CN213693533U - 一种直通式光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种直通式光伏发电系统，包括太阳能发电模块、稳压模块、控制模块和若干个用电模块，所述发电模块与稳压模块电连接，所述稳压模块与控制模块电连接，所述控制模块分别与若干个用电模块电连接，所述太阳能发电模块包括太阳能发电板和固定支架，所述太阳能发电板转动连接在固定支架上，若干个所述用电模块包括家庭用电模块、户外用电模块、蓄电模块和并网模块，所述控制模块对于若干个用电模块的供电优先级从高到底依次是家庭用电模块、户外用电模块、蓄电模块和并网模块。本实用新型提供一种提高电能的利用率，将太阳能转动成的电能直接进行利用，并且将多余的电能再进行储存的一种直通式光伏发电系统。

Description

一种直通式光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电领域，具体讲是一种直通式光伏发电系统。

背景技术

太阳能作为一种可再生能源，是一种具有高价值开发潜力的能源，对于太阳能的开发利用上，现有技术主要采用太阳能光伏发电系统将太阳能转化为电能进行利用。

常规的光伏发电系统都是在太阳能发电模块进行发电后，先将电能储存起来，而后将储存起来的电能进行释放利用，该过程的主要目的是为了保证电能供应的稳定性，而随着科技的发展，稳压器、逆变器等部件的更换新代，已经可以做到太阳能在转化成电能的过程中保持电压的稳定性，但在传统的设计中并未利用该特点来提高电能的利用率，依旧采用先将电能储存起来，再进行释放使用的步骤，而该过程会造成能源在转化过程中的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提高电能的利用率，将太阳能转动成的电能直接进行利用，并且将多余的电能再进行储存的一种直通式光伏发电系统。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种直通式光伏发电系统，包括太阳能发电模块、稳压模块、控制模块和若干个用电模块，所述发电模块与稳压模块电连接，所述稳压模块与控制模块电连接，所述控制模块分别与若干个用电模块电连接，所述太阳能发电模块包括太阳能发电板和固定支架，所述太阳能发电板转动连接在固定支架上，若干个所述用电模块包括家庭用电模块、户外用电模块、蓄电模块和并网模块，所述控制模块对于若干个用电模块的供电优先级从高到底依次是家庭用电模块、户外用电模块、蓄电模块和并网模块。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在家庭用电模块与户外用电模块之前减少了蓄电模块，从而减少了从太阳能发电模块到蓄电模块中电能转化为化学能的过程，也减少了从蓄电模块到家庭用电模块、户外用电模块中化学能转化成电能的过程，通过减少这两个过程，减少了转化过程中的能源损耗，提高了电能的利用率，而后再将多余的电能传输到蓄电模块进行储存和传输到并网模块中进行分享利用，同时通过供电优先级的设计，可以保证用电的合理化，以优先满足使用者的自身使用需求，而后满足户外的公共需求，在满足该两项，实现了能源直接利用后，再通过蓄电模块进行能源的转化储存，便于后续的能源有效利用，也避免了在太阳能发电模块无法工作时，家庭用电模块与户外用电模块无法得到电源供给的情况，在上述的三个条件都得到满足的情况下，若太阳能发电模块电能过剩，就可以通过并网模块，将电能传输给电局，对过剩过能进行合理化利用，避免电能的浪费，而通过会转动的太阳能发电模块，可以使太阳能发电板在白天始终受到太阳的照射，使太阳能发电模块的发电量更大。

作为本发明的一种改进，所述蓄电模块与家庭用电模块电连接，通过所述改进，在夜间或者阴雨天时，太阳能发电模块无法进行发电，无法对家庭用电模块提供电能，此时，可以通过蓄电模块对家庭用电模块提供电能达到家庭用电模块的用电需求。

作为本发明的还有一种改进，所述蓄电模块与户外用电模块电连接，通过所述改进，在夜间或者阴雨天时，太阳能发电模块无法进行发电，无法对户外用电模块提供电能，此时，可以通过蓄电模块对户外用电模块提供电能达到户外用电模块的用电需求。

作为本发明的还有一种改进，所述蓄电模块包括多块蓄电池，每块蓄电池均与家庭用电模块、户外用电模块电连接，当一块蓄电池工作时，其它蓄电池停止工作，当一块蓄电池电能耗光时，启动另一块满载的蓄电池工作，通过所述改进，可以合理地利用蓄电模块，避免出现多块蓄电池同时工作、同时耗能的情况，容易造成电能的浪费，同时也避免了蓄电池在使用过程中，出现电能还未完全输出，又进行再次充电的情况，蓄电池的使用寿命是跟其充、放电次数息息相关的，而通过多块蓄电池的轮流使用，可以减少单块蓄电池的充、放电次数，从而延长了蓄电池的使用寿命。

作为本发明的还有一种改进，所述蓄电池在电能耗光后，再进行充电，通过所述改进，不仅可以有效的利用蓄电池中的电能，避免浪费，还可以减少蓄电池的充电次数，提高蓄电池的使用寿命。

作为本发明的还有一种改进，多个所述蓄电池依固定顺序进行耗能，通过所述改进，保证每一个蓄电池的有效使用，避免排序靠后的蓄电池出现长时间不使用，性能退化的情况，而排序靠前的蓄电池因使用频率过高，提前损坏的情况，依固定顺序进行耗能，可以保证每一块蓄电池的有效利用，又能避免排序靠前的蓄电池使用频率进高，提前老化的情况。

作为本发明的还有一种改进，所述固定支架上转动连接一转动杆，所述转动杆的一端通过轴承转动连接在固定支架上，所述转动杆的另一端与太阳能发电板固定连接，通过所述改进，可以实现太阳能发电板的转动，以确保太阳能发电板的高效发电，通过轴承的设计可以保证太阳能发电板在转动过程中的连贯性和转动杆在安装时的稳定性。

作为本发明的还有一种改进，所述转动杆靠近固定支架的一端设有传动齿轮，所述传动齿轮通过驱动齿轮传动连接在一电机上，通过所述改进，可以通过电机驱动转动杆进行转动，同时电机不需要对转动杆进行直接的支撑，转动杆上安装有太阳能发电板，若电机对转动杆进行直接驱动，电机在驱动的同时，还需要起到对转动杆和太阳能发电板的支撑作用，电机在该情况下进行驱动，极易损坏，从而通过蜗轮蜗杆传动的方式进行驱动转动杆转动，可以避免电机快速受损的情况。

作为本发明的还有一种改进，所述固定支架上固定有光敏电阻，所述光敏电阻与电机通过控制模块电连接，所述光敏电阻用于控制电机的转动，通过所述改进，通过光敏电阻对太阳光的感应，实现对电机的控制，驱动电机转动，进而使太阳能发电板转向光照的方向。

作为本发明的还有一种改进，所述固定支架上还设有两个到位开关，所述转动杆上设有与两个到位开关配合的到位触杆，两个所述到位开关用于控制电机的停止，通过所述改进，可以保证支撑杆的转动角度，避免转动过度，进而保证太阳能光伏发电板的转动角度，使其处于一个较高发电效率的角度。

附图说明

图1是本发明整体流程示意图。

图2是本发明太阳能发电模块剖视结构示意图。

图3是本发明太阳能发电模块俯视剖视结构示意图。

图中所示：1、太阳能发电模块，1.1、太阳能发电板，1.2、固定支架，2、稳压模块，3、控制模块、4、家庭用电模块，5、户外用电模块，6、蓄电模块，6.1、蓄电池，7、并网模块，8、转动杆，9、轴承，10、传动齿轮，11、电机，12、光敏电阻，13、到位开关，14、触杆，15、驱动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

如图1所示，一种直通式光伏发电系统，包括太阳能发电模块1、稳压模块2、控制模块3和若干个用电模块，所述发电模块与稳压模块2电连接，所述稳压模块2与控制模块3电连接，所述控制模块3分别与若干个用电模块电连接，若干个所述用电模块包括家庭用电模块4、户外用电模块5、蓄电模块6和并网模块7，所述控制模块3对于若干个用电模块的供电优先级从高到底依次是家庭用电模块4、户外用电模块5、蓄电模块6和并网模块7，所述蓄电模块6与家庭用电模块4电连接，所述蓄电模块6与户外用电模块5电连接。

上述太阳能发电模块1包括太阳能发电板1.1和固定支架1.2，所述太阳能发电板1.1转动连接在固定支架1.2上，所述固定支架1.2上转动连接一转动杆8，所述转动杆8的一端通过轴承9转动连接在固定支架1.2上，所述转动杆8的另一端与太阳能发电板1.1固定连接，所述转动杆8靠近固定支架1.2的一端设有传动齿轮10，所述传动齿轮10通过驱动齿轮15传动连接在一电机11上，所述固定支架1.2上固定有光敏电阻12，所述光敏电阻12与电机11通过控制模块3电连接，所述光敏电阻12用于控制电机11的转动，其控制电路可参照CN208988434U专利中的电路图，该专利与本发明的电路执行原理相同，均为通过光敏电阻12来控制电机11的正反转以实现最终目的，所述固定支架1.2上还设有两个到位开关13，所述转动杆8上设有与两个到位开关13配合的到位触杆14，两个所述到位开关13用于控制电机11的停止，同时在CN208988434U的专利中，SA和SB两个行程开关相当于本发明中的两个到位开关13，根据家庭用电模块4的使用需求采用不同规格的太阳能发电板1.1。

在使用过程中，光敏电阻12安装到一个采光良好，不会与太阳能发电板1.1发生干涉的位置，一个光敏电阻12可以同时作用于多块太阳能发电板1.1，光敏电阻12的采光方向朝向东方，当光照射在光敏电阻12上时，并且光照强度够高时，转动杆8会带动太阳能发电板1.1进行向太阳光的方向进行转动，当触杆14接触到到位开关13时，转动杆8停止转动；当光无法照射到光敏电阻12上或者照射到光敏电阻12上的强度不够时，转动杆8会带动太阳能发电板1.1进行反向转动，当触杆14接触到另一到位开关13时，转动杆8停止转动，实现太阳能发电板1.1由东向西转动的目的，从而实现太阳能发电板1.1可以在整个白天都具有较高的发电效率的目的。

稳压模块2主要为光伏稳压器，用于太阳能发电的稳压，保证电压的稳定性，避免家庭用电模块4与户外用电模块5的电压的情况，保证电器的稳定使用，同时根据用户的使用需求，稳压模块2中还可以增加逆变器、变压器等功能部件，以满足用户不同的使用要求。

上述家庭用电模块4主要为家用电器，户外用电模块5主要为路灯、墙灯、显示屏等，家庭用电模块4和户外用电模块5在与太阳能发电模块1电连接的同时，还与电局的电网进行连接，但家庭用电模块4与户外用电模块5的优先级用电为太阳能发电模块1的电能，在太阳能发电模块1、蓄电模块6均无法为家庭用电模块4、户外用电模块5供电时，才会从电局的供电系统进行取电使用，故而就算是太阳能发电模块1无法提供电能，也不会影响用户和户外的用电。

所述蓄电模块6包括三块蓄电池6.1，每块蓄电池6.1均与家庭用电模块4、户外用电模块5电连接，当一块蓄电池6.1工作时，其它蓄电池6.1停止工作，当一块蓄电池6.1电能耗光时，启动另一块满载的蓄电池6.1工作，所述蓄电池6.1在电能耗光后，再进行充电，三个所述蓄电池6.1依固定顺序进行耗能。

上述并网模块7是指国家提供的并网政策，当民用发电量大于民用需求时，将收购多余的发电量，并提供报酬，同时并网模块7也是电能利用率最低的模块，在并网模块7中，需要将电能变压成附合电基站要求的电压，同时在电能输送过程中，在电线的耗能也相当大，故而并网模块7是民用的太阳能发电中利用率和性价比最低的方式，将其优先级排在最后。

在使用过程中，主要依靠控制模块3实现电能的有效分配，首先电能的第一优先级供给对象为家庭用电模块4，第二优先级供给对象为户外用电模块5，家庭用电模块4与户外用电模块5均为对电能的直接使用，在稳压模块2稳压过后，电能可以进行直接利用，减少了转化的过程，提高了电能的利用率；第三优先级供给对象为蓄电模块6，蓄电模块6包括三个蓄电池6.1，在满足家庭用电模块4与户外用电模块5用电需求的情况下，控制模块3将电能供给到蓄电模块6中，进行电能的储存，三个蓄电池6.1为并联连接，三个蓄电池6.1之间互不干涉，均通过控制模块3控制三个蓄电池6.1的使用状态。

例如，当第一个蓄电池6.1工作时，第二个蓄电池6.1与第三个蓄电池6.1均处于休息状态，直至第一个蓄电池6.1电能消耗到无法满足用电需求时，关闭第一个蓄电池6.1的电能输出，开启第二个蓄电池6.1的电能输出，而后在第二个蓄电池6.1电能消耗到无法满足用电需求时，关闭第二个蓄电池6.1的电能输出，开启第三个蓄电池6.1的电能输出，在第三个蓄电池6.1电能输出消耗到无法满足用电需求时，关闭第三个蓄电池6.1的电能输出，采用电局的供电系统的电能。

当其中一个蓄电池6.1的电能未完全消耗，其它两个蓄电池6.1处于满电能的情况下，太阳能发电模块1又可以进行供电时，第一个蓄电池6.1停止电能的输出，同时太阳能发电模块1也不对蓄电模块6进行供电，将多余电能输送给并网模块7中。

当其中一个蓄电池6.1的电能未完全消耗，另两个蓄电池6.1中有一个或者两个均无电能时，太阳能发电模块1又可以进行供电时，未完全消耗的蓄电池6.1不进行充电，但对另两个蓄电池6.1中无电能的蓄电池6.1进行充电。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (7)

1.一种直通式光伏发电系统，其特征在于：包括太阳能发电模块（1）、稳压模块（2）、控制模块（3）和若干个用电模块，所述发电模块与稳压模块（2）电连接，所述稳压模块（2）与控制模块（3）电连接，所述控制模块（3）分别与若干个用电模块电连接，所述太阳能发电模块（1）包括太阳能发电板（1.1）和固定支架（1.2），所述太阳能发电板（1.1）转动连接在固定支架（1.2）上，若干个所述用电模块包括家庭用电模块（4）、户外用电模块（5）、蓄电模块（6）和并网模块（7），所述控制模块（3）对于若干个用电模块的供电优先级从高到底依次是家庭用电模块（4）、户外用电模块（5）、蓄电模块（6）和并网模块（7），所述蓄电模块（6）与家庭用电模块（4）电连接，所述蓄电模块（6）与户外用电模块（5）电连接，所述蓄电模块（6）包括多块蓄电池（6.1），每块蓄电池（6.1）均与家庭用电模块（4）、户外用电模块（5）电连接，当一块蓄电池（6.1）工作时，其它蓄电池（6.1）停止工作，当一块蓄电池（6.1）电能耗光时，启动另一块满载的蓄电池（6.1）工作。

2.根据权利要求1所述的一种直通式光伏发电系统，其特征在于：所述蓄电池（6.1）在电能耗光后，再进行充电。

3.根据权利要求2所述的一种直通式光伏发电系统，其特征在于：多个所述蓄电池（6.1）依固定顺序进行耗能。

4.根据权利要求1所述的一种直通式光伏发电系统，其特征在于：所述固定支架（1.2）上转动连接一转动杆（8），所述转动杆（8）的一端通过轴承（9）转动连接在固定支架（1.2）上，所述转动杆（8）的另一端与太阳能发电板（1.1）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种直通式光伏发电系统，其特征在于：所述转动杆（8）靠近固定支架（1.2）的一端设有传动齿轮（10），所述传动齿轮（10）通过驱动齿轮（15）传动连接在一电机（11）上。

6.根据权利要求5所述的一种直通式光伏发电系统，其特征在于：所述固定支架（1.2）上固定有光敏电阻（12），所述光敏电阻（12）与电机（11）通过控制模块（3）电连接，所述光敏电阻（12）用于控制电机（11）的转动。

7.根据权利要求5所述的一种直通式光伏发电系统，其特征在于：所述固定支架（1.2）上还设有两个到位开关（13），所述转动杆（8）上设有与两个到位开关（13）配合的到位触杆（14），两个所述到位开关（13）用于控制电机（11）的停止。

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