一种基于仿生树的太阳能发电系统的制作方法

本实用新型涉及太阳能光伏发电领域，特别涉及一种基于仿生树的太阳能发电系统。

背景技术：

仿生树，顾名思义，它不是自然树种，而是一种假树。它是人们运用现代科技手段和新型材料对自然界树木的再加工和外观形态的模仿，以在特定场合展现自然界树木真实效果的装饰品。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。随着太阳能光伏发电技术的发展，越来越多的太阳能电池板被安装在树木、仿生树上，对太阳能进行综合利用。

仿生树发电系统使用环境一般为白天高温环境，晚上温度较低的西北地区，发电系统系统输出电缆的温度适应好坏直接决定仿生树发电系统的产品质量。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：解决基于仿生树的太阳能发电系统中输出电缆耐高温和低温的问题。针对现有技术存在的问题，提供一种基于仿生树的太阳能发电系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于仿生树的太阳能发电系统,包括控制器，与控制器相连接的光伏组件、储能模块和逆变模块，光伏组件连接储能模块，储能模块连接逆变模块，逆变模块还连接输电电缆，输电电缆从外至内依次设置护套层、隔热保温腔层、隔热层、铠装层、第二护套层和电缆室，电缆室内设置有四根相同且紧密排布的内电缆，四根内电缆截面为圆形，且四根内电缆的截面圆心位于正方型的四个角上，四根内电缆将电缆室分割形成5个腔,5个腔内分别设置有一个截面为圆形的加强芯，加强芯同时与第二护套层内壁、内电缆相切；第二护套层、内电缆和加强芯形成的空间内设置有阻燃材料。

储能模块和逆变单元之间还连接有逆变开关保护电路；逆变开关保护电路，包括：

钳位电路，用于产生钳位电路控制电路的导通或者断开的控制电压信号；

钳位电路控制电路，产生逆变电路控制电路的控制电压信号；

逆变电路控制电路，控制逆变电路的通断；

所述逆变电路控制电路还产生钳位电路控制电路的第二路控制信号，用于锁定钳位电路断开。

进一步的方案为：钳位电路包括MOS管Q2，MOS管Q2的D级连接有电阻R7。

进一步的方案为：钳位电路控制电路包括，晶体管Q1和稳压二极管D1，稳压二极管D1两端依次并联有滤波电容C1，分压电阻R2，稳压二极管D1的正向端还连接有电阻R1和分压电阻R6，电阻R1的另一端连接晶体管Q1的集电极，晶体管Q1的基级连接有分压电阻R5和分压电阻R3。

进一步的方案为：逆变电路控制电路包括光电隔离开关U1，光电隔离开关U1的正向输入端1连接有电阻R8，光电隔离开关U1的负极输出端3连接光电隔离开关U1负向输入端2，光电隔离开关U1的正极输出端4连接有电阻R9，电阻R9的另一端连接有电阻R10和稳压管D2，稳压管D2的负极连接有电阻R4,电阻R4的另一端连接电容C2，电容C2的另一端连接光电隔离开关U1负向输入端2。

进一步的，电池的负极连接稳压二极管D1负极、MOS管Q2的S极、晶体管Q1发射极、电阻R3和光电隔离开关U1负向输入端2；电池的正极连接电阻R7、电阻R6、电阻R5和电阻R10；电阻R9与光电隔离开关U1的正极输出端4之间引出逆变单元输入端。

工作原理为：IN+为电池正向端，IN-为电池负向端；当电池电量不足时，分压电阻R6和电阻R2产生MOS管Q2的偏执电压，MOS管Q2导通，电阻R8的采样电压低于光电隔离开关U1的导通电压，光电隔离开关U1输出端截止，当电池电量继续增加带动电压上升，分压电阻R5和电阻R3产生的偏执电压满足晶体管Q1导通条件，晶体管Q1导通，迫使MOS管Q2偏执电压降低，MOS管Q2截止，电阻R8采样的电压升高，光电隔离开关U1导通，将电池的电能输出给逆变单元；同时，电阻R10和电阻R9之间引出的偏执电压可保持晶体管Q1继续导通，MOS管Q2继续保持截止，光电隔离开关U1继续导通。当电池电量降低时，小于电阻R10和电阻R9之间引出的偏执电压小于稳压管D2导通电压，晶体管Q1的导通取决于电阻R5和电阻R3参数的偏执电压。

进一步的方案为：隔热保温腔层内规则排列有褶皱，位于护套层上的褶皱顶端与隔热层之间设置有支撑柱。

进一步的方案为：所述加强芯为纤维加强芯。

进一步的方案为：隔热层为环保型的导电聚乙烯护套料层，厚度为0.6mm。

进一步的方案为：所述铠装层为镀锡钢丝锦纶丝编织层，所述第二护套层和护套层的材质为低烟无卤阻燃辐照交联聚烯烃。

进一步的方案为：内电缆包括导体、置于导体外侧的绝缘层和置于绝缘层外侧的阻燃层。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型解决仿生树的太阳能发电系统在高温环境进行使用时的温度阻隔的问题。褶皱与护套层之间形成的空腔为第一阻隔空腔，褶皱与隔热层之间形成第二阻隔空腔，增加热交换的距离。褶皱和支撑柱的设计增加了电缆的机械强度。第一阻隔空腔和第二阻隔空腔的设置对晚上低温环境增强了隔冷的效果。

加强芯的设置，以及第二护套层、内电缆和加强芯形成的空间内设置有阻燃材料,增加了电缆的抗压能力。

逆变开关保护电路实现了开关U1在电池电量不足时，关断；超过设置电压时，导通；防止了其由于电池电量不足时频繁开启或者关断，且结构简单。当光电隔离开关U1正常导通时，有稳压管D2给晶体管Q1稳定的偏执电压，增强了光电隔离开关U1导通的抗干扰能力。

附图说明

图1为本申请的系统图。

图2为输出电缆结构图。

图3为逆变开关保护电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

图1、2示出了一种基于仿生树的太阳能发电系统,包括控制器，与控制器相连接的光伏组件、储能模块和逆变模块，光伏组件连接储能模块，储能模块连接逆变模块，逆变模块还连接输电电缆，输电电缆从外至内依次设置护套层1、隔热保温腔层2、隔热层5、铠装层6、第二护套层和电缆室，电缆室内设置有四根相同且紧密排布的内电缆7，四根内电缆7截面为圆形，且四根内电缆7的截面圆心位于正方型的四个角上，四根内电缆7将电缆室分割形成5个腔,5个腔内分别设置有一个截面为圆形的加强芯8，加强芯8同时与第二护套层内壁、内电缆7相切；第二护套层、内电缆7和加强芯8形成的空间内设置有阻燃材料。隔热层5为环保型的导电聚乙烯护套料层，厚度为0.6mm。所述铠装层6为镀锡钢丝锦纶丝编织层，所述第二护套层和护套层1的材质为低烟无卤阻燃辐照交联聚烯烃；内电缆7包括导体、置于导体外侧的绝缘层和置于绝缘层外侧的阻燃层。

实施例2

在实施例一的基础上，图3示出了：逆变开关保护电路，包括：

钳位电路Ⅰ，用于产生钳位电路控制电路的导通或者断开的控制电压信号；

钳位电路控制电路Ⅲ，产生逆变电路控制电路的控制电压信号；

逆变电路控制电路Ⅱ，控制逆变电路的通断；

所述逆变电路控制电路Ⅱ还产生钳位电路控制电路Ⅲ的第二路控制信号，用于锁定钳位电路Ⅰ断开。(这里的论述能否加个流程图，论述太啰嗦，建议配流程图)

钳位电路Ⅰ包括MOS管Q2，MOS管Q2的D级连接有电阻R7。

钳位电路控制电路Ⅲ包括，晶体管Q1和稳压二极管D1，稳压二极管D1两端依次并联有滤波电容C1，分压电阻R2，稳压二极管D1的正向端还连接有电阻R1和分压电阻R6，电阻R1的另一端连接晶体管Q1的集电极，晶体管Q1的基级连接有分压电阻R5和分压电阻R3。

逆变电路控制电路Ⅱ包括光电隔离开关U1，光电隔离开关U1的正向输入端1连接有电阻R8，光电隔离开关U1的负极输出端3连接光电隔离开关U1负向输入端2，光电隔离开关U1的正极输出端4连接有电阻R9，电阻R9的另一端连接有电阻R10和稳压管D2，稳压管D2的负极连接有电阻R4,电阻R4的另一端连接电容C2，电容C2的另一端连接光电隔离开关U1负向输入端2。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。