一种太阳能电源系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种太阳能电源系统。该系统包括：光伏组件、控制逆变一体机、蓄电池和启动开关；其中，控制逆变一体机分别与光伏组件、蓄电池和启动开关相连，并可通过接口与负载相连。本实用新型能向每户人家提供充足且稳定的电能。
【专利说明】—种太阳能电源系统【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能电源【技术领域】，特别是涉及一种太阳能电源系统。
【背景技术】
[0002]我国西部偏远地区地形复杂，人口居住分散，难以建设大型发电厂或大规模输电线路来满足生产生活的需要，这导致很多地区缺乏基本电力，人民生活受到很大的困扰。为解决这一问题，通常在这些地区建立小型风力发电站，其提供的电量常常不足以满足每户的需求，而且电压也不稳定，断电情况常常发生。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种太阳能电源系统，能向每户人家提供充足且稳定的电能。
[0004]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种太阳能电源系统，该系统将太阳能转换为电能对负载供电；其特征在于，该系统包括:光伏组件、控制逆变一体机、蓄电池和启动开关；其中，
[0005]所述控制逆变一体机分别与所述光伏组件、蓄电池和启动开关相连，并可通过接口与所述负载相连。
[0006]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进:
[0007]进一步，还包括:装载所述光伏组件的光伏组件柜、装载所述蓄电池的蓄电池柜、装载所述控制逆变一体机的 控制逆变一体机柜。
[0008]进一步，还包括装载备用设备和工具的储备柜。
[0009]进一步，所述蓄电池柜支撑在所述光伏组件柜及所述控制逆变一体机柜的下方，且所述蓄电池柜的底面为方形平面，则在所述蓄电池柜的底面的每个角处各安装一可升降且可固定的滚轮。
[0010]进一步，所述光伏组件柜内具有2条水平方向上平行设置的柜体固定滑道；所述光伏组件包括光伏支架和光伏器件；所述光伏支架包括:横梁、支架滑道、支架旋转轴；
[0011]所述支架旋转轴为所述支架滑道在竖直面内旋转的旋转轴，其两端固定于所述柜体固定滑道接近所述光伏组件柜的侧面柜门的末端，并与2条平行设置的所述支架滑道滑动相连；
[0012]所述横梁的两端分别与2条所述支架滑道的各一个末端垂直固定在一起；
[0013]所述光伏器件为平面形，通过螺钉固定于所述支架滑道上。
[0014]进一步，还包括支架护板，其两端分别与2个所述支架滑道靠近所述横梁的末端
固定在一起。
[0015]进一步，还包括支架撑地板，其两端分别与2个所述支架滑道靠近所述横梁的末端固定在一起，且可与地面接触。
[0016]进一步，所述蓄电池柜内固定有蓄电池支架；所述蓄电池固定在所述蓄电池支架上。
[0017]本实用新型的有益效果是:本实用新型中的光伏组件将太阳能转化为电能后，控制逆变一体机将该电能储存于蓄电池中，在启动开关开启后，控制逆变一体机将蓄电池中的电能释放给接口所连接的负载，这实现了储电与供电的过程。由于西部地区通常太阳能资源比较丰富，只要蓄电池的容量足够大，储电的时间足够长，该系统通过一定时间的光电转换，即可获得满足每户人家生产生活利用的电能，并且蓄电池向负载稳定供电的技术已为成熟技术，因此，本实用新型能够利用西部地区充足的太阳能，向每户人家提供充足且稳定的电能。此外，该系统完全可以做到小型化，从而做到每户一台，解决西部地区因无法建立大型电站以及住户分散而造成的电力短缺。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型提出的太阳能电源系统的结构图；
[0019]图2为本实用新型提出的太阳能电源系统的一个具体实施例的结构图；
[0020]图3为本实用新型提出的太阳能电源系统中光伏组件的侧视图；
[0021]图4为本实用新型提出的太阳能电源系统中光伏支架的俯视图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0023]图1为本实用新型提出的太阳能电源系统的结构图，该系统将太阳能转换为电能后，对负载103供电。如图1所示，该系统包括:光伏组件101、控制逆变一体机102、蓄电池104和启动开关105 ;其中，控制逆变一体机102分别与光伏组件101、蓄电池104和启动开关105相连，并可通过接口与负载103相连。
[0024]这里的负载103为各种用电设备，其可以是使用交流电的用电设备，也可以是使用直流电的设备，因而这里的接口可以为交流电插座，也可以为直流电插座，或者二者兼有。
[0025]光伏组件101为利用光生伏打效应将太阳能转换为电能的装置。光生伏打效应是指当物体受光照时，该物体内的电荷分布状态发生变化从而产生电动势和电流的一种效应。例如，当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，该电压成为光生电压，这种现象就是典型的光生伏打效应。
[0026]控制逆变一体机102集控制器与逆变器于一体。光伏组件101将光能转变为电能，经控制逆变一体机102的控制，将电能送到蓄电池104中存储；当需要用电时，开启启动开关105，控制逆变一体机102接通负载103，从而将蓄电池104中的电能提供给负载103使用。这里，控制逆变一体机102的主要作用是对蓄电池104进行充放电管理，并且当蓄电池104电能供应不足以满足需求时，控制逆变一体机102可以自动切断对负载103的电力供应通路，从而对蓄电池104进行过放保护；当蓄电池104充满时，如果光伏组件101还在对蓄电池104进行充电，则控制逆变一体机102可以对蓄电池104进行过充保护。控制逆变一体机102的另一个功能是实现交直流转换，即在蓄电池104放电时将直流电转换成交流电，以用于交流负载的使用。[0027]由此可见，本实用新型中的光伏组件将太阳能转化为电能后，控制逆变一体机将该电能储存于蓄电池中，在启动开关开启后，控制逆变一体机将蓄电池中的电能释放给接口所连接的负载，这实现了储电与供电的过程。由于西部地区通常太阳能资源比较丰富，只要蓄电池的容量足够大，储电的时间足够长，该系统通过一定时间的光电转换，即可获得满足每户人家生产生活利用的电能，并且蓄电池向负载稳定供电的技术已为成熟技术，因此，本实用新型能够利用西部地区充足的太阳能，向每户人家提供充足且稳定的电能。此外，该系统完全可以做到小型化，从而做到每户一台，解决西部地区因无法建立大型电站以及住户分散而造成的电力短缺。
[0028]该系统利用光伏组件将太阳能转换为电能，易于实现小型化以方便携带，作为移动电源使用，因此，本实用新型提供了 一种利用光能发电的便携式光伏移动电源。
[0029]还可以对该系统中的各装置进行分装保护，因而该系统还可以包括装载光伏组件101的光伏组件柜、装载蓄电池104的蓄电池柜、装载控制逆变一体机102的控制逆变一体机柜。图2给出了本实用新型一个具体实施例的结构图，如图2所示，光伏组件柜、蓄电池柜、控制逆变一体机柜的编号分别为201、204和202。此外，还可以为该系统设置装载备用设备和工具(统一编号为2031)的储备柜203。这里，光伏组件柜201、蓄电池柜204、控制逆变一体机柜202以及储备柜203的功能除了包括装载和防护其装载的相应设备外，还有集成功能，即如图2所示，将设计为规则形状(图2实施例中为立方体)的光伏组件柜201、蓄电池柜204、控制逆变一体机柜202以及储备柜203固定在一起，从而实现了该系统的集成化和小型化，便于运输和移动。
[0030]如图2所示，控制逆变一体机102放置于(也可以固定于)控制逆变一体机柜202内，该控制逆变一体机柜202的外侧还可以设置作为接口使用的直流插座2021、交流插座2022以及启动开关105。
[0031]如图2所示，蓄电池柜204支撑在光伏组件柜201及控制逆变一体机柜202的下方，且蓄电池柜204的底面为方形平面，则在蓄电池柜204的底面的每个角处可以各安装一可升降且可固定的滚轮205，进一步方便了系统的整体运输。
[0032]蓄电池柜204内还固定有蓄电池支架2042，可将蓄电池104固定在蓄电池支架2042上，从而对蓄电池104起到保护作用。当然，蓄电池支架2042的数量不能少于蓄电池104的数量。
[0033]进一步，在蓄电池柜204的柜门上还设置有蓄电池柜安全锁2041，以保护蓄电池104的安全。同样，光电组件柜201也可以具有柜门，且该柜门上也可以设置光电组件柜安全锁2014，以保护光电组件101的安全。
[0034]图2实施例中，蓄电池柜204位于其余柜子的最下层，而光电组件柜201则位于其余柜子的最上层，储备柜203和控制逆变一体机柜202则并排位于蓄电池柜204和光电组件柜201之间，这四个柜子是固定在一起的。在其他实施例中，光电组件柜201、控制逆变一体机柜202、储备柜203和蓄电池柜204还可以具有其他位置关系，用列举法很容易一一列出，在此不做赘述，不过需要说明的是，这些位置关系也都在本实用新型的保护范围之内。
[0035]图3为给出了本实用新型中光伏组件101 —个实施例的侧视图。该实施例中，光伏组件柜201内具有2条水平方向上平行设置的柜体固定滑道3024 ;光伏组件101包括光伏支架和光伏器件301。图4给出了光伏支架一个实施例的俯视图。如图4所示，光伏支架包括:横梁3021、支架滑道3022、支架旋转轴3025。
[0036]支架滑道3022需要在竖直面内旋转，支架旋转轴3025即为支架滑道3022在竖直面内旋转的旋转轴。支架旋转轴3025两端固定于柜体固定滑道3024的末端，该末端指的是柜体固定滑道3024接近光伏组件柜201的侧面柜门的末端。支架旋转轴3025还与2条平行设置的支架滑道3022滑动相连，这保证了 2条支架滑道3022被支架旋转轴3025限定于柜体固定滑道3024内，只能沿柜体固定滑道3024滑动，当其需要在竖直面内旋转时，也必须以支架旋转轴3025为旋转轴来转动。
[0037]横梁3021的两端分别与2条支架滑道3022的各一个末端垂直固定在一起。由于支架滑道3022另一个末端必须从支架旋转轴3025起沿柜体固定滑道3024向光伏组件柜201内部滑动，因而横梁3021与支架滑道3022固定连接的末端即被唯一确定，只能是在支架滑道3022完全滑动进入光伏组件柜201内时靠近光伏组件柜201的侧面柜门的那个末端，而不可能是另外一端。
[0038]横梁3021与2条支架滑道3022的连接，搭建了光伏器件301的支撑骨架。如图3所示，光伏器件301为平面形，可以通过螺钉固定于支架滑道3022上，如图4所示，3023指示的即为相应的螺孔。
[0039]为防止支架滑道3022滑入光伏组件柜201时发生碰撞损坏光伏支架，该系统还包括支架护板3026，如图3所示，支架护板3026两端分别与2个支架滑道3022靠近横梁3021
的末端固定在一起。
[0040]此外，该系统还可以包括支架撑地板3027，其两端分别与2个支架滑道3022靠近横梁3021的末端固定在一起，且可与地面接触，起到支撑作用。
[0041]图2-4实施例中，光伏支架及其上所连接的光伏器件301均为3个，在其他实施例中，光伏支架以及连接的光伏器件的数量视用电需求、光伏器件301的转换效率以及系统牢固性而定，通常不要超过4个。
[0042]图3中，将与支架旋转轴3025连接的光伏支架所在的光伏组件称为初级光伏组件，将可与地面通过支架撑地板3027接触的光伏支架所在的光伏组件称为末级光伏组件，位于初级光伏组件和末级光伏组件支架的光伏组件则称为次级光伏组件。很显然，只需要在末级光伏组件上相应位置设置支架撑地板3027即可。初级光伏组件与次级光伏组件之间、以及次级光伏组件与末级光伏组件之间，也可以实现滑动连接，并且相邻光伏组件之间在全部进入光伏组件柜201之后，可以为上下错落关系，从而尽可能充分利用光伏组件柜201的内部空间。图2中，为体现光伏支架及其上所连接的光伏器件301 (即光伏组件)均为3个，分别用2011-2013来标示初级光伏组件、次级光伏组件和末级光伏组件，从而体现三者的上下错落关系。
[0043]在地区、用户分布不同的情况下，用电情况也会有所差异，这会造成该系统内光伏组件、蓄电池的规格和数量配比等方面出现较大差异的情况，而这种不同又进一步影响本实用新型所提出的各柜体的规格选择。因此，在此专门指出，本实用新型不对光伏组件、蓄电池的规格和数量配比以及柜体的规格做限定，无论何种选择，都在本实用新型的保护范围之内。
[0044]本系统的发电效率与光伏组件的倾斜角度直接相关，倾斜角度的选取需要综合考虑以下因素:(1)该系统所在地点的经纬度及气候条件:一般情况下纬度越高，倾斜角度越大；(2)季节因素，倾斜角度的选取要随季节改变；(3)—天之内的时间段:不同时间段的太阳光照倾角是变化的，因而在不同时间段充电时，须参照当时太阳光倾角。倾斜角度的选择可以通过调整柜体底部滚轮的高低和以及光伏组件支架撑地板的角度来实现。
[0045]光伏组件可以选用多晶硅太阳能电池组件，其能量转换效率不应低于14%，设计寿命不小于20年，能量衰减不大于20% ;光伏组件的封装应采用硅树脂密封；输出功率偏差在±5%以内；可以带有旁路二极管，能减少功率损失或局部阴影而引起的损害；
[0046]蓄电池在选型应选用循环次数多的胶体电池，充放电达1000次以上；要求其自放电率低，在25 °C室温下，静置28天，蓄电池自放电率应小于1.8%，免于维护；可使用温度范围应尽量宽，可在_15°C至+50°C的温度范围内使用，全密封防水防潮，可长期埋入地下；密封性能尽可能做好，无渗漏、无腐蚀，安全环保；应具有安全可靠的防爆排气系统，使蓄电池在非正常使用时，消除由于压力过大造成电池外壳鼓胀的现象。
[0047]由此可见，本实用新型具有以下优点:
[0048](I)本实用新型中的光伏组件将太阳能转化为电能后，控制逆变一体机将该电能储存于蓄电池中，在启动开关开启后，控制逆变一体机将蓄电池中的电能释放给接口所连接的负载，这实现了储电与供电的过程。由于西部地区通常太阳能资源比较丰富，只要蓄电池的容量足够大，储电的时间足够长，该系统通过一定时间的光电转换，即可获得满足每户人家生产生活利用的电能，并且蓄电池向负载稳定供电的技术已为成熟技术，因此，本实用新型能够利用西部地区充足的太阳能，向每户人家提供充足且稳定的电能。此外，该系统完全可以做到小型化，从而做到每户一台，解决西部地区因无法建立大型电站以及住户分散而造成的电力短缺。
[0049](2)本实用新型中，光伏组件柜、蓄电池柜、控制逆变一体机柜以及储备柜设计为规则形状且固定在一起，这实现了系统的集成化和小型化，便于运输和移动。
[0050]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种太阳能电源系统，该系统将太阳能转换为电能对负载供电；其特征在于，该系统包括:光伏组件、控制逆变一体机、蓄电池和启动开关；其中， 所述控制逆变一体机分别与所述光伏组件、蓄电池和启动开关相连，并可通过接口与所述负载相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括:装载所述光伏组件的光伏组件柜、装载所述蓄电池的蓄电池柜、装载所述控制逆变一体机的控制逆变一体机柜。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还包括装载备用设备和工具的储备柜。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述蓄电池柜支撑在所述光伏组件柜及所述控制逆变一体机柜的下方，且所述蓄电池柜的底面为方形平面，则在所述蓄电池柜的底面的每个角处各安装一可升降且可固定的滚轮。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述光伏组件柜内具有2条水平方向上平行设置的柜体固定滑道；所述光伏组件包括光伏支架和光伏器件；所述光伏支架包括:横梁、支架滑道、支架旋转轴； 所述支架旋转轴为所述支架滑道在竖直面内旋转的旋转轴，其两端固定于所述柜体固定滑道接近所述光伏组件柜的侧面柜门的末端，并与2条平行设置的所述支架滑道滑动相连； 所述横梁的两端分别与2条所述支架滑道的各一个末端垂直固定在一起； 所述光伏器件为平面形，通过螺钉固定于所述支架滑道上。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括支架护板，其两端分别与2个所述支架滑道靠近所述横梁的末端固定在一起。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，还包括支架撑地板，其两端分别与2个所述支架滑道靠近所述横梁的末端固定在一起，且可与地面接触。
8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述蓄电池柜内固定有蓄电池支架；所述蓄电池固定在所述蓄电池支架上。
【文档编号】H02S10/40GK203457099SQ201320582201
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】王凤皋, 郭军 申请人:中兴能源（唐山）节能有限公司