CN202978292U - 智能储能系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种智能储能系统，其包括储能组件、充电模块、电源转换模块、电能产生装置及选择控制模块，其用以控制充电模块与电源转换模块的启动状态，藉由选择控制模块提供多种控制模式，能有效达到自动调节供应电能与储存电能，减少电量浪费。

Description

智能储能系统
技术领域
 本实用新型涉及储能系统，尤其涉及一种具有多种控制模式的储能系统，能有效达到自动调节供应电能与储存电能的智能储能系统。
背景技术
 电能是现代化生活的基石，亦是经济发展的动力，不论是过去一般的传统产业(如：印刷厂、纺织厂、炼钢厂、石化厂等)或是时下新兴的高科技产业(如：半导体厂、液晶面板厂等)无不以电能作为动力，用以使整个生产线或是机具开始生产、运作。再者，每一日的生活中，几乎家家户户亦都需要利用到电能(如：电灯、电热水器、电视、冷气、冰箱等)，而为了提供电能于上述种种的产业或生活用电，即需要一种供电系统，用以供产生电能，并将电能分配到各个需要利用电能的负载装置上。
但是，任一发电厂产生的电量有限，若供电同时需供应许多耗电装置启动，或者任一供电线路所需耗费的电量过大，使得用电量突然的增加时，发电厂将无法立即提供充足的电量，如此，将会因电量不足而产生停电的问题，而上述的任一产业或生活用电若没有稳定的电量以利用或生产运作，都将会造成莫大的经济损失，以及生活上极大的不便利。
为了防止供电线路同时需供应许多耗电负载装置启动，或者任一供电线路所需耗费的电量过大，导致用电量突然的增加而造成电量不足的问题，供电系统会启动较多的发电模块，用以提供较目前供电线路用电量更多的备用电量，使得所发出的电量不致缺乏，并确保供电系统不会因为无法实时启动更多的发电模块解决电量不足的问题，而产生停电的问题。
不过，此方法又延伸出另一个问题，即发电模块所发出的多余、没有被供电线路利用的备用电量无法被储存或作其他利用，长期下来将造成该备用电量的浪费，及因为该备用电量浪费而造成用电成本的上升，非常不符合经济效益，且为了产生该备用电量，将消耗更多的发电资源，亦不符合较严格的环保需求。
举例说明，假设有一城市在夏天的用电离峰时的总用电量为1000万瓦，而用电尖峰时的总用电量为1500万瓦，该城市所需的电量由郊区的一座火力发电厂来提供，该火力发电厂共设置有二十组的发电机组，一组发电机组能发出100万瓦的电量，所以，该火力发电厂在傍晚的用电离峰时间原本只需开启十组的发电机组，以供应1000万瓦的电量即可，但是，为了防止该城市的住户在同一时间内，同时开启耗电量大的冷气机，导致总用电量超过1000万瓦，或者是为了防止当用电离峰时段准备进入用电尖峰时段的时候，需等候发电机组暖机，来不及供应多出来的500万瓦电量，使得该火力发电厂来不及开启更多的发电机组，用以供应充足的电量，造成跳电、停电的问题，进而产生民怨。
故，该火力发电厂在用电离峰时间仍需开启十五组的发电机组，提高总供电量至1500万瓦，以利用多余的500万瓦做备用电量，才能有效防止总用电量突然增加超过1000万瓦，而造成停电的问题，惟，多出来的500万瓦备用电量并非一直都有被利用，甚至完全没有被利用到，而该火力发电厂却没有能对该备用电量做其他利用或储存的设备，该备用电量将被浪费，长期下来，平白浪费的该备用电量费用只能加诸在所有的消费者身上，非常的不符合经济效益，况且，该火力发电厂为提高发电量而开启更多的发电机组，不仅消耗更多的发电资源，亦对环境造成更多的污染及破坏(如：空气质量的污染、温水排放对河川海洋的破坏等)。
基于上所述问题，微电网的概念被提出，未来的电网将连结分布式发电设备，包括太阳能、风力和燃料电池等，并形成一个个的微电网系统，此一微电网系统既可与大电网并联运转，也可以独立运作。微电网的建构上，目前遭遇到一些问题，例如，以最有潜力的太阳能及风力发电来说，因出力不稳定而可能影响大电网的供电质量。因此，现行各工厂、办公室与住宅利用储能系统做为备用电源使用，储能系统的电能平常可由市电或电能产生装置(太阳能电池或/及风力发电机)取得，使储能系统的电能在市电电力不足或停电时可供负载使用。但，现有储能系统只有在市电不足时才会被切换使用，无法透过时间控制或电量自动调节储能系统的供电/储能方式。这样不只无法减少电量的浪费，无形中也增加储能系统中储能组件的浪费，形成另一种环保污染。
所以，如何设计出一种能自动调整供电/储能方式、并减少电量浪费及更加环保的储能系统，实乃目前刻不容缓，并亟待解决之一重要课题。
发明内容
 有鉴于此，为解决上述的缺点，现有储能系统无法兼具自动调整供电/储能方式及减少电量浪费的效果，不只造成产业发展的阻碍与生活上的不便利，也将导致能源利用上极大的损失，及环境的污染，因此，本实用新型的目的在于提供一种智能储能系统，提供多种控制模式用以自动调整供电/储能方式且减少电量浪费的储能系统。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种智能储能系统，其包括:一储能组件用以储存电能；一充电模块接入市电的交流电源，用以转换电能储存至该储能组件，且该充电模块与交流电源连接间设一第一控制开关，藉此控制转换电能储存至该储能组件的时间与时机；一电源转换模块电性连接于该储能组件，用以转换该储能组件的电能至外界的负载，且该电源转换模块接入市电的交流电源，且该电源转换模块与交流电源连接间设一第二控制开关；一电能产生装置透过一第三控制开关电性连接于该储能组件，用以将产生的电能储存至该储能组件；及一选择控制模块用以控制该第一控制开关、该第二控制开关及该第三控制开关的断开与导通。
其中，该电能产生装置为太阳能发电装置与风力发电装置其中之一或两者同时使用。
其中，该选择控制模块电性连接一控制面板，用以操控该选择控制模块；且该选择控制模块可电性连接一连接装置，用户可透过计算机直接连接或藉由远程网络操控该选择控制模块。
其中，该储能组件电性连接一电量侦测装置，且将侦测结果传给该选择控制模块，提供该选择控制模块切换由市电的交流电源或该储能组件供电给外界的负载。
其中，该选择控制模块包含定时模式、平时省电模式及强制充电模式；该定时模式设定启动由该储能组件供应电能的时间；该平时省电模式只侦测该储能组件电量以及有无交流电源，当该储能组件电量高于设定值及市电的交流电源无法供电时，由该储能组件供应电能；该强制充电模式优于该定时模式及该平时省电模式，启动该强制充电模式后，在该储能组件的电量到设定值或被充电设定的时间后结束充电。
本实用新型所提供的智能储能系统，具有以下优点：
该储能系统提供多种控制模式用以自动调整供电/储能方式且减少电量浪费的储能系统，且使用方便简单，可作为微电网的一个点，搭配分布式发电设备，如太阳能发电、风力发电、潮汐发电和燃料电池等，既可与大电网并联运转，也可以独立运作。
附图说明
图1为本实用新型实施之系统示意图。
图2为本实用新型实施之另一系统示意图。
图3为本实用新型实施之另一系统示意图。
【主要组件符号说明】
100：储能组件
200：充电模块
210：第一控制开关
211：第一开关
212：第一继电器
300：交流电源
400：电源转换模块
410：第二控制开关
411：第二开关
412：第二继电器
500：负载
600：电能产生装置
610：第三控制开关
700：选择控制模块
710：控制面板
720：连接装置
800：电量侦测装置。
具体实施方式
下面结合附图及本实用新型的实施例对本新型的智能储能系统作进一步详细的说明。
请参阅图1，为本实用新型之系统示意图。本实用新型提供一种智能储能系统，其包括:一储能组件100用以储存电能；一充电模块200接入市电的交流电源300，用以转换电能储存至该储能组件100，且该充电模块200与交流电源300连接设一第一控制开关210；一电源转换模块400电性连接于该储能组件100，用以转换该储能组件100的电能至外界的负载500，且该电源转换模块400接入市电的交流电源300，且该电源转换模块400与交流电源300连接间设一第二控制开关410；一电能产生装置600透过一第三控制开关610电性连接于该储能组件100，用以将该电能产生装置600产生的电能储存至该储能组件100，该电能产生装置600系为太阳能发电装置与风力发电装置其中之一或两者同时使用；及一选择控制模块700用以控制该第一控制开关210、该第二控制开关410及该第三控制开关610的断开与导通。
该储能组件100电性连接一电量侦测装置800，且将侦测结果传给该选择控制模块700，提供该选择控制模块700切换由市电的交流电源300或该储能组件100供电给外界的负载500。
请再参阅图2及图3，实施上该第一控制开关210、该第二控制开关410与该第三控制开关610可分别为各单一继电器，且前述继电器被过程控制器或微电脑所控制。在实施上，该第一控制开关210与该第二控制开关410的功能与动作，也可由二个开关组件达到相同断开与导通的目的与功能，该第一控制开关210可由并联的一第一开关211及一第一继电器212取代，而该第二控制开关410也可由并联的一第二开关411及一第二继电器412取代，用以完成所需的作动关系。
又，该选择控制模块700电性连接一控制面板710，使用者可由该控制面板710操控该选择控制模块700；另，该选择控制模块700可电性连接一连接装置720(如图3所示)，用户可透过计算机直接连接(或网络连接)操控该选择控制模块700。
该选择控制模块700包含定时模式、平时省电模式及强制充电模式，其作动方式说明如下：
一、定时模式：该定时模式系设定由该储能组件100供应电能的时间；在该定时模式使用这客户设定启动该储能组件100供电模式时间，例如说早上十点，就从该控制面板710上设定启动时间为AM10:00；接着设定关闭该储能组件100供电模式，跳回市电的交流电源300供电模式的时间，比方说早上十一点，从面板上设定关闭时间为AM11:00。设定确认之后，除非重新设定，否则每天一到早上十点，启动该储能组件100供电模式；早上十一点，关闭该储能组件100供电模式，跳回交流电源300供电模式。但设定完定时模式启动关闭时间，当该储能组件100供电过程中，若该储能组件100电量(电压)低于设定的关机电量(例如电压48V)，即使该储能组件100供电时间还没结束，也必须跳回市电的交流电源300模式。
当在该定时模式遇到停电时：1.如果停电时间在该定时模式设定的该储能组件100供电期间内，则原本就已经切换在该储能组件100供电模式，当该定时模式时间结束后，本来应该切回市电的交流电源300模式，但是因为交流电源300不存在，因此继续该储能组件100供电模式放电至该储能组件100电量(电压)达到关机电压(例如电压48V)，再切回交流电源300模式后，系统关机。当市电恢复供电之后，系统重新启动，回到正常定时模式；若市电尚未恢复供电，该储能组件100可藉由该电能产生装置600产生的电力进行储能，当该储能组件100电量回升到设定的可启动电压后，系统再重新启动，回到该储能组件100供电模式。2.如果停电时间在该定时模式设定的该储能组件100供电模式期间外，则自动切换到该储能组件100供电模式，继续放电至该储能组件100电量(电压)达到关机电压(例如电压48V)，再切回交流电源300模式后，系统关机。当市电恢复供电之后，系统重新启动，回到正常的定时模式；若市电尚未恢复供电，该储能组件100可藉由该电能产生装置600产生的电力进行储能，当该储能组件100电量回升到设定的可启动电压后，系统再重新启动，回到该储能组件100供电模式。
二、平时省电模式：该平时省电模式系只侦测该储能组件100电量以及有无交流电源300，当该储能组件100电量高于设定值(例如电压升高到56V)，自动切换到该储能组件100供电模式；当该储能组件100电量低于设定值(例如电压放电到51V)，自动切换至交流电源300模式。当遇到停电无交流电源300供电时：
1）如果停电时间在该储能组件100供电模式期间，则原本就已经切换在该储能组件100供电模式，该储能组件100继续放电至该储能组件100电量(电压)达到关机电压(例如电压48V)，再切回交流电源300模式后，系统关机。当市电恢复供电之后，系统重新启动，回到正常的平时省电模式；若市电尚未恢复供电，该储能组件100可藉由电能产生装置600产生的电力进行储能，当该储能组件100电量回升到设定的可启动电压后，系统再重新启动，回到该储能组件100供电模式。
2）如果停电时间在交流电源300模式期间，则自动切换到该储能组件100供电模式，该储能组件100继续放电至该储能组件100电量(电压)达到关机电压(例如电压48V)，再切回交流电源300模式后，系统关机。当市电恢复供电之后，系统重新启动，回到正常的平时省电模式；若市电尚未恢复供电，该储能组件100可藉由电能产生装置600产生的电力进行储能，当该储能组件100电量回升到设定的可启动电压后，系统再重新启动，回到该储能组件100供电模式。
三、强制充电模式：该强制充电模式优于该定时模式及该平时省电模式，启动该强制充电模式后，在该储能组件100的电量到设定值(例如电压升高到55V)或被充电设定的时间后结束充电(例如设定充电8小时后结束充电)。
综合前述本实用新型结构及模式，本实用新型应用上主要条件有：
1）可以用电离峰时间充电，可设定充电模块200接入市电的交流电源300对该储能组件100充电的时间；
2）用电尖峰时段强制该储能组件100放电(定时模式)；3.当该储能组件100电量低于一半(或低于一默认定的电容量)，由市电的交流电源300供电给负载500(平时省电模式)；4.任何时间如果有需要充电，例如停电后的短期市电回复，可强制系统于平时设定充电时间(离峰时间)之外充电(强制充电模式)。
以下说明例将该第一控制开关210的断开与导通以第一开关211与第一继电器212的断开与导通为说明例，而该第二控制开关410的断开与导通以第二开关411及第二继电器412的断开与导通为说明例。
依前述本实用新型应用的主要条件，该选择控制模块700控制该第一开关211在用电离峰时间导通，充电模块200接入市电的交流电源300对该储能组件100充电；而在当该储能组件100电量高于设定值，该第一继电器212断开，不再充电。其中该第一开关211与第一继电器212的动作可由该第一控制开关210而达成相同功能与目的。
该选择控制模块700控制该第二开关411在用电尖峰时间断开，强制该储能组件100放电；而在其它时间该第二开关411导通，可由市电的交流电源300供电给负载500。该选择控制模块700控制该第二继电器412在当该储能组件100低于一半应有的电量(或低于一默认定的电容量)，该第二继电器412导通，由市电的交流电源300供电给负载500；而在当该储能组件100电量高于设定值(例如电压升高到56V)，该第二继电器412断开，可由该储能组件100供电。其中该第二开关411与第二继电器412的动作可由该第二控制开关410而达成相同功能与目的。
而该选择控制模块700控制该第三控制开关610在当该储能组件100电量高于设定值(例如电压升高到56V)，该第三控制开关610断开，该电能产生装置600不再对该储能组件100充电；而当该储能组件100电量低于设定值(例如电压下降到52.8V)，该第三控制开关610导通，该电能产生装置600对该储能组件100充电。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能储能系统，其特征在于，包括:
一储能组件，用以储存电能；
一充电模块，其接入市电的交流电源，用以转换电能储存至该储能组件，且该充电模块与交流电源连接间设一第一控制开关；
一电源转换模块，其电性连接于该储能组件，用以转换该储能组件的电能至外界的负载，且该电源转换模块接入市电的交流电源，且该电源转换模块与交流电源连接间设一第二控制开关；
一电能产生装置，其透过一第三控制开关电性连接于该储能组件，用以将产生的电能储存至该储能组件；及
一选择控制模块，其用以控制该第一控制开关、该第二控制开关及该第三控制开关的断开与导通。
2.如权利要求1所述的智能储能系统，其特征在于，其中，该电能产生装置为太阳能发电装置与风力发电装置其中之一或两者同时使用。
3.如权利要求1所述的智能储能系统，其特征在于，其中，该选择控制模块电性连接一操控该选择控制模块的控制面板。
4.如权利要求1所述的智能储能系统，其特征在于，其中，该选择控制模块电性连接一连接装置。
5.如权利要求1所述的智能储能系统，其特征在于，其中，该储能组件电性连接一电量侦测装置，其将侦测结果传给该选择控制模块。
6.如权利要求1所述的智能储能系统，其特征在于，其中，该选择控制模块包含定时模式、平时省电模式及强制充电模式。
7.如权利要求6所述的智能储能系统，其特征在于，其中，该定时模式设定由该储能组件供应电能的时间。
8.如权利要求6所述的智能储能系统，其特征在于，其中，该平时省电模式只侦测该储能组件电量以及有无交流电源，当该储能组件电量高于设定值，及市电的交流电源无法供电时，由该储能组件供应电能。
9.如权利要求6所述的智能储能系统，其特征在于，其中，该强制充电模式优于该定时模式及该平时省电模式，启动该强制充电模式后，在该储能组件的电量达到设定值后结束充电。
10.如权利要求9所述的智能储能系统，其特征在于，其中，该强制充电模式在该储能组件被充电设定的时间后结束充电。
CN2012206378091U 2012-10-03 2012-11-28 智能储能系统 Expired - Lifetime CN202978292U (zh)

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