CN108565952A - 一种太阳能收储管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能收储管理系统，包括发电模块、开关模块、储能模块和控制模块，所述控制模块用于监测所述发电模块和储能模块的工作状态数据，控制所述发电模块、开关模块和储能模块的工作过程，并根据储能模块的工作状态数据控制负载的工作状态；储能模块连接所述控制模块，所述储能模块分别双向连接所述发电模块、开关模块和储能模块；所述开关模块，设于发电模块与储能模块之间；连接所述发电模块和储能模块，本发明节能环保、成本低且操作简单、维修方便；同时节约能源，优化系统的工作参数；而且实现了智能控制，优化系统操作；使得系统更加集成化，优化设备体积。

Description

一种太阳能收储管理系统

技术领域

本发明涉及一种能源管理系统，具体是一种太阳能收储管理系统。

背景技术

传统能源体系中，化石能源扮演着核心角色。然而它不可持续、日益匮乏。高速、粗犷的能源利用方式，在加剧能源危机的同时，对环境也产生极其恶劣的影响。为了保证能源供应、保护生态环境，清洁可再生新能源将成为未来能源开发的重点。一些储能技术可实现大规模的能量存储，在广域能源的调配中发挥重要作用，随着社会的发展和对国家“绿色节能”口号的响应，市场上出现了大量的太阳能供电的设备，而这些设备装置只是简单的实现了光能和电能的转换，没有达到真正意义上的节能，并且传统的太阳能供电系统模块之间比较独立，模块之间没有更深层次的组合应用。如充放电控制器仅仅只是控制蓄电池的充放电过程，没有与系统其他组件有更多的技术交融。总的来说，目前市场上的太阳能供电系统，应用比较单一，不够智能化、集成化，并且没有达到节能的目的；同时传统的太阳能供电系统还存在一些有待改进的地方，例如其不带后备电源功能，在较长时间无法获取足够太阳能的情况下，无法保证用电器的正常使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能收储管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能收储管理系统，包括发电模块、开关模块、储能模块和控制模块，所述控制模块用于监测所述发电模块和储能模块的工作状态数据，控制所述发电模块、开关模块和储能模块的工作过程，并根据储能模块的工作状态数据控制负载的工作状态；储能模块连接所述控制模块，所述储能模块分别双向连接所述发电模块、开关模块和储能模块，储能模块包括电池管理系统和所述磷酸铁锂电池，所述电池管理系统用于对磷酸铁锂电池进行保护，并检测及显示所述磷酸铁锂电池的状态信息；所述开关模块，设于发电模块与储能模块之间；连接所述发电模块和储能模块，用于在所述发电模块内的直流电直接输出给储能模块。

作为本发明进一步的方案：所述发电模块包括聚光集热单元、与所述聚光集热单元相连的热量储存单元、热交换单元和发电机单元，所述聚光集热单元采集太阳能形成高温导热介质，所述高温导热介质经过所述热量储存单元贮存热能，所述热量储存单元释放热能输入所述热交换单元，加热水产生蒸汽推动发电机单元发电，从而实现全天候太阳能热发电。

作为本发明再进一步的方案：所述聚光集热单元包括反射镜及充有导热介质的集热仓，所述反射镜将光线聚集到集热仓上加热导热介质形成高温导热介质，热量储存单元包括导热介质填充腔及置于导热介质填充腔内的多个蜂窝状的吸热层。

作为本发明再进一步的方案：所述吸热层由耐高温陶瓷或耐火砖制成，热交换单元包括内部包括蒸汽锅炉和介质水，所述蒸汽锅炉内部充有介质水，用于通过所述热量储存单元释放热能受热产生蒸汽推动发电机单元发电。

作为本发明再进一步的方案：发电机单元为余热发电机。

作为本发明再进一步的方案：导热介质为导热油、熔融盐或金属钠。

作为本发明再进一步的方案：所述控制模块内安装保护控制器，所述保护控制器包括输出端口、控制电路、输入端口、充放电保护电路和主芯片；所述主芯片分别与所述输出端口、控制电路、输入端口和充放电保护电路电性连接，所述发电模块通过充放电保护电路与储能模块连接，实现对储能模块的充电，以及储能模块对负载供电；所述发电模块通过MPPT电路与主芯片连接，实时侦测发电模块的发电电压，并追踪最高电压电流值，使系统以最高的效率对储能模块充电；主芯片根据控制模块的工作状态数据，通过控制电路控制负载的供电状态。

作为本发明再进一步的方案：充放电保护电路包括输入滤波电路、控制保护电路、输出滤波电路、断路器。

作为本发明再进一步的方案：主芯片为TSM主芯片C吸热层DSP芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：整体考虑储能的供给需求，通过能源供给网络模块将储能转换需求模块和储能集成模块相桥接，优化储能利用；本发明通过将导热介质导流重新分配储热层的温区分布并贮存热能，在太阳光照不足的情况下释放热能加热水产生蒸汽推动发电机发电，从而实现全天候太阳能热发电，节能环保、成本低且操作简单、维修方便；同时节约能源，优化系统的工作参数；而且实现了智能控制，优化系统操作；使得系统更加集成化，优化设备体积。

附图说明

图1为太阳能收储管理系统的结构示意图。

图2为太阳能收储管理系统中发电模块的结构示意图。

图3为太阳能收储管理系统中保护控制器的结构示意图。

图中：1-发电模块、2-开关模块、3-储能模块、4-控制模块、5-聚光集热单元、6-热量储存单元、7-热交换单元、8-发电机单元、9-反射镜、10-集热仓、11-导热介质填充腔、12-吸热层、13-蒸汽锅炉、14-介质水、15-保护控制器、16-输出端口、17-控制电路、18-输入端口、19-充放电保护电路、20-主芯片。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明实施例中，包括发电模块1、开关模块2、储能模块3和控制模块4，所述控制模块4用于监测所述发电模块1和储能模块3的工作状态数据，控制所述发电模块1、开关模块2和储能模块3的工作过程，并根据储能模块3的工作状态数据控制负载的工作状态；储能模块3连接所述控制模块4，所述储能模块3分别双向连接所述发电模块1、开关模块2和储能模块3，储能模块3包括电池管理系统和所述磷酸铁锂电池，所述电池管理系统用于对磷酸铁锂电池进行保护，并检测及显示所述磷酸铁锂电池的状态信息； 所述开关模块2，设于发电模块1与储能模块3之间；连接所述发电模块1和储能模块3，用于在所述发电模块1内的直流电直接输出给储能模块3。

所述发电模块1包括聚光集热单元5、与所述聚光集热单元5相连的热量储存单元6、热交换单元7和发电机单元8， 所述聚光集热单元5采集太阳能形成高温导热介质，所述高温导热介质经过所述热量储存单元6贮存热能，所述热量储存单元6释放热能输入所述热交换单元7，加热水产生蒸汽推动发电机单元8发电，从而实现全天候太阳能热发电。

所述聚光集热单元5包括反射镜9及充有导热介质的集热仓10，所述反射镜9将光线聚集到集热仓10上加热导热介质形成高温导热介质，热量储存单元6包括导热介质填充腔11及置于导热介质填充腔11内的多个蜂窝状的吸热层12。

所述吸热层12由耐高温陶瓷或耐火砖制成，热交换单元7包括内部包括蒸汽锅炉13和介质水14，所述蒸汽锅炉13内部充有介质水14，用于通过所述热量储存单元6释放热能受热产生蒸汽推动发电机单元8发电。

发电机单元8为余热发电机。

导热介质为导热油、熔融盐或金属钠。

所述控制模块4内安装保护控制器15，所述保护控制器15包括输出端口16、控制电路17、输入端口18、充放电保护电路19和主芯片20；所述主芯片20分别与所述输出端口16、控制电路17、输入端口18和充放电保护电路19电性连接，所述发电模块1通过充放电保护电路19与储能模块3连接，实现对储能模块3的充电，以及储能模块3对负载供电；所述发电模块1通过MPPT电路与主芯片20连接，实时侦测发电模块1的发电电压，并追踪最高电压电流值，使系统以最高的效率对储能模块3充电；主芯片20根据控制模块4的工作状态数据，通过控制电路17控制负载的供电状态。

充放电保护电路19包括输入滤波电路、控制保护电路、输出滤波电路、断路器。

本发明的工作原理是：

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种太阳能收储管理系统，其特征在于，包括发电模块（1）、开关模块（2）、储能模块（3）和控制模块（4），所述控制模块（4）用于监测所述发电模块（1）和储能模块（3）的工作状态数据，控制所述发电模块（1）、开关模块（2）和储能模块（3）的工作过程，并根据储能模块（3）的工作状态数据控制负载的工作状态；储能模块（3）连接所述控制模块（4），所述储能模块（3）分别双向连接所述发电模块（1）、开关模块（2）和储能模块（3），储能模块（3）包括电池管理系统和所述磷酸铁锂电池，所述电池管理系统用于对磷酸铁锂电池进行保护，并检测及显示所述磷酸铁锂电池的状态信息；所述开关模块（2），设于发电模块（1）与储能模块（3）之间；连接所述发电模块（1）和储能模块（3），用于在所述发电模块（1）内的直流电直接输出给储能模块（3）。

2.根据权利要求1所述的太阳能收储管理系统，其特征在于，所述发电模块（1）包括聚光集热单元（5）、与所述聚光集热单元（5）相连的热量储存单元（6）、热交换单元（7）和发电机单元（8），所述聚光集热单元（5）采集太阳能形成高温导热介质，所述高温导热介质经过所述热量储存单元（6）贮存热能，所述热量储存单元（6）释放热能输入所述热交换单元（7），加热水产生蒸汽推动发电机单元（8）发电，从而实现全天候太阳能热发电。

3.根据权利要求2所述的太阳能收储管理系统，其特征在于，所述聚光集热单元（5）包括反射镜（9）及充有导热介质的集热仓（10），所述反射镜（9）将光线聚集到集热仓（10）上加热导热介质形成高温导热介质，热量储存单元（6）包括导热介质填充腔（11）及置于导热介质填充腔（11）内的多个蜂窝状的吸热层（12）。

4.根据权利要求2或3所述的太阳能收储管理系统，其特征在于，所述吸热层（12）由耐高温陶瓷或耐火砖制成，热交换单元（7）包括内部包括蒸汽锅炉（13）和介质水（14），所述蒸汽锅炉（13）内部充有介质水（14），用于通过所述热量储存单元（6）释放热能受热产生蒸汽推动发电机单元（8）发电。

5.根据权利要求2所述的太阳能收储管理系统，其特征在于，发电机单元（8）为余热发电机。

6.根据权利要求2所述的太阳能收储管理系统，其特征在于，导热介质为导热油、熔融盐或金属钠。

7.根据权利要求1所述的太阳能收储管理系统，其特征在于，所述控制模块（4）内安装保护控制器（15），所述保护控制器（15）包括输出端口（16）、控制电路（17）、输入端口（18）、充放电保护电路（19）和主芯片（20）；所述主芯片（20）分别与所述输出端口（16）、控制电路（17）、输入端口（18）和充放电保护电路（19）电性连接，所述发电模块（1）通过充放电保护电路（19）与储能模块（3）连接，实现对储能模块（3）的充电，以及储能模块（3）对负载供电；所述发电模块（1）通过MPPT电路与主芯片（20）连接，实时侦测发电模块（1）的发电电压，并追踪最高电压电流值，使系统以最高的效率对储能模块（3）充电；主芯片（20）根据控制模块（4）的工作状态数据，通过控制电路（17）控制负载的供电状态。

8.根据权利要求7所述的太阳能收储管理系统，其特征在于，充放电保护电路（19）包括输入滤波电路、控制保护电路、输出滤波电路、断路器。