一种光伏直流配电系统及其电能配送方法与流程

本发明涉及光伏配电技术领域，具体是一种光伏直流配电系统及其电能配送方法。

背景技术：

随着科技的进步与电子产品的增多，人们日常使用电器60％以上是直流电产品，而它们一般通过“交流→直流”供电方式或“交流→直流”给其电池充电方式来获取电能，这些方式耗能大且系统复杂。因此，人们对于构建直流配电系统的需求越来越大。但现有的直流配电系统存在覆盖范围小、低品位直流电能来源不足、配送不智能等不可控变量因素的问题，目前直流配电系统尚未在建筑或家庭中普及，因此用户无法随时随地享用直流配电系统所提供的低品位电能。

光伏发电，作为一种清洁能源发电形式，已进入了快速发展期，其发电成本逐年下降，已经向零售电价接近。不提供交流供电的独立光伏发电系统的发电成本更低，像太阳能路灯等带有蓄电池的小型独立光伏发电系统可以设置在各种零散闲置空间(停车棚屋顶、遮阳棚顶、阳台、公交车站、租赁自行车棚顶等)，不影响原有空间的使用性质，并将光伏发电储存在蓄电池里。其光伏发电除了满足该地点的使用外，剩余的电能可以采用配送光伏电池的形式进行调配，为各种场合的直流用电供电。本发明将基于光伏发电技术的基础上，将直流配电系统与智能配送相结合，构建光伏直流配电系统。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现要素：

本发明针对直流配电系统覆盖范围小、低品位直流电能来源不足、配送不智能等问题，提供一种光伏直流配电系统及其电能配送方法。本发明将直流配电系统与智能配送相结合，在基于光伏发电技术的基础上利用零散闲置空间、市政公共设施、阳台、社区指示牌、路灯等设置面积适宜、容量适宜的太阳能光伏板及光伏电池箱，并通过互联网技术对满电的多型号光伏电池根据用户的需求进行智能配送。同时电量不足的所述光伏电池也可通过配送平台回收到相应光伏发电站进行再充电，最终构建一个城市光伏直流配电系统。不仅可以提高光伏电能的利用率、快速高效地满足用户需求，还可以节约土地保护环境，实现可持续发展。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种光伏直流配电系统，其特征在于：包括光伏发电站、配送平台、满电光伏电池、直流配电站和电量不足光伏电池；所述光伏发电站是光伏组件通过光伏控制器、直流母线与充放电控制器将太阳能发电的电能储存在满电光伏电池中，通过配送平台根据用户的需求对直流配电站进行智能配送；所述直流配电站包括借电站、换电站、共享充电柜、固定直流用电系统；所述固定直流用电系统是满电光伏电池通过直流供电母线来实现其家用电器、led灯照明及安防监控系统等的电能需求。所述电量不足光伏电池自动显示或向配送平台发出电量不足的信号，收到信号后被回收到相应光伏发电站进行再充电。所述光伏发电站是充分利用零散闲置空间(停车棚屋顶、遮阳棚顶等)、市政公共设施(公交车站、租赁自行车棚顶等)、阳台、社区指示牌、路灯等设置面积适宜、容量适宜的太阳能光伏板给光伏电池充电。

所述光伏发电站是光伏组件通过光伏控制器(起稳压作用)、直流母线以及充放电控制器实现对光伏电池的充电蓄电。

所述光伏发电站使用的太阳能光伏发电板的面积由所设组件位置、能有效利用的面积、所设蓄电池箱大小综合考量确定，原则是因地制宜，充分利用地形优势，提高电池充电效率。

所述配送平台可根据直流配电站中用户需要对满电光伏电池及电量不足光伏电池进行统一调配。

所述满电光伏电池为多型号光伏电池，存放在由绝缘材料构成的蓄电箱中。其型号选择是由所设光伏发电板的面积及位置决定。所述光伏电池由聚合物锂电池等蓄电池作为储电单元，也可对电子设备提供充电。

所述满电光伏电池为满电小型光伏电池(例如充电宝)可存放在借电站，充电宝的标配电芯容量可为10400mah，电量满足日常移动电子设备一天充电需求。用户充电快速，使用方便。

所述满电光伏电池为满电中型光伏电池可配送给共享充电柜等，以满足用户集中式紧急充电需求，也可以作为现行共享充电宝的充电电源。以电动车常用的型号为例，可设置容量为48v/10ah电池组。

所述满电光伏电池为满电大型光伏电池可配送给固定直流用电系统，例如：工作场所、娱乐场所以及家庭用户等。以满足家用直流电器、建筑照明(led灯)及安防系统对电能的需求。

所述直流配电站中的借电站、换电站、共享充电柜以及固定直流用电系统都具有电量感应器，当电池电能不足时会自动给配送平台发送信号，使其进行智能配送。

所述直流配电站中的共享充电柜是通过放电控制器实现光伏电池对其充电的需求。

所述直流配电站中的固定直流用电系统可通过直流母线来实现光伏电池对其直接充电的目的；当光伏电池电量不足时，其电量感应器会发出信号，若光伏电池不能及时更换，送电量降低到限值时会通过控制器启动“交流-直流”的传统供电方式以供急用。所述电量不足的光伏电池可以回收再充电，使其在该光伏直流配电系统中无限循环。实现了节约资源、保护环境，促进可持续发展。

本发明光伏直流配电系统的配送方法为：所述光伏发电站由太阳能光伏发电板组成，开始工作时太阳能光伏发电板将光能转换成电能存储在满电光伏电池中，当满电光伏电池充满电时，其蓄电箱的感应信号灯由红色变为绿色，然后通过感应系统传输信号给配送平台，配送平台根据用户的需求对直流配电站进行光伏电池的智能配送；当借电站、换电站、共享充电柜、固定直流用电系统中光伏电池出现电量不足时，感应信号灯由绿色变为红色，继而感应系统会发送信号至配送平台，配送员在配送平台可根据所述光伏电池的位置及型号结合光伏发电站的分布进行回收再充电。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：

本发明采用光伏发电站直接将太阳能发电的电能存储在多型号光伏电池中，不考虑光伏发电并网的问题，降低了发电系统设备及发电成本，解决了一般直流配电系统适用范围小，配送时间长且光伏电池分配及回收利用不合理的问题。

附图说明

图1为光伏直流配电系统的结构示意图。

图2为光伏发电站结构示意图。

图3为共享充电柜的充电示意图。

图4为固定直流用电系统的用电示意图。

1-光伏发电站，2-配送平台，3-满电光伏电池，4-借电站，5-换电站，6-共享充电柜，7-固定直流用电系统，8-直流配电站，9-电量不足光伏电池，10-光伏组件，11-光伏控制器，12-直流母线，13-充放电控制器，14-电压调节器，15-直流供电母线。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

如附图1所示，所述光伏直流配电系统，包括光伏发电站1、配送平台2、满电光伏电池3、直流配电站8和电量不足光伏电池9；所述光伏发电站1将太阳能发电的电能储存在满电光伏电池3中，通过配送平台2根据用户的需求对直流配电站8进行智能配送；所述直流配电站8包括借电站4、换电站5、共享充电柜6、固定直流用电系统7；所述电量不足光伏电池9自动显示或向配送平台2发出电量不足的信号，收到信号后被回收到相应光伏发电站1进行再充电。

开始工作时太阳能光伏发电板将光能转换成电能存储在满电光伏电池中，当满电光伏电池充满电时，其蓄电箱的感应信号灯由红色变为绿色，然后通过感应系统传输信号给配送平台，配送平台根据用户的需求对直流配电站进行光伏电池的智能配送；当借电站、换电站、共享充电柜、固定直流用电系统中光伏电池出现电量不足时，其蓄电箱的感应信号灯由绿色变为红色，继而感应系统会发送信号至配送平台，配送员在配送平台可根据所述光伏电池的位置及型号结合光伏发电站的分布进行回收再充电。

以上内容是结合具体的示例优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应视为属于本发明的保护范围。