CN108536178A - 智慧太阳电池电站系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧太阳电池电站系统，包括太阳电池组件阵列、汇流箱、电缆、逆变器、储能设备、监控装置、数据传输装置、控制平台及运行维护站等；所述太阳电池组件阵列、汇流箱、储能设备、逆变器等设备连接控制节点上安装有监控装置。其特征在于：所述监控装置环境数据采集模块、存储模块、显示报警模块、环境调节模块、监测中心；所述监控装置的监测包括湿度、温度、烟雾、水浸等。所述太阳电池组件阵列的底端设有太阳跟踪控制器。有益效果：1.配置了合理的监测装置，实现了在线监控环境状况以及太阳电池等设备状况，测量数据更准确更及时并能够提前预警，同时减少了人工维护量。2.使用太阳跟踪控制器最大限度的提高太阳能光伏组件的发电效率。

Description

智慧太阳电池电站系统

技术领域

本发明涉及一种电站系统，主要涉及一种智慧太阳电池电站系统。

背景技术

当今世界能源日益紧张，电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题逐渐成为制约国际社会经济发展的瓶颈。因此世界各国都在大力开发可再生能源，例如风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。其中太阳能的有效利用和发展最为迅速，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，例如美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”以及日本的“朝日计划”等。我国对太阳能光伏技术的研究始于20世纪70年代，随后国内光伏产业迅速发展，其中的光伏发电技术具有无污染、无噪音等优点，越来越受到关注，在未来的供电系统中将占有重要地位。随着经济社会的发展和人民生活水平的不断提高，同时环境也不断恶化，因而大规模使用清洁能源是人们所向往的，当前应用最广的就是太阳能。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位并且得到广泛的应用。

现有的太阳能发电站中，对太阳能的采集比较单一，没有充分利用太阳能。

发明内容

本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种智慧太阳电池电站系统，解决的技术问题是，最大程度的采集太阳能，力所能及的解决能源危机。

本发明的目的可通过以下技术方案来实现：

在上述智慧太阳电池电站系统，包括太阳电池组件阵列、汇流箱、电缆、逆变器、储能设备、监控装置、数据传输装置、控制平台及运行维护站等；所述太阳电池组件阵列、汇流箱、储能设备、逆变器通过电缆依次连接，所述太阳电池组件阵列、汇流箱、储能设备、逆变器等设备连接控制节点上安装有监控装置，所述监控装置与数据传输装置相连接，所述数据传输装置将数据传输到控制平台，所述控制平台与运行维护站相连接；所述监控装置环境数据采集模块、存储模块、显示报警模块、环境调节模块、监测中心；所述监控装置的监测包括湿度、温度、烟雾、水浸等监测。

所述监控装置能够全天候、全自动进行监控，测量数据更准确更及时并能够提前预警，同时减少了人工维护量。所述监控装置用于记录并保存所述温度、湿度、烟雾、水浸等监控数据，并可通过控制平台调取数据。

在上述太阳电池组件阵列的底端设有太阳跟踪控制器，能够通过调整所述太阳电池组件阵列的支架来控制所述集热板和太阳光的角度，使太阳能电池组件随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，采用太阳能跟踪控制器能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。

进一步地，所述太阳能跟踪器可以保持太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，使用太阳能跟踪器能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。

所述太阳跟踪控制器，包括电机驱动电路、方位角电机、高度角电机、图像采集器、图像处理器、机械跟踪装置。

在上述太阳跟踪控制器具体包括如下步骤：

1.启动监控感应器进行跟踪，设置跟踪待机时间，进行系统初始化，进行太阳的初跟踪；

2.初跟踪完成后启动图像跟踪模式进行精确跟踪，判定太阳定位是否完成，若完成则启动图像采集器，图像采集器采集太阳光斑位置图像和机械跟踪装置的位置图像，否则继续进行太阳定位；

3.判定太阳光斑是否在图像采集器的坐标范围内，若在坐标范围内，则将图像采集器进行定位，将图像采集器采集太阳光斑位置图像和机械跟踪装置的位置图像输入图像处理器进行处理，获取图像处理器、太阳光斑在图像处理器中的像素坐标，否则返回步骤2；

4.将步骤3中的像素坐标送入到控制平台进行求取偏差，产生机械跟踪装置的高度角和方位角需要旋转的角度，并转换成高度角电机、方位角电机的位置信号，控制电机的转动距离，若高度角电机、方位角电机运转到位置则进行跟踪待机时间判定，否则高度角电机、方位角电机继续运转；

5判断跟踪待机时间是否到达设定值，若跟踪待机时间到达控制平台设定的跟踪待机时间，则跟踪结束，等到次日再进行跟踪，否则返回步骤2继续运行。

在上述控制平台包括分析模块，调整模块，信息通信模块。

进一步地所述分析模块对通过数据传输反馈过来的信息加以整和分析。

进一步地所述调整模块对分析之后的信息加以整和调整，优化到最佳的状态。

进一步地所述信息通信模块将调整模块优化后的信息数据传送给运行维护人员。所述信息通信模块也对特殊情况发出警报，所述警报可以是声音警报也可以是通过手机短信发出的警报。

在上述智慧太阳电池电站系统的储能设备是蓄电池。

进一步地所述蓄电池是石墨烯电池，晶硅电池，钒电池等。

进一步地所述钒电池组是全钒氧化还原液流电池，其使用寿命长、规模大、安全可靠等特点。钒电池组的充、放电性能好，可以进行大功率的充电和放电，也可以允许浮充和深度放电。钒电池组可充放电次数极大，理论上寿命是无数次。

进一步地所述蓄电池，所述石墨烯电池组的石墨烯浆料具有电性能优异的特点。在导电涂料中，可作为主导电剂使用，具有成本低、易分散、耐腐蚀、不迁移、成本低等优点。

进一步地所述蓄电池，所述晶硅电池分为多晶硅和非晶硅薄膜电池。

进一步地所述蓄电池都可以用进行清洗。

进一步地所述晶硅电池组用高效节能清洗机进行清洗。所述清洗机中恒温清水可取代清洗液来使用，有助于节能减排，同时由于恒温清洗便于硅片上污渍的脱落。

进一步地所述钒电池组可采用超声波方式进行清洗。

进一步地所述石墨烯电池组拥有自洁能力，可以自己进行清洁，降低了成本。

进一步地所述蓄电池安装有防爆片，可以防止蓄电池放室外发生爆炸。

与现有技术相比，本发明提供了一种智慧太阳电池电站系统，其有益点是：1.配置了合理的监测装置，实现了在线监控环境状况以及太阳电池等设备状况，测量数据更准确更及时并能够提前预警，同时减少了人工维护量。2.使用太阳跟踪控制器最大限度的提高太阳能光伏组件的发电效率。

本发明可应用于：电站。

附图说明

图1为本发明的流程图

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1：

如图1所示，在上述智慧太阳电池电站系统，包括太阳电池组件阵列、汇流箱、电缆、逆变器、储能设备、监控装置、数据传输装置、控制平台及运行维护站等。所述太阳电池组件阵列、汇流箱、储能设备、逆变器通过电缆依次连接，所述太阳电池组件阵列、汇流箱、储能设备、逆变器等设备连接控制节点上安装有监控装置，所述监控装置与数据传输装置相连接，所述数据传输装置将数据传输到控制平台，所述控制平台与运行维护站相连接。所述监控装置环境数据采集模块、存储模块、显示报警模块、环境调节模块、监测中心，所述监控装置的包括对湿度、温度、烟雾、水浸等数据的监控。

所述监控装置能够全天候、全自动进行监控，测量数据更准确更及时并能够提前预警，同时减少了人工维护量。所述监控装置用于记录并保存所述温度、湿度、烟雾、水浸等监控数据，并可通过控制平台调取数据。

在上述太阳电池组件阵列的底端设有太阳跟踪控制器，能够通过调整所述太阳电池组件阵列的支架来控制所述集热板和太阳光的角度，使太阳能电池组件随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，采用太阳能跟踪控制器能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。

进一步地，所述太阳能跟踪器可以保持太阳能电池板随时追踪太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，使用太阳能跟踪器能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。

所述太阳跟踪控制器，包括电机驱动电路、方位角电机、高度角电机、图像采集器、图像处理器、机械跟踪装置。所述监控感应器通过数据传输与所述控制平台相连接，所述控制平台与所述电机驱动电路相连接，所述电机驱动电路分别与所述方位角电机、所述高度角电机相连接后，再与所述机械跟踪装置相连接，所述机械跟踪装置与所述图像采集器相连接，所述图像采集器与所述图像处理器相连接，所述图像处理器与所述控制平台相连接。

作为优选，所述机械跟踪装置为聚光器。

在上述太阳跟踪控制器具体包括如下步骤：

1.启动监控感应器进行跟踪，设置跟踪待机时间，进行系统初始化，进行太阳的初跟踪；

2.初跟踪完成后启动图像跟踪模式进行精确跟踪，判定太阳定位是否完成，若完成则启动图像采集器，图像采集器采集太阳光斑位置图像和机械跟踪装置的位置图像，否则继续进行太阳定位；

3.判定太阳光斑是否在图像采集器的坐标范围内，若在坐标范围内，则将图像采集器进行定位，将图像采集器采集太阳光斑位置图像和机械跟踪装置的位置图像输入图像处理器进行处理，获取图像处理器、太阳光斑在图像处理器中的像素坐标，否则返回步骤2；

4.将步骤3中的像素坐标送入到控制平台进行求取偏差，产生机械跟踪装置的高度角和方位角需要旋转的角度，并转换成高度角电机、方位角电机的位置信号，控制电机的转动距离，若高度角电机、方位角电机运转到位置则进行跟踪待机时间判定，否则高度角电机、方位角电机继续运转；

5判断跟踪待机时间是否到达设定值，若跟踪待机时间到达控制平台设定的跟踪待机时间，则跟踪结束，等到次日再进行跟踪，否则返回步骤2继续运行。

作为优选，所述太阳能跟踪器可以采用透明玻璃球体，使太阳光透过透明玻璃球体投射到太阳电池组件阵列上，所述透明玻璃球体始终正对太阳。

所述控制平台包括分析模块，调整模块，信息通信模块。

进一步地所述分析模块对通过数据传输反馈过来的信息加以整和分析。

进一步地所述调整模块对分析之后的信息加以整和调整，优化到最佳的状态。

进一步地所述信息通信模块将调整模块优化后的信息数据传送给运行维护人员。所述信息通信模块也对特殊情况发出警报，所述警报可以是声音警报也可以是通过手机短信发出的警报。

在上述智慧太阳电池电站系统的储能设备是蓄电池。

进一步地所述蓄电池是石墨烯电池，晶硅电池，钒电池等。

进一步地所述钒电池组是全钒氧化还原液流电池，其使用寿命长、规模大、安全可靠等特点。钒电池组的充、放电性能好，可以进行大功率的充电和放电，也可以允许浮充和深度放电。钒电池组可充放电次数极大，理论上寿命是无数次。

进一步地所述蓄电池，所述石墨烯电池组的石墨烯浆料具有电性能优异的特点。在导电涂料中，可作为主导电剂使用，具有成本低、易分散、耐腐蚀、不迁移、成本低等优点。

进一步地所述蓄电池，所述晶硅电池分为多晶硅和非晶硅薄膜电池。

进一步地所述蓄电池都可以进行清洗。

进一步地所述晶硅电池组用高效节能清洗机进行清洗。所述清洗机中恒温清水可取代清洗液来使用，有助于节能减排，同时由于恒温清洗便于硅片上污渍的脱落。

进一步地所述钒电池组可采用超声波方式进行清洗。

进一步地所述石墨烯电池组拥有自洁能力，可以自行清洁，降低了成本。

进一步地所述蓄电池安装有防爆片，可以防止蓄电池放室外发生爆炸。

本发明中的有益效果：1.配置了合理的监测装置，实现了在线监控环境状况以及太阳电池等设备状况，测量数据更准确更及时并能够提前预警，同时减少了人工维护量。2.使用太阳跟踪控制器最大限度的提高太阳能光伏组件的发电效率。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.智慧太阳电池电站系统，包括太阳电池组件阵列、汇流箱、电缆、逆变器、储能设备、监控装置、数据传输装置、控制平台及运行维护站等；所述太阳电池组件阵列、汇流箱、储能设备、逆变器通过电缆依次连接，所述太阳电池组件阵列、汇流箱、储能设备、逆变器等设备连接控制节点上安装有监控装置，所述监控装置与数据传输装置相连接，所述数据传输装置将数据传输到控制平台，所述控制平台与运行维护站相连接；其特征在于：所述监控装置环境数据采集模块、存储模块、显示报警模块、环境调节模块、监测中心；所述监控装置的监测包括湿度、温度、烟雾、水浸等监测。

2.根据权利要求1所述智慧太阳电池电站系统，其特征在于：所述太阳电池组件阵列的底端设有太阳跟踪控制器。

3.根据权利要求1所述智慧太阳电池电站系统，其特征在于：所述太阳跟踪控制器，包括电机驱动电路、方位角电机、高度角电机、图像采集器、图像处理器、机械跟踪装置；其具体操作步骤如下：

1.启动监控感应器进行跟踪，，设置跟踪待机时间，进行系统初始化，进行太阳的初跟踪；

2.初跟踪完成后启动图像跟踪模式进行精确跟踪，判定太阳定位是否完成，若完成则启动图像采集器，图像采集器采集太阳光斑位置图像和机械跟踪装置的位置图像，否则继续进行太阳定位；

3.判定太阳光斑是否在图像采集器的坐标范围内，若在坐标范围内，则将图像采集器进行定位，将图像采集器采集太阳光斑位置图像和机械跟踪装置的位置图像输入图像处理器进行处理，获取图像处理器、太阳光斑在图像处理器中的像素坐标，否则返回步骤2；

4.将步骤3中的像素坐标送入到控制平台进行求取偏差，产生机械跟踪装置的高度角和方位角需要旋转的角度，并转换成高度角电机、方位角电机的位置信号，控制电机的转动距离，若高度角电机、方位角电机运转到位置则进行跟踪待机时间判定，否则高度角电机、方位角电机继续运转；

5判断跟踪待机时间是否到达设定值，若跟踪待机时间到达控制平台设定的跟踪待机时间，则跟踪结束，等到次日再进行跟踪，否则返回步骤2继续运行。

4.根据权利要求3所述智慧太阳电池电站系统，其特征在于：所述控制平台包括分析模块，调整模块，信息通信模块。

5.根据权利要求3所述智慧太阳电池电站系统，其特征在于：所述分析模块对通过数据传输反馈过来的信息加以分析。

6.根据权利要求3所述智慧太阳电池电站系统，其特征在于：所述调整模块对分析之后的信息加以整和调整，优化到最佳的状态。

7.根据权利要求3所述智慧太阳电池电站系统，其特征在于：所述信息通信模块将调整模块优化后的信息数据传送给运行维护人员。

8.根据权利要求3所述智慧太阳电池电站系统，其特征在于：所述储能设备是蓄电池，所述蓄电池是石墨烯电池，晶硅电池，钒电池等。

9.根据权利要求3所述智慧太阳电池电站系统，其特征在于：所述蓄电池安装有防爆片。

10.根据权利要求3所述智慧太阳电池电站系统，其特征在于：所述信息通信模块对特殊情况发出警报，所述警报为声光警报，短信警报等。