流箱5,光伏汇流箱5输出两个4平母线,其中一根为正极,一根为负极,分别接入到光伏逆变器6。
[0086]本实施例中,如附图6所示,模制混凝土板2中部有3D纤维网13,而且开有矩形的接线盒嵌槽10,该接线盒嵌槽10的至少一个角上向外延伸连接一条形引线槽。该条型槽用于安置光伏接线盒11的引出接线。模制混凝土板2厚35mm,宽350mm,长600mm ;接线盒嵌槽10宽50.1mm,长64.4mm,引线槽宽15mm,长40mm,模制混凝土板2保留12mm边缘用于安装固定。
[0087]本实施例中:有机光伏单元4将太阳能的能量转化为电能,输出到220V电网8,或者由储能系统7储存,当发电量大于负载实际需求时,将电能储存在储能系统7锂电池中;在夜间或者阴雨天气时,储能系统7锂电池中的电能用于给负载供电,保证用户的正常用电需求。
[0088]实施例3:本发明同样适用于光伏幕墙,在玻璃幕墙外立面开出接线盒嵌槽10,若干个有机太阳能薄膜3背面分别安装光伏接线盒11,光伏接线盒11置入该接线盒嵌槽10,有机太阳能薄膜3与玻璃块尺寸吻合并沿边缘以密封胶封装,在玻
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