CN109217778B - 一种集群太阳能光伏系统 - Google Patents
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Abstract
一种集群太阳能光伏系统，包括光伏发电单元和集群光伏控制系统，在光伏发电单元内设有太阳能发电系统，集群光伏控制系统包括太阳能控制模块和故障检修模块，太阳能控制模块与太阳能发电系统连接，故障检修模块与太阳能控制模块连接，太阳能控制模块包括时钟控制电路、角度控制电路和反馈电路，时钟控制电路与角度控制电路连接，反馈电路与角度控制电路连接；故障检修模块包括红外图像监测装置和发电系统监测装置，红外图像监测装置和发电系统监测装置分别设置在太阳能发电系统内，将光伏发电装置固定安装在加热板上，能在进行太阳能发电的同时拥有热水的功能，并对小镇内的光伏发电单元进行统一控制，节约光伏系统的安装成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种集群太阳能光伏系统。
背景技术
太阳能热水器是利用太阳辐射加热水的装置，它利用取之不尽用之不竭的太阳能为人们提供生活用热水。在屋顶上安装传统太阳能热水器，通常是将集热器安装在南向的坡屋面上，然而传统的太阳能光伏发电系统仅仅具有发电功能，并且在安装时，太阳能光伏板将铺满整个屋顶面，这导致了无法对太阳能热水器进行安装，导致用户需要使用热水时只能通过电热水器，导致资源浪费；太阳能光伏发电装置在发电时，有大量的热能散失到空气中，太阳能的利用率不高。
目前，每户人家的太阳能光伏系统均为单独进行控制的，单独进行控制需要更多的控制机构，导致光伏系统安装的成本较高。
发明内容
针对以上不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种集群太阳能光伏系统，对小镇内用户的光伏太阳能光伏系统进行统一控制，节约光伏系统的安装成本。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是，
一种集群太阳能光伏系统，包括光伏发电单元和集群光伏控制系统，在光伏发电单元内设有太阳能发电系统，集群光伏控制系统包括太阳能控制模块和故障检修模块，太阳能控制模块与太阳能发电系统连接，故障检修模块与太阳能控制模块连接，太阳能控制模块包括时钟控制电路、角度控制电路和反馈电路，时钟控制电路与角度控制电路连接，反馈电路与角度控制电路连接；故障检修模块包括红外图像监测装置和发电系统监测装置，红外图像监测装置和发电系统监测装置分别设置在太阳能发电系统内。
在采用以上技术方案的同时，本发明还进一步采用或者组合采用了以下技术方案。
太阳能发电系统包括第一发电单元、第二发电单元、第三发电单元和第四发电单元，第一发电单元、第二发电单元、第三发电单元和第四发电单元呈田字形分布，第一发电单元分别于第二发电单元和第三发电单元转动连接，第四发电单元分别与第二发电单元和第三发电单元转动连接。
第一发电单元、第二发电单元、第三发电单元和第四发电单元的结构一致，均包括安装框架、光伏系统和热水系统，光伏系统固定安装在热水系统的上端面上，热水系统固定安装在安装框架内，光伏系统包括光伏板、蓄电装置和调压装置，光伏板与调压装置连接，调压装置与蓄电装置连接，热水系统包括热水板和蓄水装置，光伏板固定安装在热水板的上端面，热水板与蓄水装置连接，蓄电装置固定安装在蓄水装置内部。
热水板包括第一隔板、第二隔板、底板和侧板，第一隔板、第二隔板和底板相互平行设置，侧板固定安装在底板上，第一隔板和第二隔板均固定安装在侧板上，第一隔板设置在第二隔板的上方，在侧板上设有光伏板安装槽，在光伏板安装槽内设有密封胶条。
在底板上设有第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔分别设置在底板的两侧，在第二隔板上设有第三通孔，在第一隔板上设有第四通孔，第三通孔设置在第二隔板靠近第二通孔的一侧，第四通孔设置在第一隔板靠近第一通孔的一侧。
在第一隔板和第二隔板的一侧设有第三隔板，第三隔板与侧板平行设置，第三隔板分别与第一隔板和第二隔板固定连接。
热水板的数量至少包括两个，相邻的热水板之间的第一通孔与第二通孔连接，蓄水装置分别与第一通孔和第二通孔连接。
第一发电单元和第二发电单元之间设有第一转动机构，第二发电单元与第四发电单元之间设有第二转动机构，第三发电单元与第四发电单元之间设有第三转动机构，第三发电单元与第一发电单元之间设有第四转动机构，第一转动机构、第二转动机构、第三转动机构和第四转动机构均与太阳能控制模块连接。
蓄水装置包括蓄电装置安装段和蓄水段，在蓄水段的侧面设有第一连接孔、第二连接孔、第三连接孔和第四连接孔，第一连接孔与第一通孔连接，第二连接孔与第二通孔连接，第三连接孔为进水口，第四连接孔为出水孔。
第一连接孔和第三连接孔设置在蓄水段的一侧，第二连接孔和第四连接孔设置在蓄水段的另一侧。
反馈电路包括角度检测装置、温度检测装置、断路检测装置和短路检测装置，角度检测装置、温度检测装置、断路检测装置和短路检测装置之间相互并联。
太阳能发电系统和集群光伏控制系统之间通过无线网络连接。
本发明的有益效果是，（1）对小镇内用户的光伏太阳能光伏系统进行统一控制，节约光伏系统的安装成本。
（2）将光伏发电装置固定安装在加热板上，能在进行太阳能发电的同时拥有热水的功能。
附图说明
图1是光伏发电单元结构示意图。
图2是光伏装置的结构示意图。
图3是加热板结构示意图。
附图标记：安装框架1，光伏板3，蓄电装置4，调压装置5，热水板6，蓄水装置7，第一隔板8，第二隔板9，底板10，侧板11，光伏板安装槽12，第一通孔13，第二通孔14，第三通孔15，第四通孔16，第三隔板17，第一热水区18，第二热水区19，第三热水区20，蓄电装置安装段26，蓄水段27，第一连接孔28，第二连接孔29，第三连接孔30，第四连接孔31，第一发电单元40，第二发电单元41，第三发电单元42，第四发电单元43，第一转动机构44，第二转动机构45，第三转动机构46，第四转动机构47。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步描述。
一种集群太阳能光伏系统，包括光伏发电单元和集群光伏控制系统，在光伏发电单元内设有太阳能发电系统，集群光伏控制系统包括太阳能控制模块和故障检修模块，太阳能控制模块与太阳能发电系统连接，故障检修模块与太阳能控制模块连接，太阳能控制模块包括时钟控制电路、角度控制电路和反馈电路，时钟控制电路与角度控制电路连接，反馈电路与角度控制电路连接；故障检修模块包括红外图像监测装置和发电系统监测装置，红外图像监测装置和发电系统监测装置分别设置在太阳能发电系统内。
太阳能发电系统包括第一发电单元40、第二发电单元41、第三发电单元42和第四发电单元43，第一发电单元40、第二发电单元41、第三发电单元42和第四发电单元43呈田字形分布，第一发电单元40分别于第二发电单元41和第三发电单元42转动连接，第四发电单元43分别与第二发电单元41和第三发电单元42转动连接。
第一发电单元40、第二发电单元41、第三发电单元42和第四发电单元43的结构一致，均包括安装框架1、光伏系统和热水系统，光伏系统固定安装在热水系统的上端面上，热水系统固定安装在安装框架1内，光伏系统包括光伏板3、蓄电装置4和调压装置5，光伏板3与调压装置5连接，调压装置5与蓄电装置4连接，光伏板进行发电，然后通过调压装置对光伏板发电的电压进行整合，然后再由蓄电装置进行蓄电，通过调压装置的设置，防止由于光伏板发电的电压不稳定使得蓄电装置接受交变载荷，提高蓄电装置的使用寿命，热水系统包括热水板6和蓄水装置7，光伏板3固定安装在热水板6的上端面，热水板6与蓄水装置7连接，蓄电装置4固定安装在蓄水装置7内部。
热水板6包括第一隔板8、第二隔板9、底板10和侧板11，第一隔板8、第二隔板9和底板10相互平行设置，侧板11固定安装在底板上，第一隔板8和第二隔板9均固定安装在侧板11上，第一隔板8设置在第二隔板9的上方，在侧板11上设有光伏板安装槽12，在光伏板安装槽12内设有密封胶条，密封胶条用于防止在光伏板3与光伏板安装槽12之间存在间隙，防止热水板6与光伏板3之间的水发生渗漏，通过第一隔板8和第二隔板9的设置，将热水板6的内部分隔成三部分，便于将热水板内的热水按冷热进行分隔，实现层层加热的效果，进而使得流入蓄水装置7内的水温度最高。
在底板10上设有第一通孔13和第二通孔14，第一通孔13和第二通孔14分别设置在底板10的两侧，在第二隔板9上设有第三通孔15，在第一隔板8上设有第四通孔16，第三通孔15设置在第二隔板9靠近第二通14孔的一侧，第四通孔16设置在第一隔板8靠近第一通孔13的一侧。
在第一隔板8和第二隔板9的一侧设有第三隔板17，第三隔板17与侧板11平行设置，第三隔板17分别与第一隔板8和第二隔板9固定连接，第三隔板17用于将第一隔板8和第二隔板9进行密封，形成一个密闭的空间，便于对不同温度的水进行分隔。
在一些优选的方式中，第一隔板8、第二隔板9与第三隔板17形成第一热水区18，第二隔板9、第三隔板17和底板10形成第二热水区19，第一隔板8、第三隔板17、光伏板3和底板10形成第三热水区20，优选的，第三热水区20的水温大于第二热水区19和第一热水区18，第一热水区18的水温大于第二热水区19的水温，第三热水区20与相邻的热水板的第二热水区19连接，将热水板6的分割成三个不同的区域对热水板内的热水进行加热，第三热水区20与光伏板相互接触，所以此区域内的热水相对热的较快，第二热水区19分别与第三热水区20和第一热水区18连接，在第二热水区19的内水分别于第三热水区20和第一热水区18内的水进行热交换，第二热水区19的水温介于第一热水区的水温和第三热水区的水温之间，第一热水区18与上一块热水板的第三热水区连接，再将上一块热水板内的水分进行进一步加热，将通过每块热水板6的逐步提高，从而实现提高流入蓄水装置4内水分的温度的功能。
热水板6的数量至少包括两个，相邻的热水板6之间的第一通孔13与第二通孔14连接，蓄水装置4分别与不同热水板6的第一通孔13和第二通孔14连接，冷水从第一通孔13内流入热水板6内，经过热水系统对冷水进行加热后，热水从第二通孔14流出，流入蓄水装置4内。
第一发电单元40和第二发电单元41之间设有第一转动机构44，第二发电单元41与第四发电单元43之间设有第二转动机构45，第三发电单元42与第四发电单元43之间设有第三转动机构46，第三发电单元42与第一发电单元40之间设有第四转动机构47，第一转动机构44、第二转动机构45、第三转动机构46和第四转动机构47均与太阳能控制模块连接，通过太阳能控制模块对转动机构进行控制，控制转动机构提高发电单元与太阳辐射之间的接触面积，提高发电效率。
蓄水装置4包括蓄电装置安装段26和蓄水段27，在蓄水段27的侧面设有第一连接孔28、第二连接孔29、第三连接孔30和第四连接孔31，第一连接孔28与第一通孔13连接，第二连接孔29与第二通孔14连接，第三连接孔30为进水口，第四连接孔31为出水孔。
第一连接孔28和第三连接孔30设置在蓄水段27的一侧，第二连接孔29和第四连接孔31设置在蓄水段27的另一侧，在一些优选的方式中，蓄水段中部设有隔断板，隔断板用于防止蓄水段27内的热水与冷水发生混合，蓄水段内存储的液体的温度降低，影响使用。
反馈电路包括角度检测装置、温度检测装置、断路检测装置和短路检测装置，角度检测装置、温度检测装置、断路检测装置和短路检测装置之间相互并联，短路检测装置用于对设备内是否存在短路现象进行检测，短路检测装置用于对设备内是否存在断路现象进行检测，温度检测装置用于检测集群光伏控制系统内设备的温度，当温度过高时，温度检测装置发出报警信号，角度检测装置用于检测第一转动机构、第二转动机构、第三转动机构和第四转动机构的转动角度，当角度检测装置检测到其中一个检测机构检测到转动角度为达到正常角度时，角度检测装置发出报警信息。
太阳能发电系统和集群光伏控制系统之间通过无线网络连接，通过无线网络连接，无需进行有线连接，使得数据传输更简便，并且降低了建设本光伏小镇的投入成本。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记对应的术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (5)
1.一种集群太阳能光伏系统，包括光伏发电单元和集群光伏控制系统，在光伏发电单元内设有太阳能发电系统，集群光伏控制系统包括太阳能控制模块和故障检修模块，太阳能控制模块与太阳能发电系统连接，故障检修模块与太阳能控制模块连接，太阳能控制模块包括时钟控制电路、角度控制电路和反馈电路，时钟控制电路与角度控制电路连接，反馈电路与角度控制电路连接；故障检修模块包括红外图像监测装置和发电系统监测装置，红外图像监测装置和发电系统监测装置分别设置在太阳能发电系统内；
太阳能发电系统包括第一发电单元（40）、第二发电单元（41）、第三发电单元（42）和第四发电单元（43），第一发电单元（40）、第二发电单元（41）、第三发电单元（42）和第四发电单元（43）呈田字形分布，第一发电单元（40）分别于第二发电单元（41）和第三发电单元（42）转动连接，第四发电单元（43）分别与第二发电单元（41）和第三发电单元（42）转动连接；
第一发电单元（40）、第二发电单元（41）、第三发电单元（42）和第四发电单元（43）的结构一致，均包括安装框架（1）、光伏系统和热水系统，光伏系统固定安装在热水系统的上端面上，热水系统固定安装在安装框架（1）内，光伏系统包括光伏板（3）、蓄电装置（4）和调压装置（5），光伏板（3）与调压装置（5）连接，调压装置（5）与蓄电装置（4）连接，热水系统包括热水板（6）和蓄水装置（7），光伏板（3）固定安装在热水板（6）的上端面，热水板（6）与蓄水装置（7）连接，蓄电装置（4）固定安装在蓄水装置（7）内部；
热水板（6）包括第一隔板（8）、第二隔板（9）、底板（10）和侧板（11），第一隔板（8）、第二隔板（9）和底板（10）相互平行设置，侧板（11）固定安装在底板（10）上，第一隔板（8）和第二隔板（9）均固定安装在侧板（11）上，第一隔板（8）设置在第二隔板（9）的上方，在侧板（11）上设有光伏板安装槽（12），在光伏板安装槽（12）内设有密封胶条；
在第一隔板（8）和第二隔板（9）的一侧设有第三隔板（17），第一隔板（8）、第二隔板（9）与第三隔板（17）形成第一热水区（18），第二隔板（9）、第三隔板（17）和底板（10）形成第二热水区（19），第一隔板（8）、第三隔板（17）、光伏板（3）和底板（10）形成第三热水区（20），第三热水区（20）的水温大于第二热水区（19）和第一热水区（18），第一热水区（18）的水温大于第二热水区（19）的水温，第三热水区（20）与相邻的热水板的第二热水区（19）连接，第三热水区（20）与光伏板相互接触，以使水温通过每块热水板（6）的逐步提高；
在底板（10）上设有第一通孔（13）和第二通孔（14），第一通孔（13）和第二通孔（14）分别设置在底板（10）的两侧，在第二隔板（9）上设有第三通孔（15），在第一隔板（8）上设有第四通孔（16），第三通孔（15）设置在第二隔板（9）靠近第二通孔（14）的一侧，第四通孔（16）设置在第一隔板（8）靠近第一通孔（13）的一侧；第三隔板（17）分别与第一隔板（8）和第二隔板（9）固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种集群太阳能光伏系统，其特征在于，热水板（6）的数量至少包括两个，相邻的热水板（6）之间的第一通孔（13）与第二通孔（14）连接，蓄水装置（7）分别与第一通孔（13）和第二通孔（14）连接。
3.根据权利要求1所述的一种集群太阳能光伏系统，其特征在于，第一发电单元（40）和第二发电单元（41）之间设有第一转动机构（44），第二发电单元（41）与第四发电单元（43）之间设有第二转动机构（45），第三发电单元（42）与第四发电单元（43）之间设有第三转动机构（46），第三发电单元（42）与第一发电单元（40）之间设有第四转动机构（47），第一转动机构（44）、第二转动机构（45）、第三转动机构（46）和第四转动机构（47）均与太阳能控制模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种集群太阳能光伏系统，其特征在于，反馈电路包括角度检测装置、温度检测装置、断路检测装置和短路检测装置，角度检测装置、温度检测装置、断路检测装置和短路检测装置之间相互并联。
5.根据权利要求1所述的一种集群太阳能光伏系统，其特征在于，太阳能发电系统和集群光伏控制系统之间通过无线网络连接。
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