一种水上光伏储能系统的制作方法

本实用新型涉及一种光伏储能系统，更具体地说，它涉及一种水上光伏储能系统。

背景技术：

光伏电站是一种利用太阳光能，采用诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站经常建立在农田区域，需要占用大量土地资源。近年来，人们开发漂浮式光伏电站，在水面建立光伏电站来克服传统光伏电站占用土地资源大的缺点。

公告号cn110868139a、公开日2020-03-06的专利中公开了一种水上光伏压缩空气储能装置，主要结构为：高压储气装置设置在光伏板下方；水管线连接在压储气装置的一侧；水管线和进气管线连接在压储气装置上且均位于水管线对侧；所述水管线主要用于将水压入高压储气装置中，所述进气管线主要用于将空气压缩至高压储气装置中，所述出气管线主要用于利用缩后的高压空气进行发电；所述清洗装置主要用于通过高压储气装置中的压缩空气依次推动高压储气装置中的隔板和水对光伏板进行清洗。

上述专利利用水上光伏下部空间安装高压储气装置，同时利用压缩空气作为储能系统，降低光伏上网时对电网的冲击。随着储能市场的快速发展，储能电池成本逐渐降低，利用储能系统进行削峰填谷，赚取峰谷价差的经济性逐渐显现。因此电池储能的方式和压缩空气储能方式的成本已差不多，而压缩空气储能需要先将电能转换为动能，需要用电时，还需要再将动能转化为电能，导致能源利用率低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种水上光伏储能系统，具有能源利用率高的效果。

为实现上述技术目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种水上光伏储能系统，包括多组固定在水面上的光伏组件和与每组光伏组件电连接的光伏汇流柜，每个所述光伏汇流柜电连接有光储一体机，几个所述光伏汇流柜通过电池汇流柜电连接，所述电池汇流柜上电连接有用于储能的锂电池系统，所述电池汇流柜电连接有控制锂电池系统的ems系统，所述锂电池系统、电池汇流柜、光储一体机和ems系统通过双绞线形成局域网，其中一个所述光储一体机设置有与市电接通的端口。

通过采用上述技术方案，每组的多个光伏组件产生的电能通过光伏汇流柜汇合并送入光储一体机，光储一体机将电流变压为适配锂电池系统的电流，并通过电池汇流柜送入锂电池系统，ems系统借助局域网监控管理每个锂电池系统的剩余电量，并根据需求将锂电池系统内电能送入市电，光伏储能使用的过程中，不需要进行能量的转换即可存储，全程无污染，也减少了电能转化为热能的损失，提高了能源利用率。

作为优选，所述锂电池系统至少为两个。

通过采用上述技术方案，防止直流的锂电池系统持续放电，造成电池系统过放，ems系统检测到一个锂电池的放电量达到设定值时，就会切换到另一个锂电池放电，提高了锂电池系统的安全性。

作为优选，所述ems系统内还包含组间均衡控制模块，所述组间均衡控制模块设置有监控每个电池簇电量的电压表，相邻两个所述电池簇间设置有均衡回路。

通过采用上述技术方案，ems系统会实时监控每个电池簇的电量，并借助均衡回路来保证各个电池簇的电量差不多，避免电池簇间形成过大环流，对功率器件和电池造成损坏，实现了电池的使用寿命延长。

作为优选，还包括空调系统、照明系统和消防系统，其中一个所述光储一体机电连接有控制空调系统、照明系统和消防系统的配电箱。

通过采用上述技术方案，配电箱由锂电池系统供电，整个光储系统的负载由光储系统自身供给，光储系统和市电形成互锁，光储能量不足时，可切换为市电供给，提高了供给灵活性。

作为优选，连接市电的所述光储一体机内设置有储能逆变器。

通过采用上述技术方案，储能逆变器具有完善的保护功能，当输入电压或者电网出现异常情况是，均可以有效动作，保护储能逆变器的安全运行，直到异常情况消失后，再继续并网发电。

作为优选，每个所述光伏组件包括框架和光伏板，所述框架的一侧边缘设置有刷子，所述框架外设置有驱动刷子沿框架滑移的电动推杆。

通过采用上述技术方案，由于光伏组件放置在水面上，不方便人工清洗，长期工作后，光伏板上覆盖有灰尘，就会影响光伏板的光电转化效率，通过控制器定期启动电动推杆，将刷子沿光伏板刷一遍，不需要人工清洗，降低了维护成本。

作为优选，所述刷子包括刷体和可自转的刷辊，所述刷体的内侧两端分别开设有供刷辊的两端插入的转动框，所述转动框内设置有厚度大于转动框和刷辊间隙的阻尼环，所述刷辊外设置有方向与刷辊转动方向相反的刷毛，所述刷毛的直径为1mm。

通过采用上述技术方案，电动推杆带动刷子滑移时，由于阻尼环的限制，刷辊只有转动的趋势，而刷毛与刷辊转动的方向相反，因此刷毛也会给刷辊施加推力，此时刷辊才会转动，刷毛在受到光伏板的阻碍时，就可以将光伏板上的灰尘擦掉。刷辊转动工作，使整体刷毛都能接触到光伏板，使刷毛上收集的灰尘均匀，延长了刷毛的使用寿命。而且下雨时，雨水也可以将刷毛上的灰尘冲走部分，进一步延长了刷毛的有效工作时长。

综上所述，本实用新型取得了以下效果：

1.借助储能电池和光伏组件的配合，实现了光伏储能，提高了能源利用率；

2.借助刷子和电动推杆的配合，实现了光伏板的自动清洗。

附图说明

图1为本实施例中用于表现系统的整体接线示意图；

图2为本实施例中用于表现电动推杆和刷子配合关系的示意图；

图3为本实施例中用于表现刷子具体结构的示意图。

图中，1、框架；11、电动推杆；12、刷体；13、刷辊；14、转动框；15、阻尼环；16、刷毛；2、光伏板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：一种水上光伏储能系统，如图1所示，包括多组固定在水面上的光伏组件和与每组光伏组件电连接的光伏汇流柜，每个光伏汇流柜电连接有光储一体机，几个光伏汇流柜通过电池汇流柜电连接，电池汇流柜上电连接有用于储能的锂电池系统，电池汇流柜电连接有控制锂电池系统的ems系统，锂电池系统、电池汇流柜、光储一体机和ems系统通过双绞线形成局域网，其中一个光储一体机设置有与市电接通的端口。

每组的多个光伏组件产生的电能通过光伏汇流柜汇合并送入光储一体机，光储一体机将电流变压为适配锂电池系统的电流，并通过电池汇流柜送入锂电池系统，ems系统借助局域网监控管理每个锂电池系统的剩余电量，并根据需求将锂电池系统内电能送入市电，光伏储能使用的过程中，不需要进行能量的转换即可存储，全程无污染，也减少了电能转化为热能的损失，提高了能源利用率。

如图1所示，锂电池系统为两个。防止直流的锂电池系统持续放电，造成电池系统过放，ems系统检测到一个锂电池的放电量达到设定值时，就会切换到另一个锂电池放电，提高了锂电池系统的安全性。

ems系统内还包含组间均衡控制模块，组间均衡控制模块设置有监控每个电池簇电量的电压表，相邻两个电池簇间设置有均衡回路。ems系统会实时监控每个电池簇的电量，并借助均衡回路来保证各个电池簇的电量差不多，避免电池簇间形成过大环流，对功率器件和电池造成损坏，实现了电池的使用寿命延长。

如图1所示，还包括空调系统、照明系统和消防系统，其中一个光储一体机电连接有控制空调系统、照明系统和消防系统的配电箱。配电箱由锂电池系统供电，整个光储系统的负载由光储系统自身供给，光储系统和市电形成互锁，光储能量不足时，可切换为市电供给，提高了供给灵活性。

连接市电的光储一体机内设置有储能逆变器。储能逆变器具有完善的保护功能，当输入电压或者电网出现异常情况是，均可以有效动作，保护储能逆变器的安全运行，直到异常情况消失后，再继续并网发电。保护功能包括：

(1)直流过/欠压保护

当储能电池的直流电压超出允许电压范围时，储能逆变器会停止工作，同时发出警示信号，并且在液晶屏上显示故障类型。

(2)电网过/欠压保护

当电网电压超出允许电压范围时，储能逆变器会停止工作，同时发出警示信号，并且在液晶屏上显示故障类型。

(3)电网过/欠频保护

当储能逆变器检测到电网频率波动超出允许范围时，储能逆变器会停止工作，同时发出警示信号。并且在液晶屏上显示故障类型。

(4)孤岛保护

当储能逆变器检测到电网电压为0或电网频率超出允许范围时，储能逆变器会停止工作，同时发出警示信号。并且在液晶屏上显示故障类型。

(5)交流过流保护

当储能电池的功率超过储能逆变器允许的最大直流功率时，储能逆变器将会限流工作在允许的最大的交流功率处，当检测到交流电流大于1.2倍额定电流时，储能逆变器会停止工作。恢复正常后，储能逆变器应能正常工作。

(6)交流漏电保护

储能逆变器具有接地保护功能，接地线缆安装了漏电流传感器，当检测到漏电流超过限定数值是，系统立刻发出指令，使及其停止运行，并通过液晶屏显示故障类型。

当储能系统出现故障时，逆变器停止工作，将交直流侧的接触器立即断开，是逆变器的主电路与蓄电池、负载脱离。

(7)环境过温保护

储能逆变器内部使用了高精度温度传感器，能够实时监测机器内部的温度，当温度出现过高情况是，储能逆变器停止运行，以保护设备的稳定运行。

(8)模块过温保护

储能逆变器的igbt模块使用了高精度的温度传感器，能够实时监测模块温度，当温度出现过高情况时，储能逆变器停止运行，以保护设备的稳定运行。

(9)相位异常

当储能逆变器在初始停机、停机、故障状态下进行自检时发现所接电网三相电压相位有错时，储能逆变器会发出警示信号，并且在液晶屏上显示故障类型。

(10)交流电压不平衡

当储能逆变器检测到三相交流电压之差超出允许范围时，储能逆变器会停止工作，同时发出警示信号，并且在液晶屏上显示故障类型。

(11)电抗器过温

储能逆变器的电抗器使用了高精度的温度传感器，能够实时监测模块温度，当温度出现过高情况时，储能逆变器停止运行，保护设备的稳定运行。

(12)模块故障

储能逆变器的igbt模块具有自保护功能，当模块自身检测到模块有过流现象时，储能逆变器停止运行，同时发出警示信号，并且在液晶屏上显示故障类型。

(13)风扇故障

储能逆变器的风扇具有自动检测功能，当电网电压大于250v时，使储能逆变器停止运行，同时发出警示信号，并且在液晶上显示故障类型。

(14)交直流主接触器故障

当储能逆变器在停机、故障的状态下，如果交直流接触器状态为闭合，或者当储能逆变器运行状态为待机、并网或离网运行时，检测到交直流主接触器状态为断开时，储能逆变器会停止工作，同时发出警示信号，并且在液晶上显示故障类型。恢复正常后，储能逆变器应重新上电自检通过才能正常工作。

(15)ad采样故障

当储能逆变器在自检时，检测到采样通道零偏值超出允许范围时，储能逆变器会发出警示信号，并且在液晶上显示故障类型。恢复正常后，储能逆变器应重新上电自检通过才能正常工作。

(16)极性反接故障

当储能逆变器检测到直流电压为负值时，储能逆变器会发出警示信号，并且在液晶上显示故障类型。

如图2所示，每个光伏组件包括框架1和光伏板2，框架1的一侧边缘设置有刷子，框架1外设置有驱动刷子沿框架1滑移的电动推杆11。由于光伏组件放置在水面上，不方便人工清洗，长期工作后，光伏板2上覆盖有灰尘，就会影响光伏板2的光电转化效率，通过控制器定期启动电动推杆11，将刷子沿光伏板2刷一遍，不需要人工清洗，降低了维护成本。

如图3所示，刷子包括刷体12和可自转的刷辊13，刷体12的内侧两端分别开设有供刷辊13的两端插入的转动框14，转动框14内设置有厚度大于转动框14和刷辊13间隙的阻尼环15，刷辊13外设置有方向与刷辊13转动方向相反的刷毛16，刷毛16的直径为1mm。电动推杆11带动刷子滑移时，由于阻尼环15的限制，刷辊13只有转动的趋势，而刷毛16与刷辊13转动的方向相反，因此刷毛16也会给刷辊13施加推力，此时刷辊13才会转动，刷毛16在受到光伏板2的阻碍时，就可以将光伏板2上的灰尘擦掉。刷辊13转动工作，使整体刷毛16都能接触到光伏板2，使刷毛16上收集的灰尘均匀，延长了刷毛16的使用寿命。而且下雨时，雨水也可以将刷毛16上的灰尘冲走部分，进一步延长了刷毛16的有效工作时长。