专利名称：一种太阳能发电供电系统与方法
技术领域：
本发明属于太阳能发电与供电应用技术领域，具体涉及一种太阳能发电供电系统与方法。
背景技术：
众所周知，太阳能电力是在用电高峰的白天发电，晚上无电可发，作为替代和减少传统电力的使用，缓解供电紧张，以及推广新能源的应用，太阳能发电有巨大的优势和优点，但也有致命的缺点，就是所发电力不稳定，直接供给负载用电，不能满足负载用电的要求，因此，现有技术通过增加蓄电系统来解决此问题，即使太阳能发电先储存在蓄电池中，蓄电一定数量后在放电，经逆变供给负载使用，这就使系统增加了蓄电的成本，也增加了充电时电力转换的耗损；而且，由于蓄电需要相当的时间，且需要有一定的数量电力，所以在充电时不能继续供电，或增加蓄电池数量一倍以上，如此，大大增加了投资规模和发电用电 成本。依目前市场现有技术实现的太阳能供电系统，每瓦投资约25元/W人民币以上，其中太阳能发电部只有约10元/W人民币，占系统的40%以内，若考虑常用蓄电池的寿命约为发电板的五分之一甚至更低这一因素，蓄电成本将超过发电板部分的投资，如此，(按25年的系统寿命和5%的投资年利息，以及每W太阳能发电装置每年发一度电来计算时)现在每发电一度大约是I. 5元人民币以上，若不考虑蓄电部分投资时，发电成本可以减半，即不足0. 75元人民币，这样的成本在市场化的电力供需交易中是可以接受并具有巨大的应用推广前景，特别是随着煤资源的日益短缺及煤价的不断提高，太阳能发电会不断增加自身的生命力和市场的竞争力。如何将投资与发电成本降低和提高投资回报是太阳能电力应用的关键问题之一，随着技术不断发展太阳能发电板的降价是肯定的，但在近期这是有限的，蓄电池成本也同样。要从现有条件下解决这一问题，就需要对现有技术与实现方式进行改变和创新。本发明提出的一种太阳能发电供电系统与方法，就是一种新的技术方式与方案，也是一种有益和有效的创新。其技术方案是让太阳能发电能够直接供给用户负载使用，而且是稳定的供电，可以满足用户负载的需要和要求。本发明的一种太阳能发电供电系统与方法，其技术方案的特点是，在太阳能发电直接供电的同时配用少量(少于发电量的30%)的蓄电池，并用其所蓄的电能为太阳能电力的不足部分进行补电，使太阳发出的不稳定电力，经过补电变为稳定的电力。如此，只要太阳能平均发电大于等于用电负载的功率时，即可满足用户负载的需求，从而使系统的投资规模大大降低，按上述市场与成本设定的条件相比较，本发明技术方案实现的太阳能发电供电系统其供电成本约为0. 8元/W人民币左右，至少可以控制在I元/W人民币以内，是现有技术太阳能供电成本的50% _60%，技术效果显著，经济和社会效益巨大。
发明内容
为了从现有条件下解决现有技术与产品投资大、发电成本高的缺陷，将太阳能发电供电系统的投资与发电成本降低，进而实现提高投资回报的目的，为此，本发明提出了一种太阳能发电供电系统与方法，系统由电力分配与调控电路模块、充电电路、蓄电池组I、蓄电池组2、自动补电控制电路、逆变电路、网电接入与电力调配电路、用户负载、电表、太阳能发电及多个电控开关组成，其特征是太阳能发电通过电力分配与调控电路模块经自动补电控制电路与逆变电路及连接网电的网电接入与电力调配电路相连并接负载，构成太阳能发电至用户负载的供电电力路径；太阳能发电通过电力分配与调控电路模块经充电电路同时分别经两个电控开关连接蓄电池组I和蓄电池组2，构成太阳能发电至蓄电池组的蓄电充电电力路径；蓄电池组I和蓄电池组2经两个电控开关与自动补电控制电路相连，构成蓄电池组至补电电路的补电电力路径及蓄电至供电的电力路径；网电经电表并通过网电接入与电力调配电路连接用户负载，构成网电供电与调配的电力路径。本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，其电力分配与调控电路模块的特征是设有自动识别与分配的电力分配电路，并与各个电控开关相连，检测识别到太阳能发电的供电多于用户负载用电时，将多余电力分配给充电电路。
本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，其充电电路的特征是至少具有两个电力路径，分别连接两个电控开关并受控与蓄电池组I和蓄电池组2两组蓄电池组相连，单独或同时为蓄电池组充电。本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，其蓄电池组特征是至少有蓄电池组I和蓄电池组2两组蓄电池组，在逆变电路工作时，其中一组或两组通过电控开关与自动补电控制电路连通，并经自动补电控制电路中的阈值电路自动为逆变电路补电，供逆变电路输出稳定电力。本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，其自动补电控制电路的特征是具有可电控阈值电路，并根据系统配置和电力调配需求预置补电的电力阈值。本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，其网电接入与电力调配电路的特征是设有电控电力接入开关和电力切换电路，受控将网电与太阳能发电供电进行在线转换。本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，系统构成特征是系统配置与集成构建方法为①太阳能发电最大值电力和蓄电电力之和 > 负载正常用电最大值时段的负载用电；②发电时段的太阳能平均发电>负载正常的平均用电；③负载用电低谷时段的太阳能发电>负载用电低谷时段的负载用电；④蓄电电力的电量>负载正常用电最大值电量减去平均用电电量。由此可见，本发明蓄电池力量配置只需最大用电功率值与平均值之差，而现有系统则需最大值的2倍或3倍以上，所以可以节省蓄电池投资80%以上，并且，使太阳能发电能够直接为用户负载供电，减少了电力耗损和资源浪费，极大提高了太阳能电力的使用效率，大大增加了投资回报。
图I是现有技术的用户侧太阳能发电供电系统原理示意图；图2是太阳能发电供电系统功能原理示意图。
具体实施例方式作为实施例子，结合附图对一种太阳能发电供电系统与方法给予说明，但是，本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。本发明具体实施方式
结合
如下，如图2所示，太阳能发电供电系统由电力分配与调控电路模块(I)、充电电路⑵、蓄电池组I (3)、蓄电池组2⑷、自动补电控制电路(5)、逆变电路(6)、网电接入与电力调配电路(7)、用户负载(8)、电表(9)、太阳能发电
(10)、电控开关(11)、电控开关(12)、电控开关(13)、电控开关(14)组成，其特征是太阳能发电(10)通过电力分配与调控电路模块⑴经自动补电控制电路(5)与逆变电路(6)及连接网电的网电接入与电力调配电路(7)相连并接负载(8)，构成太阳能发电(10)至用户负载⑶的供电电力路径；太阳能发电(10)通过电力分配与 调控电路模块⑴经充电电路
(2)同时分别经电控开关(13)和电控开关(14)连接蓄电池组1(3)和蓄电池组2(4)，构成太阳能发电至蓄电池组的蓄电充电电力路径；蓄电池组I (3)和蓄电池组2(4)经电控开关
(11)和电控开关(12)与自动补电控制电路(5)相连，构成蓄电池组至补电电路的补电电力路径及蓄电至供电的电力路径；网电经电表(9)并通过网电接入与电力调配电路(7)连接用户负载(8)，构成网电供电与调配的电力路径。本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，作为实施例子其电力分配与调控电路模块(I)的特征是设有自动识别与分配的电力分配电路，并与各个电控开关相连，检测识别到太阳能发电(10)的供电多于用户负载(8)用电时，将多余电力分配给充电电路(2)。本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，作为实施例子其充电电路(2)的特征是至少具有两个电力路径，分别连接电控开关(13)和电控开关(14)并受控与蓄电池组1(3)和蓄电池组2(4)两组蓄电池组相连，单独或同时为蓄电池组充电。本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，作为实施例子其蓄电池组特征是至少有蓄电池组I (3)和蓄电池组2(4)两组蓄电池组，在逆变电路(6)工作时，其中一组或两组通过电控开关与自动补电控制电路(5)连通，并经自动补电控制电路(5)中的阈值电路自动为逆变电路(6)补电，供逆变电路(6)输出稳定电力。本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，作为实施例子其自动补电控制电路
(5)的特征是具有可电控阈值电路，并根据系统配置和电力调配需求预置补电的电力阈值。本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，作为实施例子其网电接入与电力调配电路(7)的特征是设有电控电力接入开关和电力切换电路，受控将网电与太阳能发电供电进行在线转换。本发明所述一种太阳能发电供电系统与方法，系统构成特征是系统配置与集成构建方法为①太阳能发电最大值电力和蓄电电力之和 > 负载正常用电最大值时段的负载用电；②发电时段的太阳能平均发电>负载正常的平均用电；③负载用电低谷时段的太阳能发电>负载用电低谷时段的负载用电；④蓄电电力的电量> 负载正常用电最大值电量减去平均用电电量。应用举例
以3300W用户负载，每天太阳能发电期间满负荷运行3次每次5分钟，负载平均用电电量2100W，负载用电低谷时段用电电量900W为例，作为系统配置与集成构建的实施例子，最小配置的系统选配方案之一为选择3000W太阳能发电组件(设定太阳能发电期间平均为5小时，发电效率为85%, JA 1000W到2600W，平均发电为2200W)和1200VAH蓄电池(2V*30AH，20个并分为2组)，再配置电力分配与调控电路模块(I)、充电电路(2)、自动补电控制电路(5)、逆变电路(6)、网电接入与电力调配电路(7)、电表(9)、电控开关(11)、电控开关(12)、电控开关
(13)、电控开关(14)组成，即可构成3500W用户负载使用的本发明技术方式典型最小配置的太阳能发电供电系统。按现有技术与产品其构成至少需要配置3800W太阳能发电组件和6000VAH以上的
蓄电池组。从太阳能发电有效利用的基点出发，本发明技术方式与系统的太阳能发电供电成 本比现有技术及产品的发电供电成本节省了 50 %以上。
权利要求
1.一种太阳能发电供电系统与方法，系统由电力分配与调控电路模块(I)、充电电路(2)、蓄电池组I (3)、蓄电池组2 (4)、自动补电控制电路(5)、逆变电路(6)、网电接入与电力调配电路(7)、用户负载(8)、电表(9)、太阳能发电(10)、电控开关(11)、电控开关(12)、电控开关(13)、电控开关(14)组成，其特征是太阳能发电(10)通过电力分配与调控电路模块⑴经自动补电控制电路(5)与逆变电路(6)及连接网电的网电接入与电力调配电路(7)相连并接负载(8)，构成太阳能发电(10)至用户负载⑶的供电电力路径；太阳能发电(10)通过电力分配与调控电路模块(I)经充电电路⑵同时分别经电控开关(13)和电控开关(14)连接蓄电池组I (3)和蓄电池组2 (4)，构成太阳能发电至蓄电池组的蓄电充电电力路径；蓄电池组1(3)和蓄电池组2(4)经电控开关(11)和电控开关(12)与自动补电控制电路(5)相连，构成蓄电池组至补电电路的补电电力路径及蓄电至供电的电力路径；网电经电表(9)并通过网电接入与电力调配电路(7)连接用户负载(8)，构成网电供电与调配的电力路径。
2.权利要求I所述一种太阳能发电供电系统与方法，其电力分配与调控电路模块(I)的特征是设有自动识别与分配的电力分配电路，并与各个电控开关相连，检测识别到太阳能发电(10)的供电多于用户负载⑶用电时，将多余电力分配给充电电路(2)。
3.权利要求I所述一种太阳能发电供电系统与方法，其充电电路(2)的特征是至少具有两个电力路径，分别连接电控开关(13)和电控开关(14)并受控与蓄电池组1(3)和蓄电池组2 (4)两组蓄电池组相连，单独或同时为蓄电池组充电。
4.权利要求I所述一种太阳能发电供电系统与方法，其蓄电池组特征是至少有蓄电池组1(3)和蓄电池组2(4)两组蓄电池组，在逆变电路(6)工作时，其中一组或两组通过电控开关与自动补电控制电路(5)连通，并经自动补电控制电路(5)中的阈值电路自动为逆变电路(6)补电，供逆变电路(6)输出稳定电力。
5.权利要求I所述一种太阳能发电供电系统与方法，其自动补电控制电路(5)的特征是具有可电控阈值电路，并根据系统配置和电力调配需求预置补电的电力阈值。
6.权利要求I所述一种太阳能发电供电系统与方法，其网电接入与电力调配电路(7)的特征是设有电控电力接入开关和电力切换电路，受控将网电与太阳能发电供电进行在线转换。
7.权利要求I所述一种太阳能发电供电系统与方法，系统构成特征是系统配置与集成构建方法为 ①太阳能发电最大值电力和蓄电电力之和>负载正常用电最大值时段的负载用电； ②发电时段的太阳能平均发电>负载正常的平均用电； ③负载用电低谷时段的太阳能发电>负载用电低谷时段的负载用电； ④蓄电电力的电量>负载正常用电最大值电量减去平均用电电量。
全文摘要
本发明属于太阳能发电与供电应用技术领域，具体涉及一种太阳能发电供电系统与方法。本发明通过在太阳能发电直接供电的同时配用少量(少于发电量的30％)的蓄电池，并用其所蓄的电能为太阳能电力的不足部分进行补电，使太阳发出的不稳定电力，经过补电变为稳定的电力。蓄电池电量配置只需用户负载最大用电功率值与平均值之差，而现有系统则需用户负载最大用电功率值的2倍或3倍以上，所以可以节省蓄电池投资80％以上，节省供电成本50％以上，并且使太阳能发电能够直接为用户负载供电，减少了电力耗损和资源浪费，极大提高了太阳能电力的使用效率，大大增加了投资回报。
文档编号H02J7/00GK102751745SQ20111009543
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月18日 优先权日2011年4月18日
发明者周锡卫 申请人:周锡卫