CN107834950A - 一种光伏建筑一体化发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏建筑一体化发电系统，包括光伏圆盘、蓄电池组、逆变器。所述光伏圆盘包括由外至内排布的四个同心圆环，光伏圆盘的底部设有追光传动装置，追光传动装置连接有传动控制装置；所述光伏圆盘产生的电流储存至蓄电池组中，蓄电池组带负载或光伏入网，且蓄电池组连接逆变器，逆变器连接传动控制装置和追光传动装置。追光传动装置使光伏圆盘在昼间精确追随太阳方位角的变化，夜间自动返回到原点。光伏建筑一体化发电系统，不仅满足光伏发电的功能要求，同时还要兼顾建筑的基本功能。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电领域，尤其是涉及一种光伏建筑一体化发电系统。
背景技术
随着全球产业结构调整与培育新兴战略产业步伐加速，节能减排与新兴能源产业的战略地位将愈加突出。作为常规能源的有效替代，太阳能光伏技术无疑是最具发展潜力的。太阳能光伏发电技术就是将太阳光能直接转换为电能的一种新型发电方法，与建筑相结合能够实现节能减排的条件下节省大量土地资源。
光伏建筑一体化，是应用太阳能发电的一种新概念。根据光伏方阵与建筑结合的方式不同，光伏建筑一体化可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合。另一类是光伏方阵与建筑的集成。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在这两种方式中，光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式，特别是与建筑屋面的结合。由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。光伏方阵与建筑的集成是BIPV的一种高级形式，它对光伏组件的要求较高。光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求同时还要兼顾建筑的基本功能要求。
而现有的光伏组件难以满足上述要求。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种光伏建筑一体化发电系统，不仅满足光伏发电的功能要求，同时还要兼顾建筑的基本功能。
本发明采用如下技术方案：
一种光伏建筑一体化发电系统，包括光伏圆盘、蓄电池组、逆变器，所述光伏圆盘包括由外至内排布的四个同心圆环，光伏圆盘的底部设有追光传动装置，追光传动装置连接有传动控制装置；
所述光伏圆盘产生的电流储存至蓄电池组中，蓄电池组带负载或光伏入网，且蓄电池组连接逆变器，逆变器连接传动控制装置和追光传动装置。
优选地，所述同心圆环由外至内依次为第1环、第2环、第3环和第4环；
所述第1环和第4环共包括相互串联的48块光伏电池片，每块光伏电池片的电压为3V，组成第一路144V光伏系统；
所述第2环和第3环共包括相互串联的36块光伏电池片，每块光伏电池片的电压为4V，即光伏电压为4V*36＝144V，组成第二路144V光伏系统；
所述第一路144V光伏系统和第二路144V光伏系统串联，对蓄电池组充电。
优选地，所述蓄电池组为三组36V的磷酸铁锂电池组，每个磷酸铁锂电池组由36只F100 模块电池通过串联方式组合而成。
优选地，所述蓄电池组连接有光伏控制器，所述光伏控制器是电流电压双控制器；
所述光伏控制器控制光伏圆盘向蓄电池组充电，蓄电池组向负载放电，使蓄电池组在安全工作电压、电流范围内工作。
优选地，所述逆变器连接市电补充端，具有自动切换市电输出的功能。
优选地，所述追光传动装置包括交流伺服电机，所述传动控制装置为可编程控制器，可编程控制器控制交流伺服电机的启动、停止、转速、转向和转角，使光伏圆盘在昼间精确追随太阳方位角的变化，夜间自动返回到原点。
优选地，所述光伏电池片为高效多晶硅电池片，电池片的前玻璃采用4mm低铁超白钢化玻璃，背玻璃采用6mm低铁超白钢化玻璃。
采用如上技术方案取得的有益技术效果为：
光伏圆盘包括由外至内排布的四个同心圆环，形成串联的第一路144V光伏系统和第二路 144V光伏系统，对蓄电池组充电，光伏发电更稳定可靠。
追光传动装置使光伏圆盘在昼间精确追随太阳方位角的变化，夜间自动返回到原点。
光伏建筑一体化发电系统，不仅满足光伏发电的功能要求，同时还要兼顾建筑的基本功能。
附图说明
图1为光伏建筑一体化发电系统布局示意图。
图2为光伏建筑一体化发电系统连线示意图。
图3为光伏建筑一体化发电系统电气接线示意图。
图4为光伏建筑一体化发电系统连接示意图，
图5为光伏圆盘排布示意图。
图6为光伏圆盘发电示意图。
图7为第1环光伏电池片结构示意图。
图8为第2环光伏电池片结构示意图。
图9为第3环光伏电池片结构示意图。
图10为第4环光伏电池片结构示意图。
具体实施方式
结合附图1至10对本发明的具体实施方式做进一步说明：
一种光伏建筑一体化发电系统，包括光伏圆盘、蓄电池组、逆变器，所述光伏圆盘包括由外至内排布的四个同心圆环，光伏圆盘的底部设有追光传动装置，追光传动装置连接有传动控制装置；所述光伏圆盘产生的电流储存至蓄电池组中，蓄电池组带负载或光伏入网，且蓄电池组连接逆变器，逆变器连接传动控制装置和追光传动装置。
同心圆环由外至内依次为第1环、第2环、第3环和第4环；所述第1环和第4环共包括相互串联的48块光伏电池片，每块光伏电池片的电压为3V，组成第一路144V光伏系统；所述第2环和第3环共包括相互串联的36块光伏电池片，每块光伏电池片的电压为4V，即光伏电压为4V*36＝144V，组成第二路144V光伏系统；所述第一路144V光伏系统和第二路144V 光伏系统串联，对蓄电池组充电。第1环、第2环、第3环和第4环光伏电池片的结构如图 7-10所示。
光伏电池片为高效多晶硅电池片，电池片的前玻璃采用4mm低铁超白钢化玻璃，背玻璃采用6mm低铁超白钢化玻璃，粘合材料为EVA，具有粘合强度高，无气泡，抗老化，耐高温等特点。光伏电池片设有MC3型接线端子，具有绝缘强度高，耐腐蚀，抗老化，防水等特点；整块组件透光率为55％。
蓄电池组为三组36V的磷酸铁锂电池组，每个磷酸铁锂电池组由36只F100模块电池通过串联方式组合而成。蓄电池组连接有光伏控制器，所述光伏控制器是电流电压双控制器；所述光伏控制器控制光伏圆盘向蓄电池组充电，蓄电池组向负载放电，使蓄电池组在安全工作电压、电流范围内工作。
光伏控制器具有以下保护功能：
光伏电池片接反保护：光伏电池片“+”“-”极性接反，纠正后可继续使用。
蓄电池组接反保护：蓄电池“+”“-”极性接反，纠正后可继续使用。
负载过载或短路保护：负载电流超过20A，负载过载保护，负载短路或负载过流保护后，待故障排除后可重新接通负载。
蓄电池组开路保护:万一蓄电池组开路，若在光伏电池正常充电时，光伏控制器将限制负载两端电压，以保证负载不被损伤。
防雷装置：室外进线端加装防雷装置。
蓄电池组电压过放保护：蓄电池电压低于FS00设定值时，5分钟后如果蓄电池电压仍低于设定值，光伏控制器将关断输出,只有当电压恢复到设定值时，光伏控制器才将自动恢复输出。
蓄电池组电压过高保护:输入直流高于设定值时，延时5分钟后控制器关断输出,当电压恢复到设定值时，光伏控制器将自动恢复输出。
夜间防反充电保护:光伏控制器内有防反电路。
回差控制：各路充电电压检测具有“回差”控制功能,防止开关进入振荡状态。
蓄电池组电压突然过高保护:当蓄电池电压突然高于设定值时,光伏控制器将切断所有充电回路,只有当蓄电池组电压降至设定值时,光伏控制器又将开通所有充电回路。
逆变器连接市电补充端，具有自动切换市电输出的功能。本逆变器设有直流输入过、欠压保护,直流输入极性接反保护,交流输出过功率、短路保护、机内过热保护等一系列保护措施,使逆变器的各项性能指标和可靠性具有足够的技术保证。
追光传动装置包括交流伺服电机，所述传动控制装置为可编程控制器，可编程控制器控制交流伺服电机的启动、停止、转速、转向和转角，使光伏圆盘在昼间精确追随太阳方位角的变化，夜间自动返回到原点。
光伏圆盘的总功率为2304W，按照鲁西南某地太阳辐射量估算日均发电量9.2KWh，蓄电池组储能为108V100AH，折合电量10.8KWh，负载用电量约为20KWh，仅依靠太阳能供电将无法保证系统正常工作，因此，选用具有市电互补功能的逆变器，即当蓄电池的电量达到截止电量时，逆变器自动切换为市电输出，当蓄电池的电量恢复到工作电量时，重新切换为蓄电池供电。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (7)
1.一种光伏建筑一体化发电系统，包括光伏圆盘、蓄电池组、逆变器，其特征在于，所述光伏圆盘包括由外至内排布的四个同心圆环，光伏圆盘的底部设有追光传动装置，追光传动装置连接有传动控制装置；
所述光伏圆盘产生的电流储存至蓄电池组中，蓄电池组带负载或光伏入网，且蓄电池组连接逆变器，逆变器连接传动控制装置和追光传动装置。
2.根据权利要求1所述的一种光伏建筑一体化发电系统，其特征在于，所述同心圆环由外至内依次为第1环、第2环、第3环和第4环；
所述第1环和第4环共包括相互串联的48块光伏电池片，每块光伏电池片的电压为3V，组成第一路144V光伏系统；
所述第2环和第3环共包括相互串联的36块光伏电池片，每块光伏电池片的电压为4V，即光伏电压为4V*36＝144V，组成第二路144V光伏系统；
所述第一路144V光伏系统和第二路144V光伏系统串联，对蓄电池组充电。
3.根据权利要求1所述的一种光伏建筑一体化发电系统，其特征在于，所述蓄电池组为三组36V的磷酸铁锂电池组，每个磷酸铁锂电池组由36只F100模块电池通过串联方式组合而成。
4.根据权利要求1所述的一种光伏建筑一体化发电系统，其特征在于，所述蓄电池组连接有光伏控制器，所述光伏控制器是电流电压双控制器；
所述光伏控制器控制光伏圆盘向蓄电池组充电，蓄电池组向负载放电，使蓄电池组在安全工作电压、电流范围内工作。
5.根据权利要求1所述的一种光伏建筑一体化发电系统，其特征在于，所述逆变器连接市电补充端，具有自动切换市电输出的功能。
6.根据权利要求1所述的一种光伏建筑一体化发电系统，其特征在于，所述追光传动装置包括交流伺服电机，所述传动控制装置为可编程控制器，可编程控制器控制交流伺服电机的启动、停止、转速、转向和转角，使光伏圆盘在昼间精确追随太阳方位角的变化，夜间自动返回到原点。
7.根据权利要求2所述的一种光伏建筑一体化发电系统，其特征在于，所述光伏电池片为高效多晶硅电池片，电池片的前玻璃采用4mm低铁超白钢化玻璃，背玻璃采用6mm低铁超白钢化玻璃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xu Ke Inventor after: Qu Daokuan Inventor after: Xu Lu Inventor after: Gao Yan Inventor before: Xu Ke Inventor before: Gao Yan Inventor before: Xu Lu |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |