一种太阳能综合利用装置及控制方法与流程

本发明涉及新能源，尤其涉及一种太阳能综合利用装置及控制方法。

背景技术：

1、当前光伏台区介入对变压器及电网消纳造成影响，由于新能源调峰能力有限，需要进一步加强新能源调峰削谷能力。随着新型电力系统建社的加速推进，以风电和光电为主的新能源发电渗透率不断提高，发电侧大规模集中式新能源并网容量增加，尤其是大规模分布式光伏介入具有明显的随机性、波动性和间接性，加大了峰谷差，电网运行面临着午后消纳困难、晚峰供应紧张的严峻挑战。光伏电池应用过程中，普遍存在光伏发电过程中太阳能利用效率低，有近80％的太阳辐射能以热量的形式损失掉而得不到有效利用。因此，在光伏发电过程中，如何实现太阳能综合利用水平的提高，一直是需要解决的实际问题。

2、专利号为cn113192438a的专利文件主要是将太阳能光伏板设置成可角度调节，使光伏板可以充分吸收太阳能，但光伏板的调节角度受限，且在光伏板调节过程中，太阳能利用率持续较低，无法提高太阳能利用率。专利号cn209926627u的专利文件主要为太阳能光伏板的角度调节和吸收太阳能较热，调节过程太阳能吸收效率依然较低，且不涉及电网调峰能力的调节。

技术实现思路

1、本发明提供了一种太阳能综合利用装置及控制方法，能够提高电网中新能源的调节能力，提高太阳能的利用效率。

2、第一方面，本发明提供了一种太阳能综合利用装置，包括：太阳能光伏板，固定所述太阳能光伏板的固定框架，以及，设置于所述太阳能光伏板背面的水箱；其中，所述太阳能光伏板和所述水箱可绕所述固定框架的中轴线旋转；所述太阳能光伏板通过逆变器与电网连接，将太阳能光伏板产生的电能输入电网。

3、在一种可能的实现方式中，所述太阳能综合利用装置，还包括：设置于所述太阳能光伏板背面的水箱，所述水箱跟随所述太阳能光伏板绕所述固定框架的中轴线旋转。

4、在一种可能的实现方式中，所述太阳能综合利用装置还包括：水泵和水池，以及连接所述水泵和水池的循环管路；所述水箱包括进水口和出水口，所述进水口和所述出水口分别设置可旋转水管接头；所述水箱通过所述可旋转水管接头与所述循环管路连接；水体在所述水泵、所述水池、所述水箱和所述循环管路中循环，通过所述水箱吸收太阳能。

5、在一种可能的实现方式中，所述水体为自养型绿藻水体；所述水池设置有过滤网，所述过滤网对所述自养型绿藻水体进行过滤。

6、在一种可能的实现方式中，所述水箱为扁平式结构，所述水箱的扁平截面与所述太阳能光伏板的截面持平。

7、在一种可能的实现方式中，所述太阳能综合利用装置还包括：角度控制组件；所述角度控制组件包括电机、驱动齿轮和从动齿轮；所述驱动齿轮安装于所述电机的主轴一端；所述从动齿轮安装于所述太阳能光伏板的转轴一端，靠近所述固定框架的位置处；所述电机安装于所述固定框架上；所述电机转动时，通过所述驱动齿轮带动所述从动齿轮转动，从而带动所述太阳能光伏板绕所述固定框架的中轴线旋转。

8、在一种可能的实现方式中，所述太阳能综合利用装置还包括：驱动电路和信号接收设备；所述信号接收设备用于接收电网控制中心发送的控制信号，并将所述控制信号发送给所述驱动电路；所述驱动电路分别与所述电机和所述信号接收设备连接，接收所述控制信号，并对所述控制信号进行处理后生成电机驱动信号，将电机驱动信号发送给所述电机，控制电机带动所述太阳能光伏板旋转。

9、第二方面，本发明实施例提供了一种太阳能综合利用装置的控制方法，应用于上述第一方面以及第一方面中任一种可能的实现方式所述的太阳能综合利用装置，该控制方法包括：获取电网控制中心发送的控制信号，所述控制信号包括下一时刻的光伏发电目标功率；基于所述控制信号，计算下一时刻所述太阳能光伏板的目标角度；基于所述目标角度，生成电机驱动信号，驱动所述电机转动，使所述太阳能光伏板转动至所述目标角度。

10、在一种可能的实现方式中，所述基于所述目标角度，生成电机驱动信号，驱动所述电机转动，使所述太阳能光伏板转动至所述目标角度，包括：获取所述太阳能光伏板的实际角度；基于所述目标角度和所述实际角度，生成所述电机驱动信号，所述电机驱动信号包括电机的驱动电压和驱动时长；基于所述电机驱动信号，控制电机转动。

11、在一种可能的实现方式中，该控制方法还包括：获取所述太阳能光伏板的实际角度；基于所述实际角度，计算所述水泵的目标转速；基于所述水泵的目标转速，生成水泵控制信号；基于水泵控制信号，调节所述水泵的转速至所述目标转速。

12、第三方面，本发明实施例提供了一种太阳能综合利用装置的控制装置，包括：通信模块，用于获取电网控制中心发送的控制信号，所述控制信号包括下一时刻的光伏发电目标功率；处理模块，用于基于所述控制信号，计算下一时刻所述太阳能光伏板的目标角度；基于所述目标角度，生成电机驱动信号，驱动所述电机转动，使所述太阳能光伏板转动至所述目标角度。

13、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面以及第二方面中任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

14、本发明提供一种太阳能综合利用装置及控制方法，本发明通过在太阳能光伏板周围设置固定框架，使太阳能光伏板可绕所述固定框架的中轴线旋转，如此，在电网消纳困难时，可以转动太阳能光伏板，减少太阳能光伏板的直射，减少太阳能光伏板的出力功率，提高新能源的调节能力；在电网供应紧张时，可以转动太阳能光伏板，增加太阳能光伏板的直射，增加太阳能光伏板的出力功率，提高新能源的调节能力。

15、此外，本发明在太阳能光伏板的背面设置水箱，在太阳能光伏板倾斜或者翻转时，水箱吸收太阳能，转化为热能和化学能，充分里利用太阳能，提高太阳能的利用率。

技术特征：

1.一种太阳能综合利用装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的太阳能综合利用装置，其特征在于，所述太阳能综合利用装置还包括：水泵(4)和水池(5)，以及连接所述水泵(4)和水池(5)的循环管路(6)；

3.根据权利要求2所述的太阳能综合利用装置，其特征在于，所述水体为自养型绿藻水体；所述水池(5)设置有过滤网，所述过滤网对所述自养型绿藻水体进行过滤。

4.根据权利要求2所述的太阳能综合利用装置，其特征在于，所述水箱(3)为扁平式结构，所述水箱(3)的扁平截面与所述太阳能光伏板(1)的截面持平。

5.根据权利要求1所述的太阳能综合利用装置，其特征在于，所述太阳能综合利用装置还包括：角度控制组件(7)；所述角度控制组件包括电机(71)、驱动齿轮(72)和从动齿轮(73)；

6.根据权利要求1所述的太阳能综合利用装置，其特征在于，所述太阳能综合利用装置还包括：驱动电路和信号接收设备；

7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能综合利用装置，其特征在于，所述太阳能光伏板(1)和所述水箱(3)可绕所述固定框架(2)的中轴线作圆周运动，并在控制信号的控制下悬停于圆周上的任一位置；

8.一种太阳能综合利用装置的控制方法，其特征在于，应用于所述权利要求1至7中任一项所述的太阳能综合利用装置，所述控制方法包括：

9.根据权利要求8所述的太阳能综合利用装置的控制方法，其特征在于，所述基于所述目标角度，生成电机驱动信号，驱动所述电机转动，使所述太阳能光伏板转动至所述目标角度，包括：

10.根据权利要求8所述的太阳能综合利用装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

技术总结
本发明提供一种太阳能综合利用装置及控制方法，涉及新能源技术领域。本发明通过在太阳能光伏板周围设置固定框架，使太阳能光伏板可绕所述固定框架的中轴线旋转，如此，在电网消纳困难时，可以转动太阳能光伏板，减少太阳能光伏板的直射，减少太阳能光伏板的出力功率，提高新能源的调节能力；在电网供应紧张时，可以转动太阳能光伏板，增加太阳能光伏板的直射，增加太阳能光伏板的出力功率，提高新能源的调节能力。本发明还在太阳能光伏板的背面设置水箱，在太阳能光伏板倾斜或者翻转时，水箱吸收太阳能，转化为热能和化学能，充分里利用太阳能，提高太阳能的利用率。

技术研发人员：朱雅魁,申洪涛,陶鹏,李春睿,贾永良,冯少康,李强
受保护的技术使用者：国网河北省电力有限公司营销服务中心
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25