专利名称：太阳能储能发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电能存储系统，特别是涉及一种太阳能储能发电系统。
背景技术：
目前，家用太阳能储能供电柜通常采用铅酸蓄电池将光伏产生的多余电力储存，以保障负载的稳定供电。然而，铅酸蓄电池存在对环境污染很大，重量大，寿命短等缺点，必将要淘汰。在家庭用户停电时或在电力输送不发达地区，家用太阳能储能供电柜更具有实用性，无需并入国家电网，其自发电供居民使用，多余电量还可存储在储能电池中，供夜间使用。然而，传统的太阳能供电系统还存在一些有待改进的地方，例如其不带后备电源功能，在较长时间无法获取足够太阳能的情况下，无法保证用电器的正常使用。
发明内容
基于此，有必要提供一种可靠性更强，即保证在极端情况下也能向用电器正常供电的太阳能储能发电系统。一种太阳能储能发电系统，包括太阳能控制器，用于通过太阳能电池转化产生的电能对储能模块中的磷酸铁锂电池进行恒压充电；储能模块，连接所述太阳能控制器，包括电池管理系统和所述磷酸铁锂电池，所述电池管理系统用于对磷酸铁锂电池进行保护，并检测及显示所述磷酸铁锂电池的状态信息；市电输入开关，设于市电电网与充电器之间及市电电网与正弦波逆变器之间；充电器，连接所述储能模块，用于将市电转换为磷酸铁锂电池存储的电能；正弦波逆变器，连接所述市电输入开关和储能模块，用于在有市电输入正弦波逆变器时将市电直接输出给用电负载，在市电断开时自动跳转为将所述磷酸铁锂电池存储的电能逆变为正弦波交流电，并输出给用电负载。在其中一个实施例中，还包括柜体，所述太阳能控制器、储能模块、市电输入开关、充电器及正弦波逆变器均置于所述柜体内，所述柜体的一侧面设有可开关的拉门。在其中一个实施例中，所述拉门上设有锁。在其中一个实施例中，所述柜体的底部设有轮子。在其中一个实施例中，所述轮子为万向轮，在柜体底部的四个角各设有一个。在其中一个实施例中，所述柜体底部的四个角均设有支撑柱，所述支撑柱上设有水平调节螺栓，用于调节所述支撑柱的水平位置。在其中一个实施例中，所述拉门至少部分为透明材质。在其中一个实施例中，所述柜体相对的两侧上设有用于提起柜体的提手。在其中一个实施例中，还包括设于所述正弦波逆变器和用电负载间的漏电保护器。在其中一个实施例中，所述电池管理系统包括电流检测电路、充电保护电路、放电保护电路、保护控制电路、温度探头、显示驱动电路及液晶显示屏；所述充电器经由充电保护电路给磷酸铁锂电池充电，磷酸铁锂电池输出的电流经所述放电保护电路输出至正弦波逆变器，电流检测电路检测输入充电保护电路的充电电流和放电保护电路的放电电流，并将检测结果输出至保护控制电路；所述保护控制电路直接连接磷酸铁锂电池和温度探头，用于监测磷酸铁锂电池的电压、充电电流、放电电流及环境温度，并在超出安全范围时控制充电保护电路或放电保护电路进行保护；保护控制电路还用于将监测结果输出至所述显示驱动电路，由显示驱动电路驱动液晶显示屏显示放电电流、电池电压、环境温度、电池剩余电量及磷酸铁锂电池处于充电还是放电状态。上述太阳能储能发电系统，通过市电输入开关连接电网，在有市电输入正弦波逆变器时，正弦波逆变器会自动控制市电优先直接输出；当市电断开时，正弦波逆变器会在一个很短的时间内自动跳转为将磷酸铁锂电池的电能逆变为交流电输出，可以使得通过太阳能储能发电系统供电的一些重要的用电器即使在突然停电时仍能正常工作，可靠性强。其使用磷酸铁锂电池代替传统的铅酸电池，寿命长、重量小，对环境的污染也较小。
图1是一实施例中太阳能储能发电系统的结构框图；图2是另一实施例中太阳能储能发电系统的结构框图；图3是一实施例中柜体的结构示意图；图4是一实施例中储能模块的结构框图。
具体实施例方式为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。图1是一实施例中太阳能储能发电系统100的结构框图。太阳能储能发电系统100包括太阳能开关110、太阳能控制器120、储能模块130、市电输入开关140、充电器150以及正弦波逆变器160。储能模块130包括电池管理系统和磷酸铁锂电池，使用磷酸铁锂电池代替传统的铅酸电池，寿命长、重量小，对环境的污染也较小。太阳能开关110连接太阳能控制器120，太阳能控制器120连接储能模块130，储能模块130连接充电器150和正弦波逆变器160，正弦波逆变器160连接用电负载，充电器150通过市电输入开关140连接电网。如图1所示，通过太阳能电池阵列将太阳能转换为直流电能，再通过太阳能汇流盒将太阳能电池阵列转换的电流汇集到一起，经由太阳能开关110输出给太阳能控制器120，由太阳能控制器120将太阳能汇流盒输出的72伏特直流电(在其它实施例中该直流电压可以与本实施例不同)恒压给储能模块130中的磷酸铁锂电池充电，当磷酸铁锂电池充饱到第一电压阈值(本实施例中为58. 4伏特)时，太阳能控制器120切换为浮充状态。当磷酸铁锂电池中的电能被消耗，电压下降至一定程度，太阳能控制器120又会自动切换为前述恒压充电状态，从而保证磷酸铁锂电池不会轻易深度放电并能够有效、充分利用太阳能。其中，用户可以通过太阳能开关110手工开通或关断太阳能输入。太阳能储能发电系统100还包括连接电网的市电输入开关140，市电输入开关140闭合时，一路市电通过充电器150对磷酸铁锂电池充电，另一路通过正弦波逆变器160直接输出交流电给用电负载。因此，在太阳能不足时，系统可以通过市电对磷酸铁锂电池进行充电。在磷酸铁锂电池未充满时，可以同时闭合太阳能开关110和市电输入开关140，由两路同时对磷酸铁锂电池充电。正弦波逆变器160用于将磷酸铁锂电池中存储的电能逆变为220伏特或110伏特的正弦波交流电输出给用电负载。在有市电输入正弦波逆变器160时，正弦波逆变器160会自动控制市电优先直接输出；当市电断开时(包括停电)，正弦波逆变器160会在一个很短的时间内(典型值为14毫秒)自动跳转为将磷酸铁锂电池的电能逆变为交流电输出，可以使得通过太阳能储能发电系统100供电的一些重要的用电器即使在突然停电时仍能正常工作，例如电脑不会因停电而丢失未保存的数据。在本实施例中，正弦波逆变器160采用3千瓦的大功率正弦波逆变器，能够输出较大功率且稳定、纯净、功率因素高的电压，经实际测试，上述太阳能储能发电系统100可在不接市电的情况下独立带动2匹的空调工作。图2是另一实施例中太阳能储能发电系统100的结构框图，其与图1所示实施例的主要区别是在正弦波逆变器160与用电负载间增加了漏电保护器170，用于对正弦波逆变器160输出的交流电进行漏电保护，以防止使用过程中由于用电负载的问题而发生安全事故。如图3所示，在一个实施例中，太阳能储能发电系统100包括柜体190。太阳能储能发电系统100的各个部件(包括太阳能开关110、太阳能控制器120、储能模块130、市电输入开关140、充电器150、正弦波逆变器160及漏电保护器170)设计为多个层叠的匣状结构(图3未示)，置于柜体190内，每个匣子可以装设大于一个的上述部件。在本实施例中，柜体190中设有一空匣，用于扩展安装一组磷酸铁锂电池。柜体190的一侧面设有可开关的拉门192，可在太阳能储能发电系统100工作时将拉门关上，防止儿童等因误触而发生意夕卜。可在拉门192上设置锁，进一步增强安全性。在本实施例中，拉门192的正面可以采用透明的材料，例如深色的有机玻璃，使得太阳能储能发电系统100的仪表、显示屏等示出的状态信息、参数在拉门192关上时也能被观察到。在图3所示实施例中，柜体190在底部的四个角上各设有一个轮子194，便于用户调整更换需要通过太阳能储能发电系统100提供电能的用电器。为了让柜体190移动起来更加便捷，在本实施例中轮子194是万向轮。在其它实施例中也可以采用其它种类的轮子。柜体190相对的两侧上还设有用于提起柜体190的提手196。还可以在柜体190底部的四个角设置支撑柱，支撑柱上设有水平调节螺栓，用于调节支撑柱的水平位置。轮子194或支撑柱可以设为可收纳或可伸缩的结构，以使柜体190在移动/静置状态分别由轮子194和支撑柱受力。图4是一实施例中储能模块130的结构框图。储能模块130中的电池管理系统包括电流检测电路、充电保护电路、放电保护电路、保护控制电路、温度探头、显示驱动电路及液晶显示屏。充电器150经由充电保护电路给磷酸铁锂电池充电，磷酸铁锂电池输出的电流经放电保护电路输出至正弦波逆变器160。电流检测电路检测充电电流和放电电流，并将检测结果输出至保护控制电路。保护控制电路还直接连接磷酸铁锂电池和温度探头，因此可以监测磷酸铁锂电池的电压、充电电流、放电电流及环境温度，并在超出安全范围时控制充电保护电路和/或放电保护电路进行保护。保护控制电路还用于将监测结果输出至显示驱动电路，由显示驱动电路驱动液晶显示屏显示磷酸铁锂电池的状态信息，包括电流、电压、温度、电池剩余电量及磷酸铁锂电池处于充电还是放电状态。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种太阳能储能发电系统，其特征在于，包括太阳能控制器，用于通过太阳能电池转化产生的电能对储能模块中的磷酸铁锂电池进行恒压充电；储能模块，连接所述太阳能控制器，包括电池管理系统和所述磷酸铁锂电池，所述电池管理系统用于对磷酸铁锂电池进行保护，并检测及显示所述磷酸铁锂电池的状态信息；市电输入开关，设于市电电网与充电器之间及市电电网与正弦波逆变器之间；充电器，连接所述储能模块，用于将市电转换为磷酸铁锂电池存储的电能；正弦波逆变器，连接所述市电输入开关和储能模块，用于在有市电输入正弦波逆变器时将市电直接输出给用电负载，在市电断开时自动跳转为将所述磷酸铁锂电池存储的电能逆变为正弦波交流电，并输出给用电负载。
2.根据权利要求1所述的太阳能储能发电系统，其特征在于，还包括柜体，所述太阳能控制器、储能模块、市电输入开关、充电器及正弦波逆变器均置于所述柜体内，所述柜体的一侧面设有可开关的拉门。
3.根据权利要求2所述的太阳能储能发电系统，其特征在于，所述拉门上设有锁。
4.根据权利要求2所述的太阳能储能发电系统，其特征在于，所述柜体的底部设有轮子。
5.根据权利要求4所述的太阳能储能发电系统，其特征在于，所述轮子为万向轮，在柜体底部的四个角各设有一个。
6.根据权利要求4或5所述的太阳能储能发电系统，其特征在于，所述柜体底部的四个角均设有支撑柱，所述支撑柱上设有水平调节螺栓，用于调节所述支撑柱的水平位置。
7.根据权利要求2所述的太阳能储能发电系统，其特征在于，所述拉门至少部分为透明材质。
8.根据权利要求2所述的太阳能储能发电系统，其特征在于，所述柜体相对的两侧上设有用于提起柜体的提手。
9.根据权利要求1所述的太阳能储能发电系统，其特征在于，还包括设于所述正弦波逆变器和用电负载间的漏电保护器。
10.根据权利要求1所述的太阳能储能发电系统，其特征在于，所述电池管理系统包括电流检测电路、充电保护电路、放电保护电路、保护控制电路、温度探头、显示驱动电路及液晶显示屏；所述充电器经由充电保护电路给磷酸铁锂电池充电，磷酸铁锂电池输出的电流经所述放电保护电路输出至正弦波逆变器，电流检测电路检测输入充电保护电路的充电电流和放电保护电路的放电电流，并将检测结果输出至保护控制电路；所述保护控制电路直接连接磷酸铁锂电池和温度探头，用于监测磷酸铁锂电池的电压、充电电流、放电电流及环境温度，并在超出安全范围时控制充电保护电路或放电保护电路进行保护；保护控制电路还用于将监测结果输出至所述显示驱动电路，由显示驱动电路驱动液晶显示屏显示放电电流、电池电压、环境温度、电池剩余电量及磷酸铁锂电池处于充电还是放电状态。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能储能发电系统，包括太阳能控制器，用于对储能模块中的磷酸铁锂电池进行恒压充电；储能模块，连接太阳能控制器，包括电池管理系统和磷酸铁锂电池，电池管理系统用于对磷酸铁锂电池进行保护，并检测及显示磷酸铁锂电池的状态信息；市电输入开关，设于市电电网与充电器之间及市电电网与正弦波逆变器之间；充电器，连接储能模块，用于将市电转换为磷酸铁锂电池存储的电能；正弦波逆变器，用于在有市电输入正弦波逆变器时将市电直接输出给用电负载，在市电断开时自动跳转为将磷酸铁锂电池存储的电能逆变为正弦波交流电，并输出给用电负载。本发明使得用电器在突然停电时仍能正常工作，可靠性强。
文档编号H02J7/00GK103001289SQ20121048422
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者黄森, 郭军, 胡志奇, 丁永华, 李文良 申请人:博科能源系统(深圳)有限公司