CN203056597U - 锂电光伏储能系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种锂电光伏储能系统。该锂电光伏储能系统至少包括两个输入源接头、与该两个输入源接头进行选择性连接的充电器、与该充电器的输出端相连接的锂电池包、与锂电池包的输出端相连接的逆变器及与逆变器相连的交流输出端，以用于向电器负载输出交流电，可降低污染、且有利于延长光伏储能系统的使用寿命。

Description

锂电光伏储能系统
技术领域
本实用新型涉及光伏储能技术领域，尤其指一种锂电光伏储能系统。
背景技术
太阳能作为新能源的重要组成部分，也是被公认的人类可以取之不尽用之不竭的新型能源之一。现有的光伏储能系统，通过光伏组及相关设备将太阳能存储在电池设备内，一方面可在断电等应急状况下使用，降低对生产及生活的影响，另外也可在用电高峰期时备用以实现错峰补偿，降低成本；然而，现有技术中一般是采用铅酸蓄电池作为传统储能装置，铅酸蓄电池主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液，且需使用在自然通风良好、25±10℃左右温度的环境中；由于采用铅、硫酸溶液等成分，在铅酸蓄电池的生产、使用以及回收过程中对生态、生活环境造成较大污染，且受到铅酸蓄电池本身技术特性的限制，在光伏储能系统的应用中，铅酸蓄电池仍然存在储能效率较低、储存能量密度低、体积大以及使用寿命相对较短等技术缺陷有待改进。
因而针对上述光伏储能系统的不足，有必要提供一种改进的光伏储能系统以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种采用了可降低污染、使用寿命较长的锂电池包件作为主要的储能元件的锂电光伏储能系统。
为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种锂电光伏储能系统，该锂电光伏储能系统至少包括两个输入源接头、与该两个输入源接头进行选择性连接的充电器、与该充电器的输出端相连接的锂电池包、与锂电池包的输出端相连接的逆变器及与逆变器相连的交流输出端。
作为本实用新型的进一步改进，所述两个输入源接头分别接入市电电网供电系统与光伏供电系统的输出端。
作为本实用新型的进一步改进，所述充电器为将通过所述输入源接头输入的交流电转换成直流电输出的内置的交流/直流充电器。
作为本实用新型的进一步改进，所述逆变器为内置的直流/交流逆变器，其将锂电池包的直流电转换成交流输出，该交流输出端连接有一个可在该逆变器与市电电网供电系统之间切换的输出切换开关。
作为本实用新型的进一步改进，所述锂电光伏储能系统还包括连接在两个所述输入源接头与所述充电器之间并且对所述两个输入源接头进行切换的输入切换开关。
作为本实用新型的进一步改进，所述锂电光伏储能系统包括判断锂电池包中电量是否充足以用于防止锂电电池包电量过低的主控模块。本实用新型的有益效果是：本实用新型通过锂电池包件作为主要的储能元件，可降低污染、且有利于延长光伏储能系统的使用寿命；另外，本实用新型储能系统可在两个输入源接头之间进行选择性地充电连接，从而防止市电电网系统异常时保护电器负载，也可结合光伏供电系统持续供电，进而当电网异常时可选择离网，以正常供电以及对锂电池进行充电；反之则并网连接，易于控制，也可实现持续供电。
附图说明
图1是本实用新型锂电光伏储能系统的示意图；
图2是图1所示锂电光伏储能系统的应用示意图；
图3是图2所示锂电光伏储能系统在市电电网供电系统处于异常模式下进行供电时的系统示意图；
图4是图3所示锂电光伏储能系统在市电电网供电系统处于异常模式下对锂电池包进行充电的系统示意图；
图5是图3所示锂电光伏储能系统在夜间市电电网供电系统处于异常模式下无电源供应时的系统示意图；
图6是图2所示锂电光伏储能系统在市电电网供电系统处于正常情况下的一供电示意图；
图7是图6所示锂电光伏储能系统在市电电网供电系统处于正常情况下的另一供电示意图；
图8是图6所示锂电光伏储能系统在夜间市电电网供电系统处于正常情况下对锂电池包进行充电时的系统示意图。
具体实施例
以下将结合附图所示的实施例对本实用新型进行详细描述。但这些实施例并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
请参考图1及图2所示，本实用新型锂电光伏储能系统包括用以分别与两个输入源电力相连接的两输入源接头、可与两输入源接头进行选择性连接的输入切换开关2、与输入切换开关2的输出端相连接的交流/直流充电器3、与交流/直流充电器3的输出端相连接的锂电池包（即锂电蓄电池）4、与锂电池包4的输出端相连接的直流/交流逆变器5、与直流/交流逆变器5的输出端或者未与所述输入切换开关2连通的另一输入源电力进行选择性连接的输出切换开关6及与输出切换开关6相连的交流输出端7，从而选择性地将两输入源电力之一供到对应电器负载处。上述两个输入源电力包括光伏供电系统和市电电网供电系统。以下将锂电光伏储能系统简称为储能系统，以便描述。
请结合图2所示，所述光伏供电系统包括太阳能转换为电能的光伏组件81、连接在光伏组件81输出端以传输电流的光伏接线盒82、连接在光伏接线盒82输出端的并网/离网逆变器83（即光伏逆变器），所述并网/离网逆变器83在并网或离网运行模式下具有各自的交流电输出端口，该并网/离网逆变器83可直接连接到市电电网供电系统，以实现与该市电电网的并网，共同对电器负载进行电力输出，或者连接到上述储能系统，此时以离网模式对锂电池包4进行充电。所述市电电网供电系统至少包括连接在外电网输出端的配电盘91，该配电盘91将电力分配到对应电器负载处或上述储能系统，以进行供电或者充电；上述并网/离网逆变器83连接到该配电盘91，以并入该电网，当处于并网模式时可共同输出电力。
所述储能系统具有作为输入源接头使用的两个外置的线缆接头11、12，其中一个线缆接头11连接市电电网供电系统的输出端口，另一个线缆接头12连接单独的光伏供电系统的输出端口。所述锂电光伏储能系统内置的交流/直流充电器3用于将交流电转换成直流电对上述锂电池包4进行充电作业，且该交流/直流充电器3的输入端可以在上述市电电网系统、光伏供电系统两个输出端之间切换，从而可在两种供电模式下对锂电池包4进行充电；所述内置的直流/交流逆变器5可将锂电池包4的直流电转换成交流电输出到对应电器负载处，同时该交流电输出时通过上述输出切换开关6可以在市电电网供电系统和锂电池包4供电之间切换。对于储能系统内置的锂电池包4，用户可以根据家庭需要配置不同规格，可实现自由更换。
本实用新型储能系统可以根据检测市电电网情况在离网和并网两种模式下工作，其中：
请参阅图3至图5所示，图中实线连接部分表示工作线路，虚线连接部分表示不工作线路，当市电电网处于异常模式时，并网/离网逆变器内置的控制模块可判断出需要以离网状态进行工作，此时上述光伏供电系统连接入储能系统，由储能系统对电器负载进行供电，同时也对锂电池包4进行充电；若上述锂电池包4电量不足时则断开与负载的供电连接。具体而言，当上述控制模块检测出市电电网供电系统异常的情况下，光伏供电系统的输入端可自动切换到上述并网/离网逆变器83的离网输出端，而储能系统的输出端通过上述输入切换开关2自动切换到其系统内部的交流/直流充电器3及直流/交流逆变器5这一分路，储能系统通过锂电池包4逆变输出。由于储能系统的输出是在市电电网供电系统和光伏供电系统之间实现零切换，因此对于电器负载的用户而言感觉不出市电电网供电系统的异常，但是储能系统会做市电电网供电系统的异常提示，此时需要用户将并网/离网逆变器83的工作模式开关拨到离网模式下，从而当光伏组件能够发电的时候可以有电能通过并网/离网逆变器83和直流/交流逆变器5给蓄电池4充电保证电力，实现应急模式情况应用。
请参阅图6至图8所示，图中实线连接部分表示工作线路，虚线连接部分表示不工作线路，当市电电网供电系统正常模式下并且处于用电高峰时段，并网/离网逆变器83判断为在并网工作状态，此时上述光伏供电系统直接连接入市电电网供电系统，并经由市电电网供电系统对电器负载进行供电；若上述锂电池包4电量充足，也可同时对必要的电器负载进行供电，以稳定的最大电力输出，若该锂电池包4电量不足，则断开对电器负载的供电连接，并且在夜间处于谷值电价时段，通过市电电网供电系统对锂电池包4进行充电。具体而言，在上述电网正常的情况下，上述配电盘91的电力配置安排为：家用大型负载由市电电网供电系统进行固定的家庭配电供电，家用必要负载可以通过储能系统配电；在锂电池包4电量不足时，充电的基本原则是在夜间谷值电价的时候通过交流/直流充电器3给锂电池包4充电，而在峰值电价或者峰值用电负荷的情况下，通过内置的直流/交流逆变器5输出交流供给负载以获取能源的合理利用和差额电价带来的经济效益，可以根据负载的不同选用不同的锂电池包4和不同的电池放电深度来保证能源利用和利益的合理化和最大化。
上述储能系统可独立作为应急电源使用，功能近似于现有的UPS( Uninterruptible Power Supply），即不间断电源，也可作为家庭应用的电力管理设备单独使用，以防止市电电网供电系统异常时保护电器负载，也可结合光伏供电系统持续供电。当电网异常或者供电高峰时段可选择离网，以正常供电或者避开高峰时段用电，此时还可对锂电池包4进行充电，以供断电或高峰时段使用，当反之则并网，易于控制，可实现持续供电，也可减少电费；由于各个地区供电电网状态的特征存在峰值电价与谷值电价，所述锂电光伏储能系统可以实现在谷值电价时段进行蓄电、在峰值电价时段进行使用来节省电费支出。
所述锂电池包4的放电特性好，放电电压更平稳；自放电小，充电后可以保存更长的时间，相对于铅电池、镍氢电池等现有储能电池，储能效率提高，且减少了环境污染；且电池内部可带有保护电路，以有效防止过充电和过放电。
本实用新型采用锂电池包4作为主要的储能组件进行储能，并结合上述系统的设置，可以改善目前储能系统面临的问题，降低污染、提高储能效率及延长光伏储能系统的使用寿命，从而降低光伏储能系统制造、使用的单位成本，且重量相对现有铅蓄电池更轻，便于安装及使用，适用面较广。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锂电光伏储能系统，其特征在于：该锂电光伏储能系统至少包括两个输入源接头、与该两个输入源接头进行选择性连接的充电器、与该充电器的输出端相连接的锂电池包、与锂电池包的输出端相连接的逆变器及与逆变器相连的交流输出端。
2.根据权利要求1所述的锂电光伏储能系统，其特征在于：所述两个输入源接头分别接入市电电网供电系统与光伏供电系统的输出端。
3.根据权利要求2所述的锂电光伏储能系统，其特征在于：所述充电器为将通过所述输入源接头输入的交流电转换成直流电输出的内置的交流/直流充电器。
4.根据权利要求2或3所述的锂电光伏储能系统，其特征在于：所述逆变器为内置的直流/交流逆变器，其将锂电池包的直流电转换成交流输出，该交流输出端连接有一个可在该逆变器与市电电网供电系统之间切换的输出切换开关。
5.根据权利要求1或2或3所述的锂电光伏储能系统，其特征在于：所述锂电光伏储能系统还包括连接在两个所述输入源接头与所述充电器之间并且对所述两个输入源接头进行切换的输入切换开关。
6.根据权利要求1或2或3所述的锂电光伏储能系统，其特征在于：所述锂电光伏储能系统包括判断锂电池包中电量是否充足以用于防止锂电电池包电量过低的主控模块。
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