CN212784786U - 一种船用小功率离网光伏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用小功率离网光伏系统，包括多组光伏组件阵列，多组所述光伏组件阵列与光伏控制器的输入端相连接；所述光伏控制器的输出端分别与逆变器和锂电池组相连接；所述锂电池组与逆变器通过线路相连接；所述船电系统通过充电机与锂电池组相连接；所述逆变器的输出端与船用负载相连接。本实用新型通过多组光伏组件阵列、光伏控制器、逆变器和锂电池组可以最大限度利用光伏能源，不仅结构简单还能改善船员生活环境，降低船舶的运营成本，在船舶正常航行时，减少船舶柴油发电机组的电能输出，从而降低油耗；在船舶停航时，关停柴油发电机组可实现污染物零排放，也降低了船舶噪音。

Description

一种船用小功率离网光伏系统

技术领域

本实用新型属于太阳能发电技术领域，尤其涉及一种船用小功率离网光伏发电系统。

背景技术

随着改革开放，我国航运业有了很大的发展。但是航运存在很多不容忽视的问题，尤其是运输船舶的污染物排放带来的环境问题。现在环境保护日益收到社会的关注，必须从水运可持续发展的角度，来降低船舶的燃油消耗，减少大气污染物的排放，改善水域和沿海城市环境。

世界各国加快了对清洁新能源的开发利用，太阳能因其清洁无污染、分布广泛是目前开发利用最为广泛的清洁能源。目前国内外都在开发应用于船舶平台上的太阳能光伏发电系统，太阳能船舶成为最有发展潜力和应用前景的绿色船舶技术之一。

但是，目前用于船舶上的离网光伏系统本身结构复杂，运营成本高居不下不太适合船舶正常小功率生活负载的运用，因此，如何实现应用于船舶小功率的离网光伏发电系统

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、运营成本低的船用小功率离网光伏系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种船用小功率离网光伏系统，包括多组光伏组件阵列，多组所述光伏组件阵列与光伏控制器的输入端相连接；所述光伏控制器的输出端分别与逆变器和锂电池组相连接；所述锂电池组与逆变器通过线路相连接；所述船电系统通过充电机与锂电池组相连接；所述逆变器的输出端与船用负载相连接。

作为本实施例的优选，还包括能量管理装置；所述光伏控制器、逆变器和锂电池组均通过RS485接口与能量管理装置进行通信连接。

作为本实施例的优选，在所述锂电池组的输入端设置有充电继电器，所述光伏控制器和充电机的输出端均与充电继电器相连接。

作为本实施例的优选，在所述锂电池组的输出端设置有放电继电器，所述放电继电器与逆变器相连接。

作为本实施例的优选，所述能量管理装置输出控制信号控制所述充电继电器和放电继电器的工作状态。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的船用小功率离网光伏系统，通过多组光伏组件阵列、光伏控制器、逆变器和锂电池组可以最大限度利用光伏能源，不仅结构简单还能改善船员生活环境，降低船舶的运营成本。

(2)本实用新型提供的船用小功率离网光伏系统，在不改变原有船舶电网结构的前提下，通过加装本光伏发电系统，在船舶正常航行时，减少船舶柴油发电机组的电能输出，从而降低油耗；在船舶停航时，关停柴油发电机组可实现污染物零排放，也降低了船舶噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一种船用小功率离网光伏系统的整体结构示意图；

附图标记：

1、光伏组件阵列；2、光伏控制器；3、逆变器；4、锂电池组；5、船电系统；6、充电机；7、能量管理装置；KM₁、充电继电器；KM₂、放电继电器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1所示，本实用新型实施例提供一种船用小功率离网光伏系统，具体包括多组光伏组件阵列1，多组光伏组件阵列1与光伏控制器2的输入端相连接，光伏控制器2的输出端分别与逆变器3和锂电池组4相连接。锂电池组4与逆变器3通过线路相连接，船电系统5通过充电机6与锂电池组4相连接，逆变器3的输出端与船用负载(图中未标示)相连接。在本实施例中，光伏组件阵列1将太阳能转化为直流电经光伏控制器2进行最大功率跟踪输出，输出的电能可经逆变器3后向选定负载供电，也可对锂电池组充电。其中，光伏控制器2用于对多组光伏组件阵列1的输出电能进行DC/DC变换和稳压，输出稳定的DC48V/50Hz电能。当光照充足的情况下，锂电池组4储存太阳能发电的富余电能，当太阳能发电不足时，蓄电池组4输出直流电通过离网逆变器3，将输出的直流电逆变成交流电向负载供电。进一步的逆变器3输出端连接负载配电板(图中未标示)，通过配电板与选定负载连接。

在本实施例中，离网光伏发电系统作为船上部分照明、生活设施和船舶通讯设备的主要电源。在船舶正常航行且光照充足的情况下，光伏组件阵列1输出功率大于选定负载功率时，光伏控制器2直接向逆变器3输电，富余的电能充入锂电池组4；光照不足或夜晚时，可由蓄电池组4放电，同时向负载供电直至蓄电池电量下降至设定底限值，逆变器3自动切换至船电系统向选定负载供电。船舶停航关停柴油发电机组时，光伏发电向蓄电池组4充电，并由蓄电池组4逆变后向负载供电，直至蓄电池放电至设定底限，系统自动保护停止供电。当长时间阴雨天气时，可通过充电机6由船电系统5给蓄电池充电，以避免蓄电池因长期处于亏电状态而影响电池寿命。

在本实施例中，还设置有能量管理装置7，光伏控制器2、逆变器3和锂电池组4均通过RS485接口与能量管理装置7进行通信连接。锂电池组4的输入端设置有充电继电器KM₁，光伏控制器2和充电机6的输出端均与充电继电器KM₁相连接。在锂电池组4的输出端设置有放电继电器KM₂，放电继电器KM₂与逆变器3相连接。能量管理装置7通过监测蓄电池组4的工作状态和光伏组件阵列1的输出电能控制充电继电器KM₁和放电继电器KM₂的通断来控制蓄电池组4的充放电状态。在光照充足的情况下，储存太阳能发电的富余电能，当太阳能发电不足时，蓄电池组4输出直流电通过离网逆变器3将输出的直流电逆变成交流电。

具体的，在本实施例中，船舶正常航行且辐照充足时，输出的电能直接向逆变器3输电，同时通过能量管理装置7控制使充电继电器KM₁闭合，对锂电池组4充电，能量管理装置7对采集过来的锂电SOC进行判断，当充电至设定充电上限后充电继电器KM1自动断开；光照不足或夜晚时，光伏组件阵列1的输出功率小于选定负载所需功率，通过能量管理装置7控制使锂电池组4放电继电器KM₂闭合，由锂电池组4输电，经逆变后向选定负载供电，能量管理装置对采集的锂电SOC进行判断，当锂电池放电至设定底限时，能量管理装置控制使KM₂自动断开，锂电池停止供电，系统自动切换至船电旁路供电。

船舶停泊时,可以关停柴油发电机组。光照充足时，光伏发电向负载供电的同时向锂电池充电；光照不足时，能量管理装置将采集到的光伏发电数据和逆变器输出侧负载所需功率数据进行比较，如果光伏发电输出功率小于负载所需功率，能量管理装置7输出控制信号，使充电继电器KM₁断开、放电继电器KM₂闭合，光伏控制器2和锂电池组4联合向逆变器3输电；夜晚时，锂电池组单独向逆变器输电。当长期阴雨天光照不足时，可以启动柴油发电机组由充电机向蓄电池充满电后向负载供电。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限定本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种船用小功率离网光伏系统，包括多组光伏组件阵列(1)，其特征在于：多组所述光伏组件阵列(1)与光伏控制器(2)的输入端相连接；所述光伏控制器(2)的输出端分别与逆变器(3)和锂电池组(4)相连接；所述锂电池组(4)与逆变器(3)通过线路相连接；船电系统(5)通过充电机(6)与锂电池组(4)相连接；所述逆变器(3)的输出端与船用负载相连接。

2.根据权利要求1所述的一种船用小功率离网光伏系统，其特征在于：还包括能量管理装置(7)；所述光伏控制器(2)、逆变器(3)和锂电池组(4)均通过RS485接口与能量管理装置(7)进行通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种船用小功率离网光伏系统，其特征在于：在所述锂电池组(4)的输入端设置有充电继电器(KM₁)，所述光伏控制器(2)和充电机(6)的输出端均与充电继电器(KM₁)相连接。

4.根据权利要求3所述的一种船用小功率离网光伏系统，其特征在于：在所述锂电池组(4)的输出端设置有放电继电器(KM₂)，所述放电继电器(KM₂)与逆变器(3)相连接。

5.根据权利要求4所述的一种船用小功率离网光伏系统，其特征在于：所述能量管理装置(7)输出控制信号控制所述充电继电器(KM₁)和放电继电器(KM₂)的工作状态。

Images