CN202888909U - 一种用于公路遂道的太阳能集中供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于公路遂道的太阳能集中供电系统，涉及太阳能供电技术领域，包括安装在公路上方的拱形棚支架，在所述拱形棚支架表面安装有太阳能电池阵列，所述太阳能电池阵列连接有钒电池储能装置，所述钒电池储能装置与配电柜连接。本实用新型采用太阳能发电，绿色环保，节约土地资源，且不占用土地，不用征地，办土地手续，省去办征地手续的麻烦，在阳光充足有条件的地区或地段的公路遂道都可安装，根据地形可安装在公路遂道的进口或出口，灵活方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能供电技术领域，确切地说涉及一种用于公路遂道的拱棚式太阳能集中供电系统。
背景技术
一般公路遂道的供电大多采用交流电， 随着公路的高速增长，公路遂道的增多，电力的需求量越来越大，开发绿色环保的太阳能发电十分重要，目前太阳能发电照明、太阳能发电抽水等都得到广泛的应用，但将太阳能发电用于公路遂道的照明、通风、路标和道丁的集中供电却较少。现有的用于公路遂道的太阳能发电站，大多采用在遂道附近建立太阳能发电站：如授权公告号为202488189U，授权公告日为2012年10月10日的中国专利文献公开了一种用于隧道供电的风光互补式发电系统。本发电系统包括风力发电机、太阳能电池板、充放电控制器和蓄电池，所述风力发电机的输出端以及太阳能电池板的输出端均与充放电控制器的输入端相连；所述充放电控制器与蓄电池连接，且充放电控制器的输出端与直流负载连接。本发电系统采用风光互补式发电方式供应隧道用电，减少了隧道用电线路的架设，经济效益显著。同时本发电系统兼顾了风力发电和太阳能发电的长处，发电效果较好，保证了隧道的用电；此外本发电系统结构简单，操作使用维修均较为方便。
但以上述专利文献为代表的现有技术，建太阳能发电站需要安装大面积的太阳能电池组板，这必须占用一定的土地面积，太阳能电站的设备，如直流汇流箱、控制器、逆变器、配电柜等等，也必须要建专门的房屋进行安装和保护，而且还要有人专门置守看管。
同时，现有太阳能发电站存在的铅酸电池污染较大、单只铅酸电池储能容量少，多只铅酸电池参数不好匹配，而单体液流钒电池储电量少，不能满足大功率电站供电的需求。在遂道附近建设太阳能电站要占用大量土地面积，需要办理土地征地手续，十分繁琐，费时费力。
发明内容
为解决上述现有技术中所存在的技术问题，本实用新型提出了一种用于公路遂道的太阳能集中供电系统，本实用新型采用太阳能发电，绿色环保，节约土地资源，且不占用土地，不用征地，办土地手续，省去办征地手续的麻烦，在阳光充足有条件的地区或地段的公路遂道都可安装，根据地形可安装在公路遂道的进口或出口，灵活方便。
本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：
一种用于公路遂道的太阳能集中供电系统，其特征在于：包括安装在公路上方的拱形棚支架，在所述拱形棚支架表面安装有太阳能电池阵列，所述太阳能电池阵列连接有钒电池储能装置，所述钒电池储能装置与配电柜连接。
所述钒电池储能装置包括直流电汇流箱、液流钒电池组，控制器和逆变器，太阳能电池板阵列通过直流电汇流箱和控制器与液流钒电池组相连接，液流钒电池组连接到直流负载LED道丁并与输出交流电的逆变器连接，逆变器连接配电柜，配电柜7连接交流负载。
所述液流钒电池组包括有多个钒电池电堆、正极电解液罐、负极电解液罐及分别与两电解液罐和电堆连接的两个循环泵；太阳能电池板阵列通过直流电汇流箱、控制器与钒电池电堆组相连接，钒电池电堆组连接到直流负载LED道丁并与输出交流电的逆变器连接，逆变器连接配电柜，配电柜连接交流负载、钒电池循环泵及外接交流电源。
所述拱形支架棚为钢结构棚架，用钢管和活动联结件构成，钢结构棚架可拆卸组装而成。
钒电池电堆通过串并联的方式组成大功率的钒电池，钒电池的额定功率在50KW以上。
正、负极电解液罐内分别装有正、负极电解液，液流钒电池的储电能容量为60V，60～100KAh。
所述的太阳能电池板采用额定功率为235Wp的单晶硅电池板或柔性太阳能电池板，额定功率为235Wp的单晶硅电池板尺寸为1.00m×1.642m。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在：
1、本实用新型中，采用“安装在公路上方的拱形棚支架，在拱形棚支架表面安装有太阳能电池阵列，太阳能电池阵列连接有钒电池储能装置，钒电池储能装置与配电柜连接”的技术方案，采用太阳能发电，绿色环保，节约土地资源。另外不用占用土地，不用征地，办土地手续，省去办征地手续的麻烦。在阳光充足有条件的地区或地段的公路遂道都可安装，根据地形可安装在公路遂道的进口或出口，灵活方便。
2、本实用新型采用钢管及活动联接件组成活动钢质结构棚架，容易拆卸，维修方便，可根据公路遂道用电量的大小，太阳能电池板的多少，非常方便的拼组成相应长短的太阳能棚架。
3、本实用新型采用液流钒电池进行串并联组合储能，可根据公路遂道用电量大小组成相应大功率的液流钒电池，克服了铅酸蓄电池寿命短、不稳定的，同时克服了单体液流钒电池储电容量小的缺陷。
4、本实用新型采用控制器应用于本方案中，能根据日照强度及负载的变化，不断调整液流钒电池组的工作运行状态，在阳光强时，一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载，另一方面把多余的电能送到钒电池存储。在阳光弱时，发电量不能满足负载需要时，控制器再把钒电池储存的电能送往负载，始终保证负载的供电，在系统中起到了能量调节的作用。
5、本实用新型采用配电柜应用于本方案中，可自动切断和接入外接交流电源，在一般情况下用太阳能集中供电系统提供电源，在太阳能集中供电系统电量不足时，又可自动接入交流电源，确保太阳能集中供电系统每天24小时供电。
6、本实用新型采用集中供电保证了不同轮廓标的同步发光，使路标闪烁频率一致，克服了路标等轮廓不清的缺陷，其交通标识的指示效果更好，更能安全有效地引导交通运行。
7、钒电池电堆通过串并联的方式组成大功率的钒电池，钒电池的额定功率在50KW以上，正、负极电解液罐内分别装有正、负极电解液，液流钒电池的储电能容量为60V，60～100KAh，这样的话储电容量大，便于使供电量更加充足。
8、所述的太阳能电池板采用额定功率为235Wp的单晶硅电池板或柔性太阳能电池板，额定功率为235Wp的单晶硅电池板尺寸为1.00m×1.642m。这样的技术方案在保证功率充足的前提下也便于安装，使拱形棚支架更加美观。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：
图1是本实用新型结构主视示意图。
图2是本实用新型结构左视示意图。
图3是本实用新型电路原理方框示意图。
图中标记：
1、太阳能电池板，2、拱形棚支架，3、道路，4、逆变器，5、直流汇流箱，6、控制器，7、配电柜，8、正极电解液罐，9、钒电池循环泵一， 10、钒电池电堆，11、钒电池循环泵二，12、负极电解液罐。
具体实施方式
实施例1
如图1、2、3所示，一种用于公路遂道的拱棚式太阳能集中供电系统,由拱型棚支架2、太阳能电池阵列1、配电柜7和钒电池储能装置组成。将钢管和活动联结件组成钢结构拱形棚支架2，其高度和宽度以公路遂道的实际大小为准，钢结构棚架可拆卸组装。设定遂道用电负载为30KW，每天24小时供电，其整天用电量为720度。选用每块额定功率235Wp的单晶硅电池板，尺寸为1.00m×1.642m，太阳能电池板阵列总功率为47KW，根据计算太阳能电池板的数量是200块，将太阳能电池板按10块一列横放在拱形棚支架2的顶部上，可组成20列的太阳能电池板阵列，其拱式棚支架长度为1.642m×20＝32.84m，为留有长度余量,棚架长度取35m。钒电池储能供电装置采用电堆额定功率10KW单体液流钒电池三个并联,组成总功率为30KW的液流钒电池组,以储能自主天数三天,功率因数0.8计算,其储电容量为60V、50KAh。
实施例2
如图1、2、3所示，将钢管和活动联结件组成钢结构拱形棚支架2，其高度和宽度以公路遂道的实际大小为准，钢结构棚架可拆卸组装。设定遂道用电负载为50KW，每天24小时供电，其整天用电量为1200度。选用每块额定功率235Wp的单晶硅电池板，尺寸为1.00m×1.642m，太阳能电池板阵列总功率为61.1KW，根据计算太阳能电池板的数量是260块，将太阳能电池板按10块一列横放在拱形棚支架2的顶部上，可组成26列的太阳能电池板阵列，其拱式棚支架长度为1.642m×26＝42.7m，为留有长度余量,棚架长度取45m。钒电池储能供电装置采用电堆额定功率10KW单体液流钒电池五个并联,组成总功率为50KW的液流钒电池组,以储能自主天数五天,功率因数0.8计算,其储电容量为60V、80KAh。
实施例3
如图1、2、3所示，钒电池储能供电装置包括直流电汇流箱5、液流钒电池组、控制器6和逆变器4；液流钒电池组包括多个钒电池电堆10、正极电解液罐8、负极电解液罐12及分别与两电解液罐和电堆10连接的两个循环泵9、11；太阳能电池板阵列1通过直流电汇流箱5、控制器6与钒电池电堆组相连接，钒电池电堆组连接到直流负载LED道丁并与输出交流电的逆变器4连接，逆变器4连接配电柜7，配电柜7连接交流负载、钒电池循环泵9、11及外接交流电源。在白天有太阳的情况下，太阳能电池板1接受太阳辐射产生的电流经直流汇流箱5、控制器6向液流钒电池充电；液流钒电池一方面向直流负载（LED道丁）供电，另一方面通过逆变器4将直流电转换为交流电，经配电柜7向钒电池循环泵9、11及交流负载（警示灯、路牌指示、路标指示、照明灯、通风电扇等）进行供电。
实施例4
如图1、2、3所示，在连续多个阴雨天，太阳能电池板阵列发电量少，液流钒电池组供电不足时，配电柜7自动切换到外接电源，以保证拱棚式太阳能集中供电系统全天侯供电。
Claims (7)
1.一种用于公路遂道的太阳能集中供电系统，其特征在于：包括安装在公路上方的拱形棚支架（2），在所述拱形棚支架（2）表面安装有太阳能电池阵列，所述太阳能电池阵列连接有钒电池储能装置，所述钒电池储能装置与配电柜（7）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于公路遂道的太阳能集中供电系统，其特征在于：所述钒电池储能装置包括直流电汇流箱（5）、液流钒电池组，控制器（6）和逆变器（4），太阳能电池板（1）阵列通过直流电汇流箱（5）和控制器（6）与液流钒电池组相连接，液流钒电池组连接到直流负载LED道丁并与输出交流电的逆变器（4）连接，逆变器（4）连接配电柜（7），配电柜（7）连接交流负载。
3.根据权利要求2所述的一种用于公路遂道的太阳能集中供电系统，其特征在于：所述液流钒电池组包括有多个钒电池电堆（10）、正极电解液罐（8）、负极电解液罐（12）及分别与两电解液罐和电堆连接的两个循环泵；太阳能电池板（1）阵列通过直流电汇流箱（5）、控制器（6）与钒电池电堆（10）组相连接，钒电池电堆（10）组连接到直流负载LED道丁并与输出交流电的逆变器（4）连接，逆变器（4）连接配电柜（7），配电柜（7）连接交流负载、钒电池循环泵及外接交流电源。
4.根据权利要求3所述的一种用于公路遂道的太阳能集中供电系统，其特征在于：所述拱形支架棚为钢结构棚架，用钢管和活动联结件构成，钢结构棚架可拆卸组装而成。
5.根据权利要求3所述的一种用于公路遂道的太阳能集中供电系统，其特征在于：钒电池电堆（10）通过串并联的方式组成大功率的钒电池，钒电池的额定功率在50KW以上。
6.根据权利要求3所述的一种用于公路遂道的太阳能集中供电系统，其特征在于：正、负极电解液罐（8、12）内分别装有正、负极电解液，液流钒电池的储电能容量为60V，60～100KAh。
7.根据权利要求3所述的一种用于公路遂道的太阳能集中供电系统，其特征在于：所述的太阳能电池板（1）采用额定功率为235Wp的单晶硅电池板或柔性太阳能电池板（1），额定功率为235Wp的单晶硅电池板尺寸为1.00m×1.642m。
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