CN107947692A - 可伸缩的移动箱式光伏电站及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可伸缩的移动箱式光伏电站及其控制方法，该电站包括集装箱、太阳能电池板、电池板伸缩机构、支撑机构、汇流箱、蓄电池、信号采集器、微处理器。其中，太阳能电池板安装于电池板伸缩机构上，电池板伸缩机构设置于支撑机构上，电池板伸缩机构、支撑机构均设置于集装箱内部。太阳能电池板与汇流箱电连接，汇流箱电连接蓄电池，信号采集器检测蓄电池的电量，并将检测信息传输至微处理器。本发明能够充分利用集装箱内部的空间，并且在关键位置上对输出电力进行监控，从而不仅能在同体积下产生更多的太阳能电力，同时还能合理分配电力。

Description

可伸缩的移动箱式光伏电站及其控制方法

技术领域

本发明涉及光伏电站及其控制方法，更具体地说，涉及一种可伸缩的移动箱式光伏电站及其控制方法。

背景技术

在环境比较恶劣的情况下，用电设备无法连接电网时，一般使用应急供电方式。应急供电方式主要有柴油发电机或太阳能电站等，其中，柴油机发电不能长时间高负荷不间断地提供电能，同时柴油发电的成本高、噪声大，会对环境造成污染。

市场上的传统移动光伏发电主要是较少数量的电池板在集装箱或集卡车顶面和两侧面展开，发电量不能满足大型施工现场用电需求，而且加上很多是电池板平铺，发电效率会减半，根本不足以提供长期稳定的电能给用户，导致很多工期延误，市场推广很难。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种可伸缩的移动箱式光伏电站及其控制方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可伸缩的移动箱式光伏电站，包括集装箱、太阳能电池板、电池板伸缩机构、支撑机构、汇流箱、蓄电池、信号采集器、微处理器。其中，太阳能电池板安装于电池板伸缩机构上，电池板伸缩机构设置于支撑机构上，电池板伸缩机构、支撑机构均设置于集装箱内部。太阳能电池板与汇流箱电连接，汇流箱电连接蓄电池，信号采集器检测蓄电池的电量，并将检测信息传输至微处理器。

进一步地，汇流箱将电力通过风光互补控制器传输至蓄电池和直流配电箱，蓄电池同样将电力传输至直流配电箱。

进一步地，直流配电箱分别将电力传输至逆变器和用电设备，逆变器将电力传输至交流配电箱，交流配电箱将直流电变换成交流电并传输至用电设备。

进一步地，还包括柴油发电机，柴油发电机与交流配电箱电连接，并将信号传输至信号采集器。

进一步地，电池板伸缩机构包括电机、固定架、导轨滑槽、钢丝绳。太阳能电池板安装于固定架上，固定架的上表面设置导轨滑槽，钢丝绳穿过导轨滑槽，钢丝绳的一端固定在电机上，另一端固定在固定架上。

进一步地，微处理器将数据上传至云服务器，云服务器将信号传输至远程监控。

为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：

一种可伸缩的移动箱式光伏电站的控制方法，包括：将集装箱底部固定，并打开集装箱的侧门；展开电池板伸缩机构；根据太阳光照方向调节太阳能电池板的角度；采集并监控电力输出信息，并将电力输出信息上传至云服务器。

进一步地，还包括：将所有设备断电；还原太阳能电池板的方向；收起电池板伸缩机构；关闭集装箱的侧门。

进一步地，还包括：将太阳能电池板的电力输出至汇流箱；汇流箱通过风光互补控制器将电力传输至蓄电池和直流配电箱，蓄电池同样将电力传输至直流配电箱；信号采集器采集蓄电池的电力信息，并将电力信息传输至微处理器，微处理器将电力信息上传至云服务器；直流配电箱将直流电传输至用电设备。

进一步地，还包括：直流配电箱将电力传输至逆变器，逆变器将电力传输至交流配电箱，交流配电箱将直流电转换为交流电之后将交流电传输至用电设备。

在上述技术方案中，本发明能够充分利用集装箱内部的空间，并且在关键位置上对输出电力进行监控，从而不仅能在同体积下产生更多的太阳能电力，同时还能合理分配电力。

附图说明

图1为可伸缩的移动箱式光伏电站的电池板内置图；

图2为可伸缩的移动箱式光伏电站的电池板展开效果图；

图3为可伸缩的移动箱式光伏电站的整体框架图；

图4为单排电池板模块图；

图5为电池板集装箱内组装示意图；

图6为可伸缩的移动箱式光伏电站的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

本发明要解决的问题主要是偏远地区施工现场用电难的问题，为了达到一定发电功率的要求，充分利用集装箱1内部空间，采用单晶硅双玻高效的电池组件。逆变器8、蓄电池5、工业微处理器7、数据采集器、汇流箱2以及配电箱都集成在一个集装箱1内部小型控制室内。

因此，本发明针对传统移动光伏电站存在的各种不足，结合太阳能光伏监控系统的新技术，首先公开一种可伸缩的移动箱式光伏电站。本发明的特点是利用集装箱1内部装载电池板、电池板自动伸缩机构、可升降的支撑机构13、风机和柴油机发电接口、监控系统云服务器等。由于利用了集装箱1内部的空间，因此能装载更多的太阳能电池板11，发电功率更大。

参照图1至图3，本发明的可伸缩的移动箱式光伏电站包括集装箱1、太阳能电池板11、电池板伸缩机构12、可升降的支撑机构13、逆变器8、蓄电池5、信号采集器6、微处理器7、汇流箱2以及配电箱等。如图1和图2所示，太阳能电池板11安装于电池板伸缩机构12上，电池板伸缩机构12设置于支撑机构13上，电池板伸缩机构12、支撑机构13均设置于集装箱1内部，可以实现集装箱1内部电池板的自动伸缩。此外，本发明还在集装箱1内部集成了风机发电接口、柴油机发电接口，控制器选用风光互补控制器3，这样可以使电站能够应对各种复杂的环境，供电的稳定性得到保证。

如图2所示，电池板伸缩机构12主要包括电机、固定架、导轨滑槽、钢丝绳等。太阳能电池板11安装于固定架上，固定架的上表面设置导轨滑槽，钢丝绳穿过导轨滑槽，钢丝绳的一端固定在电机上，另一端固定在固定架上。当电站运输到使用现场，底部加固后，集装箱1长度方向的两侧门打开，一键展开所有的电池板组件，即可实现发电储能功能。

本发明的可升降的支撑机构13可以打地钉加固支撑稳定性，可根据太阳不同时刻光照方向改变不同位置支撑杆的高度，实现电池板的追光性。电池板撑高后，下方的空间还可以二次利用，再安置一些集装箱1当做临时仓库、办公室、休息室等。

在集装箱1内部，整个伸展机构要和集装箱1底部固定，然后电池组件按展开方向每排电池板和固架组成可安装的模块，如图4所示，然后分块安装在电池板伸缩机构12上，如图5所示，最后安装完毕后再用机械结构固定，运输中可以防止机械晃动产生摩擦损坏电池组件。

如图3所示，在各个组件的连接关系上，本发明将太阳能电池板11与汇流箱2电连接，汇流箱2电连接蓄电池5，具体来说将电力通过风光互补控制器3传输至蓄电池5和直流配电箱4，蓄电池5同样将电力传输至直流配电箱4。信号采集器6检测蓄电池5的电量，并将检测信息传输至微处理器7。进一步地，直流配电箱4分别将电力传输至逆变器8和用电设备10，逆变器8将电力传输至交流配电箱9，交流配电箱9将直流电变换成交流电并传输至用电设备10。

作为本发明的一种可选方式，柴油发电机与交流配电箱9电连接，并将信号传输至信号采集器6。

作为本发明的一种可选方式，所有支撑杆均采用可升降的支撑杆，可根据太阳不同时刻照射角度调整电池组件的追光角度。

作为本发明的一种可选方式，本发明汇流箱2、逆变器8、蓄电池5等所有控制箱在集装箱1内部集成在一个小型控制室内，同时逆变器8端的数据、蓄电池5数据、柴油发电机数据、外部气象站的数据都用智能采集器通过RS485和以太网协议采集，这些数据初步通过以太网协议传到本地监控系统，还可以通过网络传输到云服务器，解决了整个系统的数据异地备份、异常报警、效率分析等一系列问题。

本发明采用的远程监控系统有后台大数据处理云服务器，这套软件监控系统可以实时监控传统分布式光伏系统，同时还可以远程网络监控移动式光伏电站。本发明的逆变器8数据、蓄电池5数据、外部气象站数据、柴油发电机数据，首先都是利用信号采集器6在本地处理后实时监控，而且还可以通过网络传输到云服务器，给现场维护人员提供远程技术支持服务。整个监控系统的核心是云服务器里的大数据处理机制，可以把数据实时的通过网络传给移动客户端。用户通过手机和PC都可以了解到系统的运行情况，同时出现异常时，云服务器会把报警信息通过短信和电子邮件的方式发给用户。

另一方面，如图6所示，本发明还公开一种对应上述可伸缩的移动箱式光伏电站的控制方法，其主要包括以下步骤：

电站展开流程：

S1：将集装箱底部固定，并打开集装箱的侧门。集装箱长度方向的两个侧门打开后，支架导轨固定后，可一键自动展开电池板模块，还支持机械手动应急开关，可以实现较快的展开所有电池组件。

S2：展开电池板伸缩机构。

S3：根据太阳光照方向调节太阳能电池板的角度。

电站使用流程：

S4：采集并监控电力输出信息，并将电力输出信息上传至云服务器。

电站关闭流程：

S5：将所有设备断电。

S6：还原太阳能电池板的方向。

S7：收起电池板伸缩机构。

S8：关闭集装箱的侧门。

综上所述，本发明可以实现的有益效果有以下几点：

1.集装箱内部空间更大，可以装载更多的太阳能电池板，发电功率显著提高。

2.由电机、固定架、导轨滑槽、钢丝绳、电池板固定架构成的电池板伸缩机构可以实现集装箱内部电池板的自动伸缩减，大大降低了人工的工作量。

3.电池板由集装箱内部展开后，由可升降的支撑杆构成的底部支撑机构可以撑高电池板。撑高后的下方空间可以布置生活、办公用途的集装箱，使空间得以充分利用，并且由于所有支撑杆均可以升降，可以使整个展开的电池板跟踪太阳光照角度，太阳能电池板发电效率可以得到有效保证。

4.由于增加了风机和柴油发电机接口以及蓄电池可以应对更多复杂的自然环境，确保供电的稳定性。

5.整个电站的所有参数均利用智能采集器，通过微处理器处理，可以本地监控，而且还可以通过网络传输到云服务器，进行实时远程监控，提供远程技术支持。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种可伸缩的移动箱式光伏电站，其特征在于，包括：

集装箱、太阳能电池板、电池板伸缩机构、支撑机构、汇流箱、蓄电池、信号采集器、微处理器；

所述太阳能电池板安装于所述电池板伸缩机构上，所述电池板伸缩机构设置于所述支撑机构上；

电池板伸缩机构、支撑机构均设置于集装箱内部；

所述太阳能电池板与所述汇流箱电连接，所述汇流箱电连接蓄电池；

所述信号采集器检测所述蓄电池的电量，并将检测信息传输至所述微处理器。

2.如权利要求1所述的可伸缩的移动箱式光伏电站，其特征在于：

所述汇流箱将电力通过风光互补控制器传输至蓄电池和直流配电箱，蓄电池同样将电力传输至直流配电箱。

3.如权利要求2所述的可伸缩的移动箱式光伏电站，其特征在于：

所述直流配电箱分别将电力传输至逆变器和用电设备，所述逆变器将电力传输至交流配电箱，所述交流配电箱将直流电变换成交流电并传输至所述用电设备。

4.如权利要求3所述的可伸缩的移动箱式光伏电站，其特征在于，还包括柴油发电机，所述柴油发电机与所述交流配电箱电连接，并将信号传输至所述信号采集器。

5.如权利要求1所述的可伸缩的移动箱式光伏电站，其特征在于：

所述电池板伸缩机构包括电机、固定架、导轨滑槽、钢丝绳；

所述太阳能电池板安装于所述固定架上，所述固定架的上表面设置所述导轨滑槽，所述钢丝绳穿过导轨滑槽；

钢丝绳的一端固定在电机上，另一端固定在所述固定架上。

6.如权利要求1所述的可伸缩的移动箱式光伏电站，其特征在于：

所述微处理器将数据上传至云服务器，所述云服务器将信号传输至远程监控。

7.一种权利要求1至6任意一项所述的可伸缩的移动箱式光伏电站的控制方法，其特征在于，包括：

将集装箱底部固定，并打开集装箱的侧门；

展开电池板伸缩机构；

根据太阳光照方向调节太阳能电池板的角度；

采集并监控电力输出信息，并将电力输出信息上传至云服务器。

8.如权利要求7所述的可伸缩的移动箱式光伏电站的控制方法，其特征在于，还包括：

将所有设备断电；

还原太阳能电池板的方向；

收起电池板伸缩机构；

关闭集装箱的侧门。

9.如权利要求7所述的可伸缩的移动箱式光伏电站的控制方法，其特征在于，还包括：

将太阳能电池板的电力输出至汇流箱；

汇流箱通过风光互补控制器将电力传输至蓄电池和直流配电箱，蓄电池同样将电力传输至直流配电箱；

信号采集器采集蓄电池的电力信息，并将电力信息传输至微处理器，微处理器将电力信息上传至云服务器；

直流配电箱将直流电传输至用电设备。

10.如权利要求9所述的可伸缩的移动箱式光伏电站的控制方法，其特征在于，还包括：

直流配电箱将电力传输至逆变器，逆变器将电力传输至交流配电箱，交流配电箱将直流电转换为交流电之后将交流电传输至用电设备。