CN217240337U - 离网式光伏系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种离网式光伏系统，包括：将太阳能转换成电能，并将转换后得到的电能输出至中继存储组件的光伏组件；存储光伏组件输出的电能，并将存储的电能输出至二级存储组件的中继存储组件；存储中继存储组件输出的电能，并向外部负载供电的二级存储组件；中继存储组件连接光伏组件和二级存储组件；二级存储组件连接外部负载。上述离网式光伏系统，可以将辐照充足时过剩的电量存储起来，以避免辐照不充足时电能供给不足，不需要通过电网补充电量即可实现向外部负载的持续供电，有利于提高系统的供电可靠性。

Description

离网式光伏系统

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，特别是涉及一种离网式光伏系统。

背景技术

随着世界能源需求的持续增长和环境污染问题的日益严重，开发新能源和可再生能源受到世界各国的重视。在此背景下，将太阳能转换为电能的光伏发电技术得到了迅速的发展。其中，光伏系统主要包括离网式光伏系统和并网式光伏系统。得益于不需要远距离传输电能，传输损失较小等优势，离网式光伏系统得到了广泛的应用。

传统的离网式光伏系统，配置光伏组件将太阳能转换为电能，实时供给至负载。然而，光伏组件的电能转换依赖于太阳光，其发电是即时性的，而负载的用电需求却是波动性的。因此，传统的离网式光伏系统，可能出现太阳能不足时，负载需要用电，但光伏组件却无法提供电能的情况，存在供电可靠性差的缺点。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种可以提高供电可靠性的离网式光伏系统。

一种离网式光伏系统，包括：

将太阳能转换成电能，并将转换后得到的电能输出至中继存储组件的光伏组件；

存储所述光伏组件输出的电能，并将存储的电能输出至二级存储组件的所述中继存储组件；

存储所述中继存储组件输出的电能，并向外部负载供电的所述二级存储组件；

所述中继存储组件连接所述光伏组件和所述二级存储组件；所述二级存储组件连接所述外部负载。

在其中一个实施例中，所述光伏组件包括负载单元和光伏电池单元；所述负载单元连接所述光伏电池单元；所述负载单元与所述中继存储组件并联。

在其中一个实施例中，所述光伏组件还包括保护单元；所述保护单元与所述光伏电池单元串联。

在其中一个实施例中，所述光伏电池单元由两个以上的光伏电池串联而成；各所述光伏电池的短路电流为4A～6A，开路电压为5V～5.6V。

在其中一个实施例中，所述中继存储组件包括中继储能单元、中继控制单元和中继开关单元；所述中继储能单元通过所述中继开关单元连接所述光伏组件；所述中继控制单元连接所述中继储能单元和所述中继开关单元；所述中继储能单元连接所述二级存储组件。

在其中一个实施例中，所述中继存储组件还包括第一防反充单元；所述第一防反充单元与所述中继储能单元串联。

在其中一个实施例中，所述二级存储组件包括二级储能单元、二级控制单元和二级开关单元；所述二级储能单元通过所述二级开关单元连接所述中继存储组件；所述二级控制单元连接所述二级储能单元和所述二级开关单元；所述二级储能单元还连接外部负载。

在其中一个实施例中，所述二级存储组件还包括第二防反充单元；所述第二防反充单元与所述二级储能单元串联。

在其中一个实施例中，所述离网式光伏系统还包括稳压组件；所述稳压组件连接所述光伏组件和所述中继存储组件。

在其中一个实施例中，所述光伏组件和所述中继存储组件的数量为至少两个，各所述光伏组件与各所述中继存储组件一一对应；各所述中继存储组件分别连接对应的光伏组件和所述二级存储组件。

上述离网式光伏系统，配置中继存储组件存储光伏组件输出的电能，并将存储的电能输出至二级存储组件，配置二级存储组件存储中继存储组件输出的电能，并向外部负载供电，可以将辐照充足时过剩的电量存储起来，以避免辐照不充足时电能供给不足，不需要通过电网补充电量即可实现向外部负载的持续供电，有利于提高系统的供电可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述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申请的一些实施例，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为一实施例中离网式光伏系统的组成框图；

图2为一实施例中光伏组件的封装结构示意图；

图3为另一实施例中离网式光伏系统的组成框图；

图4为一实施例中离网式光伏系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

近年来，随着石油、煤炭、天然气等化石能源带来的环境污染问题，以及能源储量消耗问题，人们越来越关注可持续利用的清洁能源，例如太阳能。将太阳能转换为电能的光伏系统包括集中式光伏系统和分布式光伏系统：集中式光伏系统包括大型地面电站，其本质是通过光伏组件组成的光伏阵列，将光伏阵列所在区域的辐照转换成电能并传输到国家电网，集中式光伏系统具有成本低，便于统一管理和维护的优点，在人口密度小且辐照充足的地区比较适用，可以高效解决工厂生产等大规模用电的需求；分布式光伏系统包括小型屋顶电站，其本质是在屋顶上安装光伏组件，将屋顶区域的辐照转换成电能并传输到国家电网，与国家电网形成互补供电。实际上，社会生活中存在更多的是分散的小规模用电，比如家庭用电、岗亭执勤用电等。有些地区远离电网，用电需求也比较小，而建设电网的成又相对较高，从降低成本的角度考虑，采用光伏供电无疑是更明智的选择。而离网式光伏系统可以不依存电网，灵活运用在任何地区，并且不需要对外传输电能，不存在远距离传输损失。基于此，本申请提出一种离网式光伏系统，通过离网加储能的设计，可以将辐照充足时过剩的电量存储起来，以避免辐照不充足时电能供给不足，不需要通过电网补充电量即可实现向外部负载的持续供电，有利于提高系统的供电可靠性。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种离网式光伏系统，包括光伏组件100、中继存储组件300和二级存储组件400；中继存储组件300连接光伏组件100和二级存储组件400；二级存储组件400连接外部负载。

其中，光伏组件100是可以将太阳能转换成电能的电路组件。光伏组件100的具体类型和规格可以根据实际用电需求确定，若外部负载的用电需求大，则使用输出功率较大的光伏组件，反之，使用输出功率较小的光伏组件。例如，光伏组件100的输出性能要求可以是：在-10℃～35℃温度，500W/mm²～1000W/mm²的水平辐照度环境下，输出电流范围2A～9A，输出电压范围3.6V～6.4V，工作温度不大于60℃。中继存储组件300和二级存储组件400是包含储能单元，可以实现充电和放电的电路组件。该存储单元，可以是各类电池或储能电容等。

在一个实施例中，如图2所示，光伏组件100外部包裹有封装胶膜1，封装胶膜1的外侧设置有透光结构件2。该封装胶膜1的材质可以是EVA(Ethylene Vinyl AcetateCopolymer，乙烯-醋酸乙烯共聚物)或POE(polyolefin thermoplastic elastomer，聚烯烃热塑性弹性体)，可以降低紫外光波对光伏组件100的损伤。该透光结构件2可以是光伏玻璃或透明陶瓷，形成光伏组件100的框架，起到支撑的作用。进一步的，该透光结构件2的透光率要求＞80％，常用厚度为2mm～4mm。需要说明的是，透光结构件2的厚度可以根据光伏组件100的安装环境灵活选择，例如，若光伏组件100安装于地面，可以选择厚度较大的透光结构件2。在光伏组件100的外部设置封装胶膜1和透光结构件2，不仅可以保护光伏组件100，还能便于光伏组件100的安装。

具体的，光伏组件100将太阳能转换成电能，并将转换后得到的电能输出至中继存储组件300；中继存储组件300存储光伏组件100输出的电能，并将存储的电能输出至二级存储组件400；二级存储组件400存储中继存储组件300输出的电能，并向外部负载供电。

上述离网式光伏系统，配置中继存储组件存储光伏组件输出的电能，并将存储的电能输出至二级存储组件，配置二级存储组件存储中继存储组件输出的电能，并向外部负载供电，一方面，可以将辐照充足时过剩的电量存储起来，以避免辐照不充足时电能供给不足，不需要通过电网补充电量即可实现向外部负载的持续供电，有利于提高系统的供电可靠性。另一方面，通过设计两级存储组件，分别连接光伏组件和外部负载，相当于将充电和放电分隔开，有利于提高储能单元的使用效率。

在一个实施例中，如图3所示，离网式光伏系统还包括稳压组件200；该稳压组件200连接光伏组件100和中继存储组件300。

其中，稳压组件200是在输入电压波动或负载发生改变时仍能保持输出电压基本不变的电路组件。该稳压组件200的具体电路类型并不唯一，例如可以是线性稳压组件或开关稳压组件，可以是串联型稳压组件或并联型稳压组件。在一个实施例中，如图4中，稳压组件200包括稳压二极管D1，该稳压二极管D1的阳极连接光伏组件100的输出负极，该稳压二极管D1的阴极连接光伏组件100的输出正极。该稳压二极管D1的具体参数可以根据输出电压需求确定。例如，稳压二极管D1的稳定电压可以为3.7V～4.2V，当光伏组件100输出电压大于稳定电压时，稳压二极管D1导通，中继存储组件300的充电电压降低，不再继续充电，从而避免充电电压过大，起到保护电路的作用。

上述实施例中，配置稳压组件200可以确保中继存储组件300的充电电压稳定性，有利于提高离网式光伏系统的使用安全性。

可以理解，为减小光伏组件100的尺寸，可以使用多个相对独立的光伏组件100。在一个实施例中，请继续参考图3，光伏组件100和中继存储组件300的数量为至少两个，各光伏组件100与各中继存储组件300一一对应；各中继存储组件300分别连接对应的光伏组件100和二级存储组件400。

其中，各光伏组件100的电路构成可以相同，也可以不相同。中继存储组件300的电路构成与其对应的光伏组件100匹配，具体包括：中继存储组件300的充电电压需求与光伏组件100的输出电压匹配；中继存储组件300的额定电量与光伏组件100的输出功率匹配。

具体的，各光伏组件100将太阳能转换成电能，并将转换后得到的电能输出至对应的中继存储组件300，由各中继存储组件300将存储的电能输出至二级存储组件400。进一步的，如图3所示，离网式光伏系统还可以包括至少两个稳压组件200，各稳压组件200也与各中继存储组件300一一对应，各光伏组件100通过对应的稳压组件200连接中继存储组件300。

上述实施例中，通过配置多组光伏组件100及其对应的中继存储组件300，可以使用小开压光伏组件作为初始转换电能单元，具有尺寸小方便安装的优点。另外，由于每个小光伏组件之间独立，相互之间没有影响，适用于复杂的应用环境，并且小开压的光伏组件安全性高，可以安装在建筑表面，甚至能够替代建筑材料，有利于提高离网式光伏系统的灵活性，扩展离网式光伏系统的应用场景。

在一个实施例中，如图4所示，光伏组件100包括负载单元102和光伏电池单元101；负载单元102连接光伏电池单元101；负载单元102与中继存储组件300并联。

其中，光伏电池单元101是包含光伏电池，可以将太阳能转换成电能的电路单元。该光伏电池的数量，可以是一个或多个，例如可以是4个、6个、7个或8个。在一个实施例中，光伏电池单元101由两个以上的光伏电池串联而成；各光伏电池的短路电流为4A～6A，开路电压为5V～5.6V，以便于光伏组件100的小尺寸设计，提高离网式光伏系统的安装便利性。如图4中，光伏电池单元101包括依次串联的四个光伏电池，分别为光伏电池A1、光伏电池A2、光伏电池A3和光伏电池A4。该光伏电池的类型，可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅型电池，光伏电池的尺寸，可以根据实际安装位置的空间大小灵活设置，总之，本申请对光伏电池的具体类型和尺寸均不作限定。在一个实施例中，光伏电池的转换效率＞18％，辐照60KW.h功率衰减小于0.5％，以确保较高的能量转换效率。

进一步的，负载单元102是包括负载电阻，可以控制光伏组件100的输出电压的电路单元。该负载电阻的数量可以是一个或多个，多个负载电阻的连接方式，可以是串联、并联或混联。该负载电阻的类型可以是定值电阻或可变电阻。如图4中，负载单元102包括负载电阻R1，负载电阻R1还与稳压二极管D1并联，也即，负载单元102还与稳压组件200并联。

具体的，光伏电池单元101将太阳能转换成电能，并将得到的电能输出至下级的中继存储组件300。光伏电池作为电源与一般意义的电源不同(比如蓄电池)，光伏电池的输出电压和输出电流与负载值相关，通常用光伏IV曲线表征，只有当负载等于光伏电池的Pmax条件下的负载时，光伏电池才能够输出最大功率。例如，逆变器中的MPPT(Maximum PowerPoint Tracking，最大功率点跟踪)就是通过不断调整光伏系统的负载，来确保光伏电站始终输出最大功率。基于此，通过调节与中继存储组件300并联的负载单元102的阻值，就可以调节输出至中继存储组件300的电压，确保光伏组件100的输出电压满足中继存储组件300的充电电压需求。另一方面，负载单元102还可以在中继存储组件300充电完成后，消耗光伏电池单元101产生的多余电能，避免光伏电池作为内耗负载。

上述实施例中，在光伏组件100中配置与中继存储组件300并联的负载单元102，可以在保护光伏电池的同时，确保光伏组件100的输出电压满足中继存储组件300的充电电压需求，有利于进一步提高离网式光伏系统的可靠性。此外，与传统的MPPT方式相比，使用负载单元102控制光伏组件100的输出电压，有利于降低离网式光伏系统的成本。

在一个实施例中，请继续参考图4，光伏组件100还包括保护单元103；该保护单元103与光伏电池单元101串联。

其中，保护单元103是包括保护电阻，可以限制光伏组件100的输出电压的电路单元。该保护电阻的数量可以是一个或多个，多个保护电阻的连接方式，可以是串联、并联或混联。如图4中，保护单元103包括保护电阻R2。

具体的，由于保护单元103与光伏电池单元101串联，可以限制光伏电池单元101的输出电压，以免电压过大破坏中继存储组件300中的储能单元。另一方面，与负载单元102类似，保护单元103还可以在中继存储组件300充电完成后，消耗光伏电池单元101产生的多余电能，避免光伏电池作为内耗负载。

上述实施例中，在光伏组件100中配置与光伏电池单元101串联的保护单元103，可以在保护光伏电池的同时，限制光伏组件100的输出电压，有利于进一步提高离网式光伏系统的可靠性。

在一个实施例中，如图4所示，中继存储组件300包括中继储能单元301、中继控制单元302和中继开关单元303；该中继储能单元301通过中继开关单元303连接光伏组件100；中继控制单元302连接中继储能单元301和中继开关单元303；中继储能单元301连接二级存储组件400。

其中，中继储能单元301具体通过中继开关单元303连接光伏组件100的负载单元102。如图4所示，中继储能单元301的第一端连接中继开关单元303的第一端，中继开关单元303的第二端连接负载单元102的第一端，中继储能单元301的第二端连接负载单元102的第二端。中继储能单元301可以是包括各类储能电池或储能电容，可以储存电能的电路单元。中继控制单元302是包含采样电路和控制芯片，可以采集中继储能单元301的实时电压，并根据该实时电压控制中继开关单元303的通断的电路单元。该控制芯片的具体类型并不唯一，例如可以是MCU(Microcontroller Unit，单片机)芯片、DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)芯片或FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)芯片。中继开关单元303是包括开关器件，可以使电路断开或导通的电路单元。该开关器件的具体类型并不唯一，例如可以是微动开关、船型开关、钮子开关或拨动开关等。

具体的，中继控制单元302检测中继储能单元301的实时电压，当中继储能单元301的实时电压达到预设的充电截止电压时，控制中继开关单元303断开，中继储能单元301不再充电，以避免中继储能单元301过充损伤；当中继储能单元301的实时电压达到预设的放电截止电压时，控制中继开关单元303闭合，中继储能单元301开始充电；当中继储能单元301的实时电压达到预设的短路电压时，控制中继开关单元303断开，避免短路。

可以理解，在离网式光伏系统包括多组光伏组件100和中继存储组件300的情况下，可以使用相对容量较小的电池作为中继储能单元301。例如，在一个实施例中，中继储能单元301包括小容量蓄电池，该小容量蓄电池的容量为1000～5000mA.h，标准放电电压为3.7V，充电截止电压为4.2V，放电截止电压为2.8V。在该实施例的情形下，当蓄电池电压达到4.2V时，中继控制单元302控制中继开关单元303断开，蓄电池不再继续充电；当蓄电池电压低于2.8V时，中继控制单元302控制中继开关单元303闭合，蓄电池开始充电；当蓄电池电压低于0.3V时，中继控制单元302控制中继开关单元303断开，防止电池短路。

在一个实施例中，中继存储组件300还包括第一防反充单元304；该第一防反充单元304与中继储能单元301串联。

其中，第一防反充单元304是指包括单向导通电路，可以实现电流单向导通的电路单元。该单向导通电路的具体构成并不唯一，例如可以利用运算放大器构成单向比较器，实现电路的单相导通，也可以利用二极管的单相导通性能，实现电路的单相导通。如图4中，第一防反充单元304包括与中继储能单元301反向串联的二极管D2。

具体的，利用第一防反充单元304的单向导通特性，可以确保中继储能单元301的电能不会反向传输，防止电流反充，进而提升电路的可靠性。

上述实施例中，即是提供了中继存储组件300的具体电路构成，可以提高中继存储组件300的使用安全性，进而提升离网式光伏系统的使用安全性。

在一个实施例中，请继续参考图4，二级存储组件400包括二级储能单元401、二级控制单元402和二级开关单元403；该二级储能单元401通过该二级开关单元403连接中继存储组件300；二级控制单元402连接二级储能单元401和二级开关单元403；二级储能单元401还连接外部负载。

其中，二级储能单元401具体连接中继存储组件300的中继储能单元301，二级储能单元401作为外部负载的电源，向外部负载供电。二级储能单元401可以是包括各类储能电池或储能电容，可以储存电能的电路单元。二级控制单元402是包含采样电路和控制芯片，可以采集二级储能单元401的实时电压，并根据该实时电压控制二级开关单元403的通断的电路单元。该控制芯片的具体类型并不唯一，例如可以是MCU芯片、DSP芯片或FPGA芯片。二级开关单元403是包括开关器件，可以使电路断开或导通的电路单元。该开关器件的具体类型并不唯一，例如可以是微动开关、船型开关、钮子开关或拨动开关等。

具体的，二级控制单元402检测二级储能单元401的实时电压，当二级储能单元401的实时电压达到预设的充电截止电压时，控制二级开关单元403断开，二级储能单元401不再充电，以避免二级储能单元401过充损伤；当二级储能单元401的实时电压达到预设的放电截止电压时，控制二级开关单元403闭合，二级储能单元401开始充电；当二级储能单元401的实时电压达到预设的短路电压时，控制二级开关单元403断开，避免短路。进一步的，中继控制单元302还可以连接二级控制单元402或二级储能单元401，用于在二级储能单元401充电时，控制中继开关单元303断开，避免中继储能单元301对光伏组件100反向输出。此外，离网式光伏系统还可以包括与二级储能单元401连接的逆变器，用于将二级储能单元401提供的直流电能转换成交流电能，以满足外部负载的使用需求。

可以理解，在离网式光伏系统包括多组光伏组件100和中继存储组件300的情况下，可以使用相对容量较大的电池作为二级储能单元401。例如，在一个实施例中，二级储能单元401包括大容量蓄电池，该大容量蓄电池的容量为50000mA.h～250000mA.h，放电电压为6V～12V，具体可以根据二级储能单元401的电池组节数设置对应的充电截止电压和放电截止电压。

在一个实施例中，二级存储组件400还包括第二防反充单元404；该第二防反充单元404与二级储能单元401串联。

其中，第二防反充单元404是指包括单向导通电路，可以实现电流单向导通的电路单元。该单向导通电路的具体构成并不唯一，例如可以利用运算放大器构成单向比较器，实现电路的单相导通，也可以利用二极管的单相导通性能，实现电路的单相导通。如图4中，第二防反充单元404包括与二级储能单元401反向串联的二极管D3。

具体的，利用第二防反充单元404的单向导通特性，可以确保二级储能单元401的电能不会反向传输，防止电流反充，进而提升电路的可靠性。

上述实施例中，即是提供了二级存储组件400的具体电路构成，可以提高二级存储组件400的使用安全性，进而提升离网式光伏系统的使用安全性。

为便于理解，下面结合图4，对本申请涉及的离网式光伏系统进行详细说明。

在一个实施例中，如图4所示，离网式光伏系统包括两组依次连接的光伏组件100、稳压组件200和中继存储组件300，以及连接各中继存储组件300的二级存储组件400。

其中，各光伏组件100的电路构成相同，各稳压组件200的电路构成相同，各中继存储组件300的电路构成相同。光伏组件100的输出性能要求为：在-10℃～35℃温度，500W/mm²～1000W/mm²的水平辐照度环境下，输出电流范围2A～9A，输出电压范围3.6V～6.4V，工作温度不大于60℃。进一步的，光伏组件100包括四个依次串联的光伏电池，分别为光伏电池A1、光伏电池A2、光伏电池A3和光伏电池A4。各光伏电池的短路电流为4A～6A，开路电压为5V～5.6V，转换效率＞18％，辐照60KW.h功率衰减小于0.5％。光伏组件100还包括互相负载电阻R1和保护电阻R2，负载电阻R1和保护电阻R2与各光伏电池依次串联，且负载电阻R1与中继存储组件300并联。通过调节负载电阻R1的阻值，可以调节输出至中继存储组件300的电压，确保光伏组件100的输出电压满足中继存储组件300的充电电压需求。由于保护电阻R2与光伏电池串联，可以限制光伏电池的输出电压，以免电压过大破坏中继存储组件300中的储能单元。与此同时，负载电阻R1和保护电阻R2还可以在中继存储组件300充电完成后，消耗各光伏电池产生的多余电能，避免光伏电池作为内耗负载，提高离网式光伏系统的可靠性。

在一个实施例中，请继续参考图4，负载电阻R1还与稳压组件200并联。该稳压组件200包括稳压二极管D1，稳压二极管D1的阳极连接光伏组件100的输出负极，该稳压二极管D1的阴极连接光伏组件100的输出正极。该稳压二极管D1的具体参数可以根据输出电压需求确定。例如，稳压二极管D1的稳定电压可以为3.7V～4.2V，当光伏组件100输出电压大于稳定电压时，稳压二极管D1导通，中继存储组件300的充电电压降低，不再继续充电，从而避免充电电压过大，起到保护电路的作用。

在一个实施例中，请继续参考图4，中继存储组件300包括中继储能单元301、中继控制单元302、中继开关单元303和第一防反充单元304；该中继储能单元301通过中继开关单元303连接光伏组件100；中继控制单元302连接中继储能单元301和中继开关单元303；该第一防反充单元304与中继储能单元301串联。

其中，中继储能单元301具体连接光伏组件100的负载电阻R1，以及稳压二极管D1，中继储能单元301的正极连接负载电阻R1的第一端，以及稳压二极管D1的阴极，中继储能单元301的负极连接负载电阻R1的第二端，以及稳压二极管D1的阳极。进一步的，中继储能单元301包括小容量蓄电池，该小容量蓄电池的容量为1000mA.h～5000mA.h，标准放电电压为3.7V，充电截止电压为4.2V，放电截止电压为2.8V。中继控制单元302包括蓄电池充电检测芯片，可以采集中继储能单元301的实时电压，并根据该实时电压控制中继开关单元303的通断。

具体的，中继控制单元302检测中继储能单元301的实时电压，当中继储能单元301的实时电压达到4.2V时，中继控制单元302控制中继开关单元303断开，中继储能单元301不再继续充电；当中继储能单元301的实时电压低于2.8V时，中继控制单元302控制中继开关单元303闭合，中继储能单元301开始充电；当中继储能单元301的实时电压低于0.3V时，中继控制单元302控制中继开关单元303断开，防止电池短路。

此外，第一防反充单元304包括与中继储能单元301反向串联的二极管D2。具体的，利用第一防反充单元304的单向导通特性，可以确保中继储能单元301的电能不会反向传输，防止电流反充，进而提升电路的可靠性。

在一个实施例中，请继续参考图4，二级存储组件400包括二级储能单元401、二级控制单元402、二级开关单元403和第二防反充单元404；该二级储能单元401通过该二级开关单元403连接中继存储组件300；二级控制单元402连接二级储能单元401和二级开关单元403；二级储能单元401还连接外部负载；该第二防反充单元404与二级储能单元401串联。

其中，二级控制单元402具体连接中继存储组件300的中继储能单元301，二级储能单元401的正极连接中继储能单元301的正极，二级储能单元401的负极连接中继储能单元301的负极。二级储能单元401作为外部负载的电源，向外部负载供电。进一步的，二级储能单元401包括大容量蓄电池，该大容量蓄电池的容量为50000mA.h～250000mA.h，放电电压为6V～12V，具体可以根据二级储能单元401的电池组节数设置对应的充电截止电压和放电截止电压。二级控制单元402包括蓄电池充电检测芯片，可以采集二级储能单元401的实时电压，并根据该实时电压控制二级开关单元403的通断。

具体的，二级控制单元402检测二级储能单元401的实时电压，当二级储能单元401的实时电压达到预设的充电截止电压时，控制二级开关单元403断开，二级储能单元401不再充电，以避免二级储能单元401过充损伤；当二级储能单元401的实时电压达到预设的放电截止电压时，控制二级开关单元403闭合，二级储能单元401开始充电；当二级储能单元401的实时电压达到预设的短路电压时，控制二级开关单元403断开，避免短路。进一步的，中继控制单元302还可以连接二级控制单元402或二级储能单元401，用于在二级储能单元401充电时，控制中继开关单元303断开，避免中继储能单元301对光伏组件100反向输出。此外，离网式光伏系统还可以包括与二级储能单元401连接额逆变器，用于将二级储能单元401提供的直流电能转换成交流电能，以满足外部负载的使用需求。

进一步的，第二防反充单元404包括与二级储能单元401反向串联的二极管D3。具体的，利用第二防反充单元404的单向导通特性，可以确保二级储能单元401的电能不会反向传输，防止电流反充，进而提升电路的可靠性。

此外，如图4所示，二级存储组件400与外部负载之间，可以设置开关K3，以控制该二级存储组件400是否投入使用。

上述离网式光伏系统，配置中继存储组件存储光伏组件输出的电能，并将存储的电能输出至二级存储组件，配置二级存储组件存储中继存储组件输出的电能，并向外部负载供电，一方面，可以将辐照充足时过剩的电量存储起来，以避免辐照不充足时电能供给不足，不需要通过电网补充电量即可实现向外部负载的持续供电，有利于提高系统的供电可靠性。另一方面，通过设计两级存储组件，分别连接光伏组件和外部负载，相当于将充电和放电分隔开，有利于提高储能单元的使用效率。配置稳压组件200可以确保中继存储组件300的充电电压稳定性，有利于提高离网式光伏系统的使用安全性。此外，通过配置多组光伏组件100及其对应的中继存储组件300，可以使用小开压光伏组件作为初始转换电能单元，具有尺寸小方便安装的优点。另外，由于每个小光伏组件之间独立，相互之间没有影响，适用于复杂的应用环境，并且小开压的光伏组件安全性高，可以安装在建筑表面，甚至能够替代建筑材料，有利于提高离网式光伏系统的灵活性，扩展离网式光伏系统的应用场景。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种离网式光伏系统，其特征在于，包括：

将太阳能转换成电能，并将转换后得到的电能输出至中继存储组件的光伏组件；

存储所述光伏组件输出的电能，并将存储的电能输出至二级存储组件的所述中继存储组件；

存储所述中继存储组件输出的电能，并向外部负载供电的所述二级存储组件；

所述中继存储组件连接所述光伏组件和所述二级存储组件；所述二级存储组件连接所述外部负载。

2.根据权利要求1所述的离网式光伏系统，其特征在于，所述光伏组件包括负载单元和光伏电池单元；所述负载单元连接所述光伏电池单元；所述负载单元与所述中继存储组件并联。

3.根据权利要求2所述的离网式光伏系统，其特征在于，所述光伏组件还包括保护单元；所述保护单元与所述光伏电池单元串联。

4.根据权利要求3所述的离网式光伏系统，其特征在于，所述光伏电池单元由两个以上的光伏电池串联而成；各所述光伏电池的短路电流为4A～6A，开路电压为5V～5.6V。

5.根据权利要求1所述的离网式光伏系统，其特征在于，所述中继存储组件包括中继储能单元、中继控制单元和中继开关单元；所述中继储能单元通过所述中继开关单元连接所述光伏组件；所述中继控制单元连接所述中继储能单元和所述中继开关单元；所述中继储能单元连接所述二级存储组件。

6.根据权利要求5所述的离网式光伏系统，其特征在于，所述中继存储组件还包括第一防反充单元；所述第一防反充单元与所述中继储能单元串联。

7.根据权利要求1所述的离网式光伏系统，其特征在于，所述二级存储组件包括二级储能单元、二级控制单元和二级开关单元；所述二级储能单元通过所述二级开关单元连接所述中继存储组件；所述二级控制单元连接所述二级储能单元和所述二级开关单元；所述二级储能单元还连接外部负载。

8.根据权利要求7所述的离网式光伏系统，其特征在于，所述二级存储组件还包括第二防反充单元；所述第二防反充单元与所述二级储能单元串联。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的离网式光伏系统，其特征在于，还包括稳压组件；所述稳压组件连接所述光伏组件和所述中继存储组件。

10.根据权利要求1至8中任意一项所述的离网式光伏系统，其特征在于，所述光伏组件和所述中继存储组件的数量为至少两个，各所述光伏组件与各所述中继存储组件一一对应；各所述中继存储组件分别连接对应的光伏组件和所述二级存储组件。

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