CN206685952U - 一种高效太阳能储能装置 - Google Patents
一种高效太阳能储能装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206685952U CN206685952U CN201720524240.0U CN201720524240U CN206685952U CN 206685952 U CN206685952 U CN 206685952U CN 201720524240 U CN201720524240 U CN 201720524240U CN 206685952 U CN206685952 U CN 206685952U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- solar
- battery management
- energy storage
- super capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 42
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000010278 pulse charging Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Abstract
本实用新型公开了一种高效太阳能储能装置，包括太阳能供电模组、电池管理模组、锂电池组件、电压监测模块和数据传输模块，所述太阳能供电模组包括太阳能电池、超级电容和第一稳压模块，所述太阳能电池、超级电容和第一稳压模块包括二种可相互切换的连接模式，太阳能供电模组的输出端连接电池管理模组的输入端，所述电池管理模组与锂电池组件相连接。本实用新型的优点是：在光照较强的情况下，太阳能供电模组启动模式一，太阳能电池通过超级电容给锂电池组充电，提高储能效率；在光照较弱的情况下，太阳能供电模组启动模式二，通过第一稳压电路持续供电，延长了太阳能储能系统的使用时间，使用性能更稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏储能技术领域，尤其涉及一种高效太阳能储能装置。
背景技术
目前，太阳能电池因其资源巨大、清洁无污、安装方便的优点正广泛应用于电站、监控、路灯、草坪灯等方面。在实际应用中，太阳能电池的一般储能设备为铅酸蓄电池、锂电池、超级电容等。对于铅酸蓄电池而言，体积庞大，不利于安装，使用寿命短，冬季恶劣气候下无法给负载正常供电。因此，锂电池因其相同容量下，体积更小，重量更轻，然而因为锂电池系统复杂、造价高，其应用也收到一定的局限性。
现有技术中，以晶硅太阳能电池为供电设备，蓄电池为储能设备的监控系统，使用寿命短，体积庞大，重量较重，且系统在弱光条件下充电能力不足，导致太阳能利用率不高。主要原因是单晶硅太阳能电池在低辐照下不产生电流或产生小电流，而无法给铅酸蓄电池充电，使得系统效率降低至50％～60％，尤其是在雾霾天较多的地方。且铅酸蓄电池的一般寿命为2～3年，使用寿命短，以铅酸蓄电池为储能电源的光伏离网系统甚至冬季恶劣气候下无法正常启动，且单晶硅电池组件重量较重，在高山等的场所不易运输，人工成本高，安全性低，维护成本高，在电网等重要领域甚至易造成重大生命安全隐患。
现有技术中，公告为205212526U的中国实用新型专利公开了一种《基于薄膜太阳能电池的长效一体化的电源系统》，“包括薄膜光伏组件、超级电容模组、充放电控制器、稳压模组和锂电池组件组成的储能设备，薄膜光伏组件的输出端连接所述的超级电容模组的输入端，超级电容模组的输出端连接充放电控制器的输入端，充放电控制器的输出端连接所述的稳压模组；锂电池组件与所述的充放电控制器相连；薄膜光伏组件为柔性或刚性的薄膜太阳能电池；薄膜光伏组件的额定电压高于锂电池组件的最大电压。”提出了一种轻便、高效、长寿命的基于薄膜太阳能电池的长效一体化的电源系统，充分利用薄膜光伏组件的弱光发电性和超级电容的低压充电性，具有高效弱光发电、整体系统效率高的优点。
然而在上述技术方案中，当超级电容模组的电压高于锂电池电压时，触发智能控制器以连续脉冲的方式给锂电池组件充电，直到超级电容模组电压接近于锂电池组件电压；当超级电容模组的电压小于或等于锂电池组件电压时，锂电池组件不充电。那么，在光照条件较弱的条件下，如阴天、傍晚，太阳光强度降低到一定程度时，超级电容模组将无法给锂电池组件实现充电。从而导致太阳能储能系统太阳能利用率还不够高，能量存储率低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高效太阳能储能装置，能够有效解决现有太阳能储能系统利用率低的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种高效太阳能储能装置，包括固定在壳体内的系统模块，所述系统模块包括太阳能供电模组、电池管理模组、锂电池组件、电压监测模块和数据传输模块，所述太阳能供电模组包括太阳能电池、超级电容和第一稳压模块，所述太阳能电池、超级电容和第一稳压模块包括二种可相互切换的连接模式：
模式一，太阳能电池连接超级电容，超级电容连接电池管理模组；
模式二，太阳能电池与电池管理模组之间通过并联的超级电容和第一稳压
模块连接；
所述太阳能供电模组的输出端连接电池管理模组的输入端，所述电池管理模组与锂电池组件相连接，所述锂电池组件输出端连接有电压监测模块，电压监测模块输出端连接有数据传输模块。
优选的，所述电池管理模组包括电池管理系统、动态监测模块和第二稳压模块，所述电池管理系统与太阳能供电模组连接，电池管理系统上连接有动态监测模块用以监测所述太阳能供电模组的电压，电池管理系统还通过第二稳压模块连有负载。动态监测模块用以监测太阳能电池的电压；第二稳压模块可以提高负载的工作稳定性。
优选的，超级电容对所述电池管理模组充电方式为PWM三段式脉冲方式，所述PWM三段脉冲方式包括电流充电、电压充电和浮充充电。采用PWM三段式脉冲充电方式，简化了硬件电路，降低了硬件成本，减少了对电池的冲击破坏。
优选的，所述太阳能电池包括直接带隙半导体，所述的太阳能电池为柔性或刚性的薄膜太阳能电池。直接带隙半导体的弱光性能更佳，与同等功率下的单晶硅太阳能电池相比日照时间更长；柔性薄膜太阳能电池可以减轻电源系统的重量，提高发电量；刚性薄膜太阳能电池，具有更高的光电转换效率。
优选的，所述电压检测模块包括控制组、接线组、采集组、显示组合通信组，结构紧凑，体积小，重量轻，安装方便，具有过压、欠压、缺相保护功能。
优选的，所述电压监测模块与数据传输模块有线或无线连接。电压监测模块与数据传输模块有线连接，信号传输效果好；电压监测模块与数据传输模块无线连接，安装方便。
优选的，所述壳体顶部面板开有栅格栏用于太阳能电池光照充电，所述栅格栏旁开有冷却槽。冷却槽用于降低壳体表面温度，栅格栏可以使太阳能电池充分接触光照。
优选的，所述壳体侧边开有接口组，所述接口组包括模式调节键、电源开关、输出接头、USB接口和天线接口，接口组功能齐全，能同时适用有线连接和无线连接。
优选的，所述模式调节键包括模式一和模式二两个状态，模式一和模式二相互切换方便，操作简单。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：太阳能供电模组设有两种连接模式，在光照较强的情况下，当太阳能电池电压大于阈值电压时，太阳能供电模组启动模式一，太阳能电池通过超级电容给锂电池组充电，超级电容作为能量缓存单位，吸收微小电流，提高储能效率；在光照较弱的情况下，当太阳能电池电压小于或等于阈值电压时，太阳能供电模组启动模式二，通过第一稳压电路持续供电，延长了太阳能储能系统的使用时间，使用性能更稳定；锂电池组件输出端连接有电压监测模块，电压监测模块输出端连接有数据传输模块，电压监测模块和数据传输模块可检测太阳能供电模组的实时电压值，可实现数据通过通讯接口传输到指定位置，将储能系统数据与监控数据一起传输，方便工作人员实时观察，工作人员能更加清楚的了解不同地区不同负载的用电情况，便于调整系统设计。
附图说明
图1为本实用新型的模块框图；
图2为壳体顶部结构示意图；
图3为壳体的接口组结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1对本实用新型的实施例进一步说明：
一种高效太阳能储能装置，包括固定在壳体71内的太阳能供电模组1、电池管理模组2、锂电池组件3、电压监测模块5和数据传输模块6，所述太阳能供电模组包括太阳能电池11、超级电容12和第一稳压模块13，所述太阳能电池、超级电容和第一稳压模块包括二种可相互切换的连接模式：
模式一，太阳能电池连接超级电容，超级电容连接电池管理模组；
模式二，太阳能电池与电池管理模组之间通过并联的超级电容和第一稳压模块连接；
太阳能供电模组的输出端连接电池管理模组的输入端，电池管理模组与锂电池组件相连接，锂电池组件输出端连接有电压监测模块，电压监测模块输出端连接有数据传输模块。电池管理模组包括电池管理系统22、动态监测模块24和第二稳压模块23，所述电池管理系统与太阳能供电模组连接，电池管理系统上连接有动态监测模块用以监测所述太阳能供电模组的电压，电池管理系统还通过第二稳压模块连有负载4。电压监测模块与数据传输模块有线或无线连接，数据传输模块包括有线或无线形式，无线传输形式包括蓝牙、WIFI、4G信号等方法。
太阳能电池为柔性或刚性的薄膜太阳能电池，薄膜太阳能电池，弱光性能更佳，利用光电效应产生电能；柔性太阳能电池质量轻便，减轻电源系统的重量，提高发电量，较低辐照下也能产生小电流、自洁性好、使用寿命长，质轻柔软，尤其可适用于对承重较为重视的场所。太阳能电池包括直接带隙半导体，直接带隙半导体的弱光性能更佳，与同等功率下的单晶硅太阳能电池相比日照时间更长。超级电容对所述电池管理模组充电方式为PWM三段式脉冲方式，所述PWM三段脉冲方式包括电流充电、电压充电和浮充充电。采用PWM三段式脉冲充电方式，简化了硬件电路，降低了硬件成本，减少了对电池的冲击破坏。
如图2、图3所示，壳体顶部面板开有栅格栏711，所述栅格栏旁开有冷却槽712。冷却槽用于降低壳体表面温度，栅格栏可以使太阳能电池充分接触光照。壳体侧边开有接口组，所述接口组包括模式调节键721、电源开关724、输出接头725、USB接口722和天线接口723。模式调节键包括模式一和模式二两个状态，当模式调节键处于模式一位置时，太阳能电池连接超级电容，超级电容连接电池管理模组；当模式调节键处于模式二位置时，太阳能电池与电池管理模组之间通过并联的超级电容和第一稳压模块连接。
工作时，光照较强时，在检测到太阳能电池大于阈值电压时启动模式一，则太阳能电池与超级电容连接，不再连接第一稳压电路。超级电容的电压大于锂电池组件的电压，通过超级电容给锂电池组件充电。超级电容累积到一定电荷，电池管理系统决定脉冲充电释放时间及次数对电池充电，以最高效率为原则。当超级电容的电压高于锂电池组件电压时，高出锂电池组件的电压差值部分所对应的电量被电流抽拉走，给锂电池组件充电，此时超级电容电压接近于锂电池组件电压。光照较弱时，在检测到太阳能电池小于或等于阈值电压时启动模式二，第一稳压电路与超级电容并联，将电能储存在超级电容中，再将电能输入所述的电池管理系统为锂电池组件供电。
太阳能供电模组设有阈值电压，当检测电压大于阈值电压，太阳能供电模组启动模式一；当检测电压小于或等于阈值电压，太阳能供电模组启动模式二。在光照较强的情况下，当太阳能电池电压大于阈值电压时，太阳能供电模组启动模式一，太阳能电池通过超级电容给锂电池组充电，超级电容作为能量缓存单位，吸收微小电流，提高储能效率；在光照较弱的情况下，当太阳能电池电压小于或等于阈值电压时，太阳能供电模组启动模式二，通过第一稳压电路持续供电，延长了太阳能储能系统的使用时间，使用性能更稳定。
以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。
Claims (6)
1.一种高效太阳能储能装置，其特征在于：包括固定在壳体(71)内的系统模块，所述系统模块包括太阳能供电模组(1)、电池管理模组(2)、锂电池组件(3)、电压监测模块(5)和数据传输模块(6)，所述太阳能供电模组(1)的输出端连接电池管理模组(2)的输入端，所述电池管理模组(2)与锂电池组件(3)相连接，所述锂电池组件(3)输出端连接有电压监测模块(5)，电压监测模块(5)输出端连接有数据传输模块(6)；
所述太阳能供电模组(1)包括太阳能电池(11)、超级电容(12)和第一稳压模块(13)，所述太阳能电池(11)、超级电容(12)和第一稳压模块(13)包括二种可相互切换的连接模式：
模式一，太阳能电池(11)连接超级电容(12)，超级电容(12)连接电池管理模组(2)；
模式二，太阳能电池(11)与电池管理模组(2)之间通过并联的超级电容(12)和第一稳压模块(13)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效太阳能储能装置，其特征在于，所述电池管理模组(2)包括电池管理系统(22)、动态监测模块(24)和第二稳压模块(23)，所述电池管理系统(22)与太阳能供电模组(1)连接，电池管理系统(22)上连接有动态监测模块(24)用以监测所述太阳能供电模组(1)的电压，电池管理系统(22)还通过第二稳压模块(23)连有负载(4)。
3.根据权利要求1所述的一种高效太阳能储能装置，其特征在于，所述太阳能电池(11)包括直接带隙半导体，所述的太阳能电池(11)为柔性或刚性的薄膜太阳能电池。
4.根据权利要求1所述的一种高效太阳能储能装置，其特征在于，所述电压监测模块(5)与数据传输模块(6)有线或无线连接。
5.根据权利要求1所述的一种高效太阳能储能装置，其特征在于，所述壳体(71)顶部面板开有栅格栏(711)用于太阳能电池(11)光照充电，所述栅格栏(711)旁开有冷却槽(712)。
6.根据权利要求1所述的一种高效太阳能储能装置，其特征在于，所述壳体(71)侧边开有接口组，所述接口组上设有模式调节键(721)、电源开关(724)、输出接头(725)、USB接口(722)和天线接口(723)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720524240.0U CN206685952U (zh) | 2017-05-11 | 2017-05-11 | 一种高效太阳能储能装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720524240.0U CN206685952U (zh) | 2017-05-11 | 2017-05-11 | 一种高效太阳能储能装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206685952U true CN206685952U (zh) | 2017-11-28 |
Family
ID=60407466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720524240.0U Active CN206685952U (zh) | 2017-05-11 | 2017-05-11 | 一种高效太阳能储能装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206685952U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106998094A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-01 | 国家电网公司 | 一种高效太阳能储能装置 |
-
2017
- 2017-05-11 CN CN201720524240.0U patent/CN206685952U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106998094A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-01 | 国家电网公司 | 一种高效太阳能储能装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105391157B (zh) | 基于薄膜太阳能电池的长效一体化的电源系统及充电方法 | |
| CN203617954U (zh) | 一种新型风光储联合发电系统 | |
| CN202495893U (zh) | 一种便携式太阳能发电装置 | |
| CN204190691U (zh) | 太阳能电池电源管理控制器 | |
| CN101877494A (zh) | 太阳能储能系统及其方法 | |
| CN205212526U (zh) | 基于薄膜太阳能电池的长效一体化的电源系统 | |
| CN201733119U (zh) | 风光互补控制逆变一体机 | |
| CN203933138U (zh) | 一种用于WSNs传感器节点的新型太阳能双模供电装置 | |
| CN106998094A (zh) | 一种高效太阳能储能装置 | |
| CN202798105U (zh) | 通信基站风光互补智能控制系统 | |
| CN206685952U (zh) | 一种高效太阳能储能装置 | |
| CN202121531U (zh) | 太阳能光伏电源系统 | |
| CN201345555Y (zh) | 太阳能供电系统 | |
| CN104734326A (zh) | 太阳能供电与市电互补使用调控装置 | |
| CN101212145B (zh) | 光电幕墙光伏系统的电能补充方法和系统 | |
| CN203734367U (zh) | 通讯基站太阳能发电直流并网供电系统 | |
| CN102957189A (zh) | 一种风光互补发电系统 | |
| CN202616806U (zh) | 一种实现空调光伏系统供电待机的低压供电系统 | |
| CN202586478U (zh) | 一种光伏发电系统 | |
| CN202997587U (zh) | 智能微网分布式电源 | |
| CN202383223U (zh) | 节能型电力负载远程检测系统 | |
| CN202352792U (zh) | 便携式锂电池储能光伏发电装置 | |
| CN206685956U (zh) | 一种带数据传输的模块化小型太阳能储能装置 | |
| CN201504107U (zh) | 便携式户用太阳能光伏电源 | |
| CN202142889U (zh) | 一种太阳能充放电控制器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |