CN106661889A - 便携式发电站及其阵列模块装配 - Google Patents

Abstract

一种包含在标准长度船运集装箱(8英尺、10英尺、20英尺、40英尺)内的用于提供电力的便携式发电站(10)，其被设计为100％便携式完整系统。该便携式发电站(10)包括具有底壁(14)、侧壁(16)、端壁(18)和顶壁(20)的外壳(12)。外壳(12)是具有集装箱角部(22)的标准尺寸船运集装箱。便携式发电站(10)包括具有四个大致水平的面板结构(32)的太阳能阵列(30)。面板结构(32)可以在上内部空间(23)内的收纳位置和展开(使用中)位置之间移动。在收纳位置，面板结构(32)以堆叠的方式布置在顶壁(20)下方，并且可以由上部(82)封闭在外壳(12)内，如图2所示。在展开位置，每个面板结构(32)在各自的横向方向上向外延伸到外壳(12)之外，如图1所示。

Description

便携式发电站及其阵列模块装配

技术领域

本发明涉及便携式发电站以及便携式发电站用的太阳能面板阵列模块装配。

背景技术

在全球范围内，气候变化推动了对减排目标和强制性碳排放报告的要求。加上诸如劳动力、物流和燃料(例如煤、天然气、柴油和液化石油气(LPG))的发电成本不断增加，这些因素正在增加对可再生能源技术的需求。

期望提供一种产生电力并减少碳排放和燃料成本的替代方式。

本发明寻求克服或基本上改善现有技术的至少一些缺陷，或者至少提供替代方案。

应当理解，如果在此引用任何现有技术信息，那么这样的引用并不造成在澳大利亚或任何其他国家承认该信息形成本领域中的公知常识的一部分。

发明内容

根据第一方面，本发明提供一种便携式发电站，包括：

外壳，以及

至少一个面板结构，其上具有至少一个太阳能面板，其中所述面板结构可在从所述外壳内的收纳位置到所述面板结构从所述外壳展开并暴露所述至少一个太阳能面板的展开位置之间移动，

其中所述至少一个太阳能面板包括可调节倾斜安装件。

优选地，至少一个第三相对距离包括第一与第二板之间的预定最小距离。

在一个优选实施例中，所述外壳包括底壁、侧壁、端壁和顶壁，并且基本上构造为船运集装箱。

在另一个优选实施例中，所述外壳包括集装箱角部。

在另一个优选实施例中，所述侧壁和端壁的至少上部可从所述外壳移除。

在另一个优选实施例中，所述便携式发电站包括形成太阳能阵列的多个面板结构。

在另一个优选实施例中，所述太阳能阵列包括四个大致水平的面板结构。

在另一个优选实施例中，在所述收纳位置，所述面板结构以堆叠方式布置在所述外壳的顶壁下方。

在另一个优选实施例中，在所述展开位置，每个面板结构在各自的横向方向上向外展开到所述外壳之外。

在另一个优选实施例中，所述上部的内表面包括在其上的太阳能面板。

在另一个优选实施例中，所述顶壁包括在其上的太阳能面板。

在另一个优选实施例中，所述外壳包括顶盖，所述顶盖用于保护所述顶壁的太阳能面板。

在另一个优选实施例中，所述便携式发电站的内部部件包括以下中的至少一个：发电机、电池组、太阳能逆变器、太阳能控制器、电池逆变器、AC/DC开关板、卫星通信调制解调器和天线、下一代调制解调器和天线、闭路电视(CCTV)、气象站、脱盐-46、分体式空调系统和水过滤单元。

在另一个优选实施例中，所述外壳包括可移动支架组件，所述可移动支架组件用于允许所述面板结构在其收纳位置和展开位置之间移动。

在另一个优选实施例中，所述外壳包括倾斜机构，以对各面板结构进行倾斜调节。

在另一个优选实施例中，所述倾斜机构包括倾斜托架、球形接头和/或位置可锁定的伸缩杆中的一个或多个。

在另一个优选实施例中，所述面板结构的收纳位置包括与其相应的邻近壁平行的其垂直取向。

在另一个优选实施例中，每个面板结构可围绕其顶部边缘枢转。

在另一个优选实施例中，所述外壳还包括与所述上部的下边缘对准的内部屋顶。

在另一个优选实施例中，所述便携式发电站还包括在所述侧壁和端壁中的至少一个中的至少一个通道门。

在另一方面，本发明提供一种太阳能面板阵列装配组件模块，包括：

具有内部空间的框架，所述框架具有集装箱角部；

太阳能阵列，其容纳在所述内部空间内并且可在收纳位置和展开位置之间移动；

其中所述组件可通过所述集装箱角部装配到船运集装箱。

优选地，所述框架包括矩形基部、矩形顶部和在它们之间延伸的角部立柱。

优选地，所述阵列装配组件包括可移除的侧盖和顶盖。

优选地，所述太阳能阵列包括四个可水平移动的面板结构和顶部面板。

优选地，处于所述收纳位置的所述面板结构以堆叠方式布置在所述顶部面板下方。

优选地，处于所述展开位置的所述面板结构在各自的横向方向上向外展开到所述框架之外。

还公开了本发明的其它方面。

附图说明

尽管其它形式也可能落入本发明的范围内，但是现在将仅通过示例的方式参照附图来描述本发明的优选实施例，其中：

图1是根据本发明的优选实施例的便携式发电站处于其打开操作配置的立体图；

图2是图1的便携式发电站处于关闭配置的立体图；

图3是图1的便携式发电站的太阳能面板的可移动支架组件的示意性立体图；

图4示出可移动支架组件的部件，其中(a)是处于展开位置的太阳能面板的俯视图，(b)是(a)的侧视图，(c)示出C形槽道中的辊，(d)示出C形槽道中的止动挡块；

图5是示出图1的便携式发电站的太阳能面板用的倾斜组件的立体图，其中(a)是分解图，(b)是组装图；

图6是根据本发明的另一方面的阵列装配组件模块的立体图，该阵列以展开位置示出；

图7是装配有图6的阵列装配组件模块的发电站船运集装箱外壳的端视图；

图8是图7的组件的立体图；以及

图9是图7的组件的立体图，其中阵列装配组件处于收纳位置。

实施方案的描述

应当指出，在以下描述中，不同实施例中相似或相同的附图标记表示相同或相似的特征。

图1和图2示出根据本发明的优选实施例的便携式发电站10。便携式发电站10被设计为容纳在标准长度的船运集装箱(10英尺、20英尺、40英尺)内的100％便携式完整系统，用于提供电力。

便携式发电站10包括具有底壁14、侧壁16、端壁18和顶壁20的外壳12。外壳12是具有集装箱角部22的标准尺寸的船运集装箱，并且提供船运集装箱的各种结构优点，如刚性、可堆叠性以及由于其标准尺寸和集装箱角部22而易于搬运、运输和船运。集装箱12可以是任何标准长度。

为了说明的目的，图1中省略了侧壁16和端壁18。如图2所示，侧壁16和端壁18中的每一个包括可移除的上部82。上部82是从顶壁20延伸的矩形细长部分，并且覆盖侧壁16和端壁18的面积的约1/5。侧壁16和端壁18的其余部分包括永久部分和通道门的组合。

外壳12包括跨上部82的下边缘延伸并与其对准的内部屋顶(未示出)。内部屋顶将外壳12的内部空间分成上内部空间23和下内部空间24。内部屋顶是封闭的，并且为下内部空间24提供流体密封。

一个侧壁16包括永久部分71、宽度在2.6米至3米之间的双门72和单个门76。一个端壁18包括全门74。相对的端壁18也包括另一个全门(未示出)。

相对的侧壁(未示出)是标准封闭的船运集装箱壁，但是也可以按镜像配置在其上设置有附加的类似的门72和76。从集装箱的两个侧壁16开口的门提供了穿过并离开另一侧的能力。

上部82可从外壳12移除。在运输期间，上部82保持装配到外壳12，以保护其容纳在便携式发电站10的上内部空间23内的内部部件。在使用时，在现场，移除上部82，这允许接近内部部件并且根据需要使用它们。

便携式发电站10包括太阳能阵列30，太阳能阵列30包括四个大致水平的面板结构32。面板结构32可在上内部空间23内的收纳位置和展开(使用中)位置之间移动。在收纳位置，面板结构32以堆叠方式布置在顶壁20下方，并且可以通过上部82封闭在外壳12内，如图2所示。在展开位置，每个面板结构32在各自的横向方向上向外展开到外壳12之外，如图1所示。

因此，太阳能阵列30是包含在便携式发电站10屋顶区域内的集成结构。面板结构32从集装箱顶壁20下方滑出，在外壳12的每一侧具有一个面板结构。每个面板结构32在其上表面上承载多个太阳能面板34，因此在其展开位置这些太阳能面板34被暴露。

顶壁20、上部82和内部屋顶因此用作太阳能阵列30的盖。上部82用作盖，它们被移除并且可以在其对应的面板结构32下面或者在顶壁20下面滑动。作为选择，上部82可以被配置为用于其他用途，例如可连接以为人员提供遮蔽结构，或者这种上部82的内表面可以承载附加的太阳能面板34，其然后可连接到便携式发电站10。顶壁20可以额外承载太阳能面板34，并且外壳12可以包括用于保护顶壁太阳能面板的另一个盖。

内部空间24内的内部部件包括发电机41、由多达120个电池单元组成的电池组42、两个太阳能逆变器、两个太阳能控制器、多达三个(但至少一个)电池逆变器(离网型逆变器)、AC/DC开关板(switchboard)、卫星通信调制解调器和天线、下一代((next G))调制解调器和天线/天线，分体式空调系统(split system air conditioner)和水过滤单元。

可经由双门72接近电池组部分42，可经由门74接近逆变器部分，可经由门76以及安装在邻近门76的另一端壁16中的另一个门(未示出)接近发电机部分。相对的侧壁，如果安装有附加的类似的门72和76，则允许以步行穿过的方式接近电池组42和发电机41。

外壳还可以包括将逆变器室与电池室隔开的两个内壁和将发电机室与电池室隔开的壁。电池室是有内衬的/绝缘的和通风的。发电机室也是通风的。

图3和图4示出可移动支架组件50，其允许面板结构32在它们的收纳位置和展开位置之间移动。支架组件50包括安装在外壳12的角部结构13之间的静态托架构件51。第一对辊52以悬臂方式安装到托架构件51。具有C形槽道54的中间构件53将辊52收纳在其中。中间构件53包括装配到其与槽道54相对的面56的第二对辊55。具有C形槽道58的第二构件57将第二辊55收纳在其中。第二构件57装配到或支撑面板结构32的端部边缘。

因此，上述支架组件50允许中间构件53相对于托架构件51滑动，并且允许第二构件57相对于中间构件53滑动。止动挡块61用于限制构件53和57向外移动。这导致允许各面板结构32从顶壁20下方滑动到其展开位置，从而暴露其上的太阳能面板34。

支架组件50和/或面板结构32被设计成使各面板结构32倾斜到最佳太阳能面板暴露角度。参考图5，每个面板结构32的近端33可枢转地装配到第二构件57。面板结构32的远端35未被装配，从而允许面板结构32倾斜。在所示的例子中，倾斜托架67用于在远端35和第二构件57之间延伸，以支撑倾斜的面板结构32。

如图5所示，太阳能面板34可以通过直角支架59支撑于第二构件57。连接片58可以用于将太阳能面板34彼此连接。

该阵列在8英尺的集装箱上输出大约3.5kW，在10英尺的集装箱上输出4.5kW，在20英尺的集装箱上输出高达13kW，在40英尺的集装箱上输出高达22kW。

支架组件50和/或面板结构32可以按其它方式配置，以使面板结构32在其他方向上倾斜。例如，面板结构32可以被构造为沿着在远端35处的枢转点倾斜，或者面板结构32可以由球形接头或其他合适的机构(如位置可锁定的伸缩杆)支撑，这将允许面板结构32在任何横向方向上倾斜。

便携式发电站10具有如下多个特征：

·100％便携性。即，包含在标准尺寸的船运集装箱内的完整发电系统。

·包括船运在内的可运输性，这意味着可出口。便携式发电站10包括部件智能减震安装技术，包括电池组，在集装箱在侧面或顶部掉落的情况下，也具有密封的外壳和结构。

·快速和容易安装和调试。即，不需要技术人员。只需要简单的解锁、插入和开机过程，并且预计两个人需要大约一小时来安装和开机。

·太阳能阵列作为集成结构包括在集装箱屋顶区域内。阵列区域覆盖物被简单地移除并滑入到阵列框架结构的下方，并且阵列从集装箱屋顶空间内滑出，每侧滑出一个平面。该阵列平面滑动结构被设计为允许倾斜到最佳日照性能角度。

·从3kW连续到160kW功率输出的灵活设计。

·能够接受风力涡轮机电力输入。

·100％可监测性，即，可以通过下一代和卫星通信技术来监测系统的性能、维护和故障查找。还可以设置其他重要的监测要求，包括燃料水平报警、天气监测、闭路电视等。便携式电站10可以在其他系统已经发生故障的情况下提供通信。

·具有并入水过滤或脱盐厂用于救灾应用等的能力。

·供电可靠性。便携式发电站10提供三个独立的发电装置，即：柴油发电机AC、太阳能/电池/逆变器AC、电池组DC。在该系统中的一个可能失效的情况下，这提供两个潜在的冗余层。

·更换性：在系统使用寿命到期或系统部件需要更换的情况下，作为整体单元的电站10可以容易地调换成另一个。也就是说，当租赁期或使用寿命已经结束时，新的单元到来并被调试，旧的归还给供应商或所有者。

·用于控制和调节远程安装的太阳能PV达到大约两倍的逆变器电力额定连续功率输出容量。

·用于在柴油动力微型电网中提供峰值需求支持和负载曲线整形。

便携式发电站10将有效地为目前由其他不可靠或昂贵的装置，如各种燃料，供电的地点提供发电解决方案的替代方案。便携式电站10为诸如监测站、通信站、采矿营地、电网支持、应急电网备份、紧急服务、自然灾害服务、离网住宅和偏远社区等众多的不同应用提供便携式整体解决方案。

虽然已经描述了本发明的优选实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，可以对所描述的实施例进行修改。

在可能的修改中，面板结构32的收纳位置可以是其垂直取向，在其垂直取向，其平行于并且邻近其相应的侧壁或端壁。每个面板结构32然后可以围绕其顶部边缘枢转。

图6至图9示出根据本发明的另一方面的太阳能面板阵列装配组件模块110。该阵列装配组件模块110被设计为装配到包含在标准尺寸的船运集装箱200内的便携式发电系统，用于使该便携式发电系统增加太阳能发电能力。

阵列装配组件110包括矩形棱柱框架112，矩形棱柱框架112具有矩形基部114、矩形顶部116和在它们之间延伸的角部立柱118，它们一起限定内部空间123。阵列装配组件110包括集装箱角部122并且由于框架112和集装箱角部122而提供各种结构优点，如刚性、可堆叠性、连接性和易于处理、运输和船运。框架112高度在标准船运集装箱的高度的1/5至1/2之间。

阵列装配组件110包括可移除的侧盖182和顶盖184。在运输期间，盖182和184保持装配以保护容纳在内部空间123内的内部部件。

阵列装配组件110包括太阳能阵列30，太阳能阵列30包括四个可水平移动的面板结构32和顶部面板33。面板结构32可在内部空间123内的收纳位置和展开(使用中)位置之间移动。在收纳位置，面板结构32以堆叠方式布置在顶部面板33下方，并且可以由盖182和184封闭在阵列装配组件110内，如图2所示。在展开位置，每个面板结构32在各自的横向方向上向外展开到阵列装配组件110之外。

面板结构32从顶部面板33下方滑出，在外壳12的每一侧具有一个面板结构。每个面板结构32包括类似于上述实施例的可移动支架组件或合适的可伸缩支撑组件。每个面板结构32在其顶表面上承载多个太阳能面板，这些太阳能面板因此在其展开位置暴露。顶部面板33另外也承载太阳能面板。太阳能面板可枢转地装配到至少一个边缘并且可以经由支撑件倾斜到期望的角度。顶盖184另外也包括太阳能面板。在所示的实施例中，顶盖184被分成三至六个可移除的屋顶部分，每个屋顶部分上都具有太阳能面板。

阵列装配组件110可通过在船运集装箱200和阵列装配组件110的相邻角部之间的扭锁连接器装配到容纳在船运集装箱200中的便携式电力系统。然后在太阳能阵列30和该电力系统之间进行电连接。

该阵列装配组件因此提供太阳能发电能力，该能力可以被添加到便携式发电系统，特别是容纳在船运集装箱中的便携式发电系统。该阵列装配组件可以容易地与船运集装箱一起运输。

Claims (25)

1.一种便携式发电站，包括：

外壳，以及

至少一个面板结构，其上具有至少一个太阳能面板，其中所述面板结构可在从所述外壳内的收纳位置到所述面板结构从所述外壳展开并暴露所述至少一个太阳能面板的展开位置之间移动，

其中所述至少一个太阳能面板包括可调节倾斜安装件。

2.根据权利要求1所述的便携式发电站，其中所述外壳包括底壁、侧壁、端壁和顶壁，并且基本上构造为船运集装箱。

3.根据权利要求2所述的便携式发电站，其中所述外壳包括集装箱角部。

4.根据权利要求2所述的便携式发电站，其中所述侧壁和端壁的至少上部可从所述外壳移除。

5.根据权利要求1所述的便携式发电站，其中所述便携式发电站包括形成太阳能阵列的多个面板结构。

6.根据权利要求5所述的便携式发电站，其中所述太阳能阵列包括四个大致水平的面板结构。

7.根据权利要求5所述的便携式发电站，其中在所述收纳位置，所述面板结构以堆叠方式布置在所述外壳的顶壁下方。

8.根据权利要求5所述的便携式发电站，其中在所述展开位置，每个面板结构在各自的横向方向上向外展开到所述外壳之外。

9.根据权利要求4所述的便携式发电站，其中所述上部的内表面包括在其上的太阳能面板。

10.根据权利要求2所述的便携式发电站，其中所述顶壁包括在其上的太阳能面板。

11.根据权利要求10所述的便携式发电站，其中所述外壳包括顶盖，所述顶盖用于保护所述顶壁的太阳能面板。

12.根据权利要求1所述的便携式发电站，其中所述便携式发电站的内部部件包括以下中的至少一个：发电机、电池组、太阳能逆变器、太阳能控制器、电池逆变器、AC/DC开关板、卫星通信调制解调器和天线、下一代调制解调器和天线、分体式空调系统和水过滤单元。

13.根据权利要求5所述的便携式发电站，其中所述外壳包括可移动支架组件，所述可移动支架组件用于允许所述面板结构在其收纳位置和展开位置之间移动。

14.根据权利要求1所述的便携式发电站，其中所述外壳包括倾斜机构，以对各面板结构进行倾斜调节。

15.根据权利要求14所述的便携式发电站，其中所述倾斜机构包括倾斜托架、球形接头和/或位置可锁定的伸缩杆中的一个或多个。

16.根据权利要求5所述的便携式发电站，其中所述面板结构的收纳位置包括与其相应的邻近壁平行的其垂直取向。

17.根据权利要求16所述的便携式发电站，其中每个面板结构可围绕其顶部边缘枢转。

18.根据权利要求4所述的便携式发电站，其中所述外壳还包括与所述上部的下边缘对准的内部屋顶。

19.根据权利要求4所述的便携式发电站，还包括在所述侧壁和端壁中的至少一个中的至少一个通道门。

20.一种太阳能面板阵列装配组件模块，包括：

具有内部空间的框架，所述框架具有集装箱角部；

太阳能阵列，其容纳在所述内部空间内并且可在收纳位置和展开位置之间移动；

其中所述组件可通过所述集装箱角部装配到船运集装箱。

21.根据权利要求20所述的模块，其中所述框架包括矩形基部、矩形顶部和在它们之间延伸的角部立柱。

22.根据权利要求20所述的模块，其中所述阵列装配组件包括可移除的侧盖和顶盖。

23.根据权利要求20所述的模块，其中所述太阳能阵列包括四个可水平移动的面板结构和顶部面板。

24.根据权利要求20所述的模块，其中处于所述收纳位置的所述面板结构以堆叠方式布置在所述顶部面板下方。

25.根据权利要求20所述的模块，其中处于所述展开位置的所述面板结构在各自的横向方向上向外展开到所述框架之外。