CN107026498B - 锂电光伏组件及具有其的太阳能电池路灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂电光伏组件及具有其的太阳能电池路灯。该锂电光伏组件包括：光伏组件；锂电池模组，平行设置于光伏组件的上方，且光伏组件与锂电池模组之间具有间隙；控制器，分别与光伏组件和锂电池电连接。由于该锂电池模组平行设置于光伏组件的上，且光伏组件与锂电池模组之间具有间隙，上述锂电光伏组件在白天时能够利用太阳能电池通过控制器给储能锂电池进行充电，并在需要供电时利用储能锂电池通过控制器或逆变器给负载供电，从而将上述锂电光伏组件应用于太阳能路灯后，上述光伏组件和锂电池模组的设置方式能够使太阳能路灯实现大功率的LED照明，进而使具有该锂电光伏组件的太阳能路灯能够应用于更广的领域中。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，具体而言，涉及一种锂电光伏组件及具有其的太阳能电池路灯。
背景技术
在储能方面，锂离子电池储能是目前最可行的技术路线，锂离子电池具有能量密度大、自放电小、没有记忆效应、工作温度范围宽、可快速充放电、使用寿命长、没有环境污染等优点，被称为绿色电池。锂离子电池作为未来的主流技术路线不容置疑，随着纳米钛酸锂、纳米磷酸铁锂等新材料的开发与应用，锂离子电池将成为清洁交通、光伏储能等一系列重大高技术应用的理想选择。
目前市场上的太阳能路灯基本是分体式安装，且目前市场上的具有锂电光伏组件的锂电光伏一体化路灯无法支持大功率LED照明、只能满足1到2天的阴雨天照明，其应用领域非常有限。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种锂电光伏组件及具有其的太阳能电池路灯，以解决现有技术中的太阳能路灯照明能力有限的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种锂电光伏组件，包括：光伏组件；锂电池模组，平行设置于光伏组件的上方，且光伏组件与锂电池模组之间具有间隙；控制器，分别与光伏组件和锂电池电连接。
进一步地，间隙的平均厚度为5～8mm。
进一步地，光伏组件包括边框，锂电光伏组件还包括固定连接边框与锂电池模组的连接件，优选连接件为螺丝或螺栓。
进一步地，锂电池模组包括封装外壳以及设置于封装外壳中的锂电池电芯和保护板，且锂电池电芯与保护板电连接。
进一步地，封装外壳包括下壳体以及对应设置于下壳体上的封装盖板，下壳体包括槽体，且锂电池电芯与保护板均设置于槽体中。
进一步地，下壳体还包括固定板，固定板与槽体连接，固定板上设置有多个第二通孔，边框上设置有与第二通孔对应的多个第一通孔，连接件穿过对应的第二通孔和第一通孔设置，优选固定板与槽体一体成型。
进一步地，控制器设置于槽体中，槽体的侧壁具有多个第三通孔，锂电光伏组件还包括贯穿第三通孔设置的第一导线和第二导线，第一导线连接控制器与光伏组件，第二导线连接控制器与负载。
进一步地，控制器和锂电池模组分别设置于光伏组件的表面，槽体的侧壁具有第三通孔，锂电光伏组件还包括贯穿第三通孔设置的第三导线，第三导线连接控制器与锂电池电芯。
进一步地，固定板的上表面与槽体的顶端持平，第三通孔位于槽体靠近固定板一侧的侧壁上。
进一步地，控制器为太阳能路灯控制器或MPPT太阳能控制器。
进一步地，锂电光伏组件还包括：第一隔热层，设置于光伏组件的靠近间隙一侧表面，优选第一隔热层为EVA泡棉或环氧树脂板；第一粘结层，设置于第一隔热层与光伏组件之间。
进一步地，锂电光伏组件还包括：第二隔热层，设置于锂电池模组的靠近间隙一侧表面，优选第二隔热层为EVA泡棉或环氧树脂板；第二粘结层，设置于第二隔热层与锂电池模组之间。
根据本发明的另一方面，提供了一种太阳能路灯，包括LED灯和锂电光伏组件，锂电光伏组件为上述的锂电光伏组件。
应用本发明的技术方案，提供了一种包括光伏组件、锂电池模组和控制器的锂电光伏组件，由于该锂电池模组平行设置于所述光伏组件的上，且所述光伏组件与所述锂电池模组之间具有间隙，上述锂电光伏组件在白天时能够利用太阳能电池通过控制器给储能锂电池进行充电，并在需要供电时利用储能锂电池通过控制器或逆变器给负载供电，从而将上述锂电光伏组件应用于太阳能路灯后，上述光伏组件和锂电池模组的设置方式能够使太阳能路灯实现大功率的LED照明，进而使具有该锂电光伏组件的太阳能路灯能够应用于更广的领域中。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施方式所提供的一种锂电光伏组件的俯视结构示意图；
图2示出了图1所示的锂电光伏组件的侧视结构示意图；
图3示出了本发明实施方式所提供的另一种锂电光伏组件的俯视结构示意图；
图4示出了图1所示的锂电光伏组件中光伏组件的结构示意图；
图5示出了图1所示的锂电光伏组件中锂电池模组的结构示意图；
图6示出了图3所示的锂电光伏组件中锂电池模组的结构示意图；以及
图7示出了本发明实施方式所提供的又一种锂电光伏组件的侧视结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、光伏组件；110、边框；120、背板；130、太阳能电池片；140、面板；150、第一通孔；20、锂电池模组；210、下壳体；211、槽体；212、固定板；220、锂电池电芯；230、保护板；240、第二通孔；250、封装盖板；30、控制器；40、连接件；50、第一粘结层；60、第一隔热层；70、第二粘结层；80、第二隔热层；90、太阳能电池接线盒；100、负载。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的，现有技术中目前市场上的具有锂电光伏组件的锂电光伏一体化路灯无法支持大功率LED照明、只能满足1到2天的阴雨天照明，其应用领域非常有限。本发明针对上述问题进行研究，提出了一种锂电光伏组件，如图1至3所示，包括：光伏组件10；锂电池模组20，平行设置于光伏组件10的上，且光伏组件10与锂电池模组20之间具有间隙；控制器30，分别与光伏组件10和锂电池电连接。
上述锂电光伏组件中由于锂电池模组平行设置于光伏组件的上，且光伏组件与锂电池模组之间具有间隙，上述锂电光伏组件在白天时能够利用太阳能电池通过控制器给储能锂电池进行充电，并在需要供电时利用储能锂电池通过控制器或逆变器给负载供电，从而将上述锂电光伏组件应用于太阳能路灯后，上述光伏组件和锂电池模组的设置方式能够使太阳能路灯实现大功率的LED照明，进而使具有该锂电光伏组件的太阳能路灯能够应用于更广的领域中。
在本发明的上述锂电光伏组件中，如图1和3所示，光伏组件10的正负极通过太阳能电池接线盒90引出，控制器30分别与太阳能电池接线盒90引出的正负极、锂电池模组20的正负极以及负载100的正负极连接，以实现对光伏组件10、锂电池模组20和充放电负载100 之间充放电的控制；上述光伏组件10和锂电池模组20在运行时会放出大量热量，通过使光伏组件10与锂电池模组20之间具有间隙，能够保证锂电光伏组件的散热效果；进一步地，为了提高锂电光伏组件的散热效果，优选上述间隙的平均厚度为5～8mm。
在本发明的上述锂电光伏组件中，为了使光伏组件10与锂电池模组20之间能够具有间隙，从而保证锂电光伏组件的散热效果，优选地，光伏组件10包括边框110，锂电光伏组件还包括固定连接边框110与锂电池模组20的连接件40。此时，锂电池模组20通过上述连接件40与光伏组件10的边框110连接，边框110能够起到对锂电池模组20的支撑作用，从而使光伏组件10与锂电池模组20之间能够具有用于散热的间隙。为了实现光伏组件10与锂电池模组20之间更为稳定地连接，更为优选地，上述连接件40为螺丝或螺栓，此时上述光伏组件10与上述锂电池模组20之间通过螺纹连接的方式实现稳定连接。
在本发明的上述锂电光伏组件中，优选地，如图4所示，光伏组件10还包括设置于边框 110中并顺序层叠的背板120、太阳能电池片130和面板140，且面板140位于背板120的远离锂电池模组20的一侧。此时，上述边框110中具有能够使连接件40通过的第一通孔150，从而在连接件40通过该第一通孔150后实现光伏组件10与锂电池模组20的固定连接。
在具有上述优选结构的光伏组件10中，更为优选地，上述太阳能电池片130选自HIT太阳能电池片、GaAs太阳能电池片、CIGS太阳能电池片、晶硅太阳能电池片和薄膜太阳能电池片中的任一种或多种，但并不局限于上述优选的种类，本领域技术人员可以根据实际需求对太阳能电池片130的种类进行合理选取。
在本发明的上述锂电光伏组件中，优选地，如图5和6所示，锂电池模组20包括封装外壳以及设置于封装外壳中的锂电池电芯220和保护板230，且锂电池电芯220与保护板230电连接。此时，上述封装外壳中具有能够使连接件40通过的第二通孔240，从而使连接件40能够同时通过上述第二通孔240和上述第一通孔150，以实现光伏组件10与锂电池模组20的固定连接。
在具有上述优选结构的锂电池模组20中，锂电池电芯220可以选自钛酸锂电芯、钴酸锂电芯、锰酸锂电芯、磷酸铁锂电芯、三元复合锂电芯中的任一种或多种，上述封装外壳可以为钢壳、铝壳或软包，但并不局限于上述优选的种类，本领域技术人员可以根据实际需求对锂电池电芯220的种类和封装外壳的材料进行合理选取。
为了提高锂电光伏组件的组装效率，优选地，上述封装外壳包括下壳体210以及对应设置于下壳体210上的封装盖板250，下壳体210包括槽体211，且锂电池电芯220与保护板230 设置于槽体211中。上述槽体211中具有能够放置锂电池电芯220和保护板230的容纳空间，通过先将锂电池电芯220和保护板230设置于槽体211中，然后盖上封装盖板250，即得到封装后的锂电池模组20，从而仅通过将封装后的锂电池模组20直接固定于光伏组件10表面，并将锂电池模组20和光伏组件10分别与控制器30电连接，即可实现锂电光伏组件的组装，进而使锂电光伏组件的封装工艺更为简便且易于实施。
为了方便封装外壳与光伏组件10的固定连接，下壳体210还可以包括固定板212，固定板212与槽体211连接，上述第二通孔240设置于固定板212上，连接件40穿过对应的第二通孔240和第一通孔150设置。通过将上述固定板212与槽体211连接，能够根据锂电池电芯 220的实际数量来优化槽体211的尺寸，进而有效地减少了锂电池模组20的发热面积。为了提高固定板212与槽体211之间连接的稳定性，更为优选地，固定板212与下壳体210一体成型，如图5和6所示。
上述控制器30通常设置于光伏组件10的表面以方便与光伏组件10的电连接，并且，本领域技术人员可以根据实际需求将上述控制器30设置于锂电光伏组件中的不同位置。在一种优选的实施方式中，上述控制器30和锂电池模组20分别设置于光伏组件10的表面，如图1 所示，此时，上述锂电池模组20的结构如图5所示，为了方便控制器30与锂电光伏组件之间的电连接，优选地，槽体211的侧壁具有第三通孔，锂电光伏组件还包括贯穿第三通孔的第三导线，第三导线连接控制器30与锂电池电芯220。
在另一种优选的实施方式中，上述锂电池模组20设置于光伏组件10的表面，如图3所示，而上述控制器30设置于槽体211中，如图6所示，此时，为了方便控制器30与光伏组件10和负载之间的电连接，优选地，槽体211的侧壁具有多个第三通孔，锂电光伏组件还包括贯穿第三通孔的第一导线和第二导线，第一导线连接控制器30与光伏组件10，第二导线连接控制器30与负载。
在上述优选的实施方式中，为了避免上述第三通孔外露而造成的对锂电光伏组件美观度的影响，更为优选地，固定板212的上表面与槽体211的上表面持平，第三通孔位于槽体211 靠近固定板212一侧的侧壁上。由于固定板212位于第三通孔上，从而能够利用上述固定板 212实现对第三通孔以及贯穿该第三通孔的导线的遮挡。
在本发明的上述锂电光伏组件中，控制器30可以为太阳能路灯控制器30或MPPT太阳能控制器30。但并不局限于上述优选的种类，本领域技术人员可以根据实际需求对控制器30 的种类进行合理选取。
为了进一步提高锂电光伏组件的散热效果，从而提高锂电光伏组件的可靠性，在一种优选的实施方式中，如图7所示，锂电光伏组件还包括：第一隔热层60，设置于光伏组件10的靠近间隙一侧表面，优选第一隔热层60为EVA泡棉或环氧树脂板；第一粘结层50，设置于第一隔热层60与光伏组件10之间。在另一种优选的实施方式中，锂电光伏组件还包括：第二隔热层80，设置于锂电池模组20的靠近间隙一侧表面，优选第二隔热层80为EVA泡棉或环氧树脂板；第二粘结层70，设置于第二隔热层80与锂电池模组20之间。更为优选地，上述锂电光伏组件还可以同时包括上述第一隔热层60和上述第二隔热层80，此时通过第一隔热层60和第二隔热层80共同的散热作用，以提高锂电光伏组件的散热效果。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种太阳能路灯，包括LED灯和上述的锂电光伏组件。太阳能路灯中由于包括上述的锂电光伏组件，锂电光伏组件中的锂电池模组平行设置于光伏组件的上，且光伏组件与锂电池模组之间具有间隙，上述锂电光伏组件在白天时能够利用太阳能电池通过控制器给储能锂电池进行充电，并在需要供电时利用储能锂电池通过控制器或逆变器给负载供电，从而使太阳能路灯能够实现大功率的LED照明，进而应用于更广的领域中。
下面将结合实施例和对比例进一步说明本申请提供的锂电光伏组件。
实施例1
本实施例提供的锂电光伏组件包括光伏组件、锂电池模组和控制器，锂电池模组平行设置于光伏组件的上，且光伏组件与锂电池模组之间具有厚度为4mm的间隙，控制器设置于光伏组件表面，且控制器分别与光伏组件和锂电池电连接，封装外壳上设置有多个第一通孔，边框上设置有与第一通孔对应的多个第二通孔，螺丝穿过各第一通孔和各第二通孔，以将光伏组件与锂电池模组固定连接。
其中，锂电池模组包括钢壳以及设置于封装外壳中形状为方形的钛酸锂电芯和保护板，且锂电池电芯与保护板电连接；光伏组件包括边框以及设置于边框中并顺序层叠的背板、GaAs 太阳能电池片和面板，且面板位于背板的远离锂电池模组的一侧；控制器为太阳能路灯控制器。
实施例2
本实施例提供的锂电光伏组件与实施例1的区别在于：
光伏组件与锂电池模组之间具有厚度为5mm的间隙。
实施例3
本实施例提供的锂电光伏组件与实施例1的区别在于：
光伏组件与锂电池模组之间具有厚度为8mm的间隙。
实施例4
本实施例提供的锂电光伏组件与实施例3的区别在于：
锂电光伏组件还包括第一隔热层和第一粘结层，第一隔热层设置于光伏组件的靠近间隙一侧表面，且第一隔热层为EVA泡棉，第一粘结层设置于第一隔热层与光伏组件之间，且第一粘结层为市售的绝缘橡胶。
实施例5
本实施例提供的锂电光伏组件与实施例4的区别在于：
锂电光伏组件还包括第二隔热层和第二粘结层，第二隔热层设置于所述锂电池模组(20) 的靠近所述间隙一侧表面，且第二隔热层为EVA泡棉，第二粘结层设置于第二隔热层与锂电池模组之间，且第二粘结层为市售的绝缘橡胶。
将上述实施例1至5中的锂电光伏组件、LED灯、灯杆、灯臂、法兰盘和地笼组装形成太阳能路灯，并对上述太阳能路灯部件之一锂电光伏组件的耐温性能进行测试，具体测试方法为将锂电光伏组件放置于退火炉中模拟环境温度，测试锂电池组件正常充放电时的工作温度，实施例1中锂电光伏组件的测试结果如表1所示：
表1
实施例2中锂电光伏组件的测试结果如表2所示：
表2
实施例3中锂电光伏组件的测试结果如表3所示：
表3
实施例4中锂电光伏组件的测试结果如表4 所示：
表4
实施例5中锂电光伏组件的测试结果如表5所示：
表5
从上述测试结果可看出，实施例1至3中的锂电光伏组件在测试3h后才接近模拟环境的温度值，且在4～6h之间温度变化很小；并且，实施例4和5中设置第一隔热层和/或第二隔热层的锂电光伏组件在测试4h后才接近模拟环境的温度值，且在4～6h之间温度变化很小，可见，锂电池模组与光伏组件之间预留间隙起到了很好的隔热效果，从而使实施例1至5中的锂电光伏组件均具有较高的耐温性，在40℃环境下，可以正常工作。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、本发明的锂电光伏组件在白天时能够利用太阳能电池通过控制器给储能锂电池进行充电，并在需要供电时利用储能锂电池通过控制器或逆变器给负载供电；
2、在将上述锂电光伏组件应用于太阳能路灯后，上述光伏组件和锂电池模组的设置方式能够使太阳能路灯实现大功率的LED照明，进而使具有该锂电光伏组件的太阳能路灯能够应用于更广的领域中。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种锂电光伏组件，其特征在于，包括：
光伏组件(10)；
锂电池模组(20)，平行设置于所述光伏组件(10)的上方，且所述光伏组件(10)与所述锂电池模组(20)之间具有间隙；
控制器(30)，分别与所述光伏组件(10)和所述锂电池模组(20)电连接，
所述光伏组件(10)包括边框(110)，所述锂电光伏组件还包括固定连接所述边框(110)与所述锂电池模组(20)的连接件(40)，
所述锂电池模组(20)包括封装外壳以及设置于所述封装外壳中的锂电池电芯(220)和保护板(230)，且所述锂电池电芯(220)与所述保护板(230)电连接，
所述封装外壳包括下壳体(210)以及对应设置于所述下壳体(210)上的封装盖板(250)，所述下壳体(210)包括槽体(211)，且所述锂电池电芯(220)与所述保护板(230)均设置于所述槽体(211)中，
所述下壳体(210)还包括固定板(212)，所述固定板(212)与所述槽体(211)连接，所述固定板(212)上设置有多个第二通孔(240)，所述边框(110)上设置有与所述第二通孔(240)对应的多个第一通孔(150)，所述连接件(40)穿过对应的所述第二通孔(240)和所述第一通孔(150)设置，
所述控制器(30)设置于所述槽体(211)中，所述槽体(211)的侧壁具有多个第三通孔，所述锂电光伏组件还包括贯穿所述第三通孔设置的第一导线和第二导线，所述第一导线连接所述控制器(30)与所述光伏组件(10)，所述第二导线连接所述控制器(30)与负载，或
所述控制器(30)和所述锂电池模组(20)分别设置于所述光伏组件(10)的表面，所述槽体(211)的侧壁具有第三通孔，所述锂电光伏组件还包括贯穿所述第三通孔设置的第三导线，所述第三导线连接所述控制器(30)与锂电池电芯(220)。
2.根据权利要求1所述的锂电光伏组件，其特征在于，所述间隙的平均厚度为5～8mm。
3.根据权利要求1所述的锂电光伏组件，其特征在于，所述连接件(40)为螺丝或螺栓。
4.根据权利要求1所述的锂电光伏组件，其特征在于，所述固定板(212)与所述槽体(211)一体成型。
5.根据权利要求1所述的锂电光伏组件，其特征在于，所述固定板(212)的上表面与所述槽体(211)的顶端持平，所述第三通孔位于所述槽体(211)靠近所述固定板(212)一侧的侧壁上。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的锂电光伏组件，其特征在于，所述控制器(30)为太阳能路灯控制器(30)或MPPT太阳能控制器(30)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的锂电光伏组件，其特征在于，所述锂电光伏组件还包括：
第一隔热层(60)，设置于所述光伏组件(10)的靠近所述间隙一侧表面；
第一粘结层(50)，设置于所述第一隔热层(60)与所述光伏组件(10)之间。
8.根据权利要求7所述的锂电光伏组件，其特征在于，所述第一隔热层(60)为EVA泡棉或环氧树脂板。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的锂电光伏组件，其特征在于，所述锂电光伏组件还包括：
第二隔热层(80)，设置于所述锂电池模组(20)的靠近所述间隙一侧表面；
第二粘结层(70)，设置于所述第二隔热层(80)与所述锂电池模组(20)之间。
10.根据权利要求9所述的锂电光伏组件，其特征在于，所述第二隔热层(80)为EVA泡棉或环氧树脂板。
11.一种太阳能路灯，包括LED灯和锂电光伏组件，其特征在于，所述锂电光伏组件为权利要求1至10中任一项所述的锂电光伏组件。
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