CN218103027U - 一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，包括光伏发电系统、近端支架和远端固定支架，近端支架侧面开口，远端固定支架中设置第一电机，近端支架中设置第二电机，第二电机的输出轴连接有转轴；光伏发电系统包括柔性薄膜电池组，柔性薄膜电池组靠近近端支架一侧连接转轴，近端支架和远端固定支架之间设置导轨架并与其两端连接，导轨架中设置滚轮，第一电机的输出轴上卷绕有线绳，柔性薄膜电池组靠近远端固定支架的一侧连接滚轮，滚轮同时连接线绳，本实用新型减少光伏电站在恶劣条件下故障与更换频率，提高了光伏组件的使用时长，提高了光伏电站经济效益，不涉及价格高昂的运维设备采购，能免去人工操作。

Description

一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统

技术领域

本实用新型属于光伏发电应用领域，具体涉及一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统。

背景技术

目前，人们根据所选用的半导体材料将太阳能电池应用技术分为晶硅和薄膜两大类。晶硅太阳能电池在现阶段的大规模应用和工业生产中占据主导地位，但由于其成本过高，限制了其发展。相比晶硅等其它太阳能电池，薄膜太阳能电池具有生产成本低、原材料消耗少、弱光性能优良等优势。随着世界能源紧缺，薄膜太阳能电池因自身优势会逐渐作为一种光电功能薄膜，可以有效地解决能源短缺问题。

很多大型地面电站大多身处荒漠地区，风沙几乎是家常便饭，在荒漠地区安装光伏电站，本身就是很好的“治沙工程”。首先，光伏发电板基桩能起到很好的固沙作用；发电板大规模安装后，白天为地面植物挡住过强的阳光，而利用光伏组件板遮蔽阳光直射有效降低了地表水的蒸发，光伏板的遮荫效果能使蒸发量降低20％到30％，并且有效降低风速。这能很好改善植物的生存环境。

在某些时候因气候原因有较强的冷暖空气碰撞，产生了沙源条件。在我国甘肃、内蒙、宁夏等省份常年出现明显的扬沙或浮尘天气，扬起的风沙对发电的光伏组件肯定会带来一定的拍打与冲击，造成光伏组件的损坏，降低发电站的发电输出电量，降低电站寿命、降低发电效率等问题。

目前常规的做饭还是通过传统的人工方式，选择清晨或者傍晚时间对光伏电站进行除尘等清理操作，但此方法会造成清洗不彻底，还受到各种条件限制具有局限性，同时也会增加维护人员成本等问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，既可以省去人工操作，实现远程操控全自动化流程，又保证了自防护的快速性、有效性，提供了一种高效、安全的光伏发电系统防护方案。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，包括光伏发电系统和支架系统；支架系统包括近端支架和远端固定支架，近端支架和远端固定支架均为空心结构，近端支架侧面开口，远端固定支架中设置第一电机，近端支架中设置第二电机，第二电机的输出轴连接有转轴，所述输出轴和转轴均与近端支架轴线平行；光伏发电系统包括柔性薄膜电池组，柔性薄膜电池组靠近近端支架一侧连接转轴，并能够在转轴上卷绕；近端支架和远端固定支架之间设置导轨架并与其两端连接，导轨架中设置滚轮，第一电机的输出轴上卷绕有线绳，柔性薄膜电池组靠近远端固定支架的一侧连接滚轮，滚轮同时连接线绳，第一电机和第二电机的电能输入端连接有储能电池的输出端，储能电池的电能输入端连接光伏发电系统。

近端支架和远端固定支架之间还与导轨架平行设置有两条支撑导轨，两条导轨分别设置在柔性薄膜电池组的两端，支撑导轨靠近近端支架的一端与近端支架侧面的开口处无缝连接，支撑导轨采用铝合金型材制成。

支撑导轨开口处的宽度小于其内部宽度，柔性薄膜电池组两端的边缘固定有紧固条，所述紧固条嵌入支撑导轨内。

支架系统通过基础固定，基础采用钢筋混凝土结构。

光伏发电系统的电能输出端连接有逆变箱变，逆变箱变通过输电线路连接电网。

逆变箱变与柔性薄膜电池组之间设置继电器，继电器与储能电池输入端相连。

柔性薄膜电池组采用若干块标准尺寸的柔性薄膜电池无缝连接而成。

近端支架和远端固定支架均采用铝合金型材制成。

第一电机和第二电机的执行信号输入端连接光伏电站控制中心的输出端。

本实用新型所述的具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，工作过程如下：

正常工作发电阶段，柔性薄膜电池组处于完全打开状态，当外部天气良好，整个装置处于正常工作状态，接收太阳能发电；

恶劣天气阶段：光伏发电系统无法正常工作，储能系统给第二电机供电，带动近端支架的内部转轴运行，连带柔性薄膜电池组收回卷起围绕在转轴上，柔性薄膜电池组的薄膜表面处于不外露状态，实现自防护；

恢复工作阶段：当恶劣天气结束，储能系统给第一电机供电，使输出转轴转动再线绳拉动滚轮和柔性薄膜电池组，同时给第二电机供电，第二电机反转，共同带动柔性薄膜电池组从内部向外运动铺开至平整状态，光伏发电系统正常工作。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：本装置减少光伏电站在恶劣条件下故障与更换频率，能提高光伏组件的使用时长，采用储能电池为自身的电机供电，无需外部电源，提高光伏电站经济效益；本装置简单方便，本申请所述防护结构能快速、有效、及时收回柔性薄膜电池组；采用电动机驱动，为实现远程操作提供基础，有助于免去人工操作，减少人工成本。

进一步的，近端支架和远端固定支架均采用铝合金型材制成，能提高使用寿命和支架可靠性。

进一步的，近端支架和远端固定支架之间还与导轨架平行设置有两条支撑导轨，两条导轨分别设置在柔性薄膜电池组的两端，支撑导轨靠近近端支架的一端与近端支架侧面的开口处无缝连接，支撑导轨采用铝合金型材制成；支撑导轨开口处的宽度小于其内部宽度，柔性薄膜电池组两端的边缘固定有紧固条，所述紧固条嵌入支撑导轨内，在柔性薄膜电池组展开状态下，支撑导轨和导轨架能够辅助保持柔性薄膜电池组处于平直状态，具有防风作用。

附图说明

图1是本实用新型装置整体结构伸展状态示意图。

图2是本实用新型装置整体结构收回状态示意图。

图3是本实用新型一种支撑导轨截面剖视示意图。

附图中：1-光伏发电系统、2-电机系统、3-支架系统、4-基础、5-逆变箱变、6-输电线路、7-储能动力系统，11柔性薄膜电池组、1-2导轨架、13滚轮，21第一电机、22线绳、23第二电机，31近端支架、32远端固定支架、33转轴，71储能电池、72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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参考图1和图2，本实用新型提供一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，包括光伏发电系统1和支架系统3；支架系统3包括近端支架31和远端固定支架32，近端支架31和远端固定支架32均为空心结构，近端支架31侧面开口，远端固定支架32中设置第一电机21，近端支架31中设置第二电机23，第二电机23的输出轴连接有转轴33，所述输出轴和转轴33均与近端支架31轴线平行；光伏发电系统1包括柔性薄膜电池组11，柔性薄膜电池组11靠近近端支架31一侧连接转轴33，并能够转轴33上卷绕；近端支架31和远端固定支架32之间设置导轨架12并与其两端连接，导轨架12中设置滚轮13，第一电机21的输出轴上卷绕有线绳22，柔性薄膜电池组11靠近远端固定支架32的一侧连接滚轮13，滚轮13同时连接线绳22，第一电机21和第二电机23的电能输入端连接有储能电池71的输出端，储能电池71的电能输入端连接光伏发电系统1。

参照附图1，本实用新型提供一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，包括光伏发电系统1、动力系统2、支架系统3、基础4、逆变箱变5、输电线路6与储能系统7。其中，光伏发电系统1采用柔性薄膜电池用于将太阳能转化为电能并网发电，动力系统2用于将带动光伏柔性薄膜电池运动；支架系统3用于固定支撑光伏发电系统1，基础4支撑固定安装整个支架系统3，逆变箱变5系统将光伏发电系统1发出的直流电变为交流电并升压，输电线路6将发电产生电输送至电网端，储能系统7用于将自身柔性薄膜电池发出的电进行存储，为动力系统2提供电能。

具体来说，光伏发电系统1的发电单元采用可任意弯曲变形功能的柔性薄膜电池组11，柔性薄膜电池组11根据项目需要采用若干块标准尺寸的柔性薄膜电池无缝连接而成；最内部一块柔性薄膜电池与支架系统3近端一侧内部的转轴33固定连接。柔性薄膜电池组伸缩路径上安装有导轨架12，导轨架两端分别与支架系统3两侧支架的中心处连接，导轨架12内部有滚轮13与拉绳14，滚轮13安装在导轨架内与线绳22连接，线绳22与最外端一块柔性薄膜电池连接，能拉动其沿着导轨架12移动。

动力系统2包括第一电机21和第二电机23，在支架系统3远侧处安装第一电机21，其输出转轴固定卷绕有线绳22，线绳22与滚轮13连接，在支架系统3近端支架外侧安装有第二电机23，第二电机23与转轴33连接可带动转轴33转动。

作为可选的实施例，参考图3，近端支架31和远端固定支架32之间还与导轨架12平行设置有两条支撑导轨，两条导轨分别设置在柔性薄膜电池组11的两端，支撑导轨靠近近端支架31的一端与近端支架31侧面的开口处无缝连接，支撑导轨采用铝合金型材制成。

支撑导轨开口处的宽度小于其内部宽度，柔性薄膜电池组11两端的边缘固定有紧固条，所述紧固条嵌入支撑导轨内。

支架系统3将太阳能光伏发电系统1支撑固定，材质选用铝合金；支架系统3包括近端支架31和远端固定支架32，均采用空心结构，近端支架31内部设置有转轴33，并且近端支架31设计为侧面开口形式，可使柔性薄膜电池组11进出运动。

基础4采用钢筋混凝土结构，其下方有钢筋混凝土桩固定，光伏发电系统1产生的直流电能汇流至逆变箱变5，将直流电变为交流电并升压，输电线路6交流端将升压电输送至电网端。

储能动力系统7包括储能电池71和继电器72，继电器72连接在逆变箱变5与柔性薄膜电池组11之间，并且继电器72与储能电池71输入端相连，储能电池71输出端与电机系统2的电能输入端相连，为电机转动提供电能。

本实用新型的工作具体过程为：

正常工作发电阶段：参照图1，工程建设完成时，光伏发电系统1按照设计图方式进行设计摆放，柔性薄膜电池组11处于完全打开状态，当外部天气良好，此时整个装置处于正常工作状态，可接收太阳能，再通过光电效应将其变为直流电，再通过逆变箱变5、输电线路6对直流电整合，将其电能输送至电网，或根据电能消纳需求，可随时远程操控将继电器72处于另一工作模式，让光伏面板发出的电输送至储能系统7。

恶劣天气阶段：参照图2，沙尘雨雪等恶劣天气时，光伏发电系统1无法正常工作，此时储能系统7给第二电机23供正向电，带动近端支架31中的转轴33运行，转轴33带动柔性薄膜电池组11收回卷起围绕在转轴33上，整个光伏发电系统1的薄膜表面处于不外露状态，实现自防护目的。

恢复工作阶段：当恶劣天气过去时，此时储能系统7给第一电机21供电，使输出转轴转动再通过线绳22拉动拉绳14运动，同时给第二电机23供电，带动柔性薄膜电池组11从内部向外运动铺开固定至初始设计图纸位置后停止供电，此时光伏发电系统1可以继续正常工作。

Claims (10)

1.一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，其特征在于，包括光伏发电系统（1）和支架系统（3）；支架系统（3）包括近端支架（31）和远端固定支架（32），近端支架（31）和远端固定支架（32）均为空心结构，近端支架（31）侧面开口，远端固定支架（32）中设置第一电机（21），近端支架（31）中设置第二电机（23），第二电机（23）的输出轴连接有转轴（33），所述输出轴和转轴（33）均与近端支架（31）轴线平行；光伏发电系统（1）包括柔性薄膜电池组（11），柔性薄膜电池组（11）靠近近端支架（31）一侧连接转轴（33），并能够在转轴（33）上卷绕；近端支架（31）和远端固定支架（32）之间设置导轨架（12）并与其两端连接，导轨架（12）中设置滚轮（13），第一电机（21）的输出轴上卷绕有线绳（22），柔性薄膜电池组（11）靠近远端固定支架（32）的一侧连接滚轮（13），滚轮（13）同时连接线绳（22），第一电机（21）和第二电机（23）的电能输入端连接有储能电池（71）的输出端，储能电池（71）的电能输入端连接光伏发电系统（1）。

2.根据权利要求1所述一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，其特征在于，近端支架（31）和远端固定支架（32）之间还与导轨架（12）平行设置有两条支撑导轨，两条导轨分别设置在柔性薄膜电池组（11）的两端，支撑导轨靠近近端支架（31）的一端与近端支架（31）侧面的开口处无缝连接，支撑导轨采用铝合金型材制成。

3.根据权利要求2所述一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，其特征在于，支撑导轨开口处的宽度小于其内部宽度，柔性薄膜电池组（11）两端的边缘固定有紧固条，所述紧固条嵌入支撑导轨内。

4.根据权利要求1所述一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，其特征在于，支架系统（3）通过基础（4）固定，基础（4）采用钢筋混凝土结构。

5.根据权利要求1所述一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，其特征在于，光伏发电系统（1）的电能输出端连接有逆变箱变（5），逆变箱变（5）通过输电线路（6）连接电网。

6.根据权利要求1所述一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，其特征在于，逆变箱变（5）与柔性薄膜电池组（11）之间设置继电器（72），继电器（72）与储能电池（71）输入端相连。

7.根据权利要求1所述一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，其特征在于，柔性薄膜电池组（11）采用若干块标准尺寸的柔性薄膜电池无缝连接而成。

8.根据权利要求1所述一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，其特征在于，近端支架（31）和远端固定支架（32）均采用铝合金型材制成。

9.根据权利要求1所述一种具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，其特征在于，第一电机（21）和第二电机（23）的执行信号输入端连接光伏电站控制中心的输出端。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的具有可收回自我防护功能的柔性薄膜电池发电系统，其特征在于，工作过程如下：

正常工作发电阶段，柔性薄膜电池组（11）处于完全打开状态，当外部天气良好，整个装置处于正常工作状态，接收太阳能发电；

恶劣天气阶段：光伏发电系统（1）无法正常工作，储能系统（7）给第二电机（23）供电，带动近端支架（31）的内部转轴（33）运行，连带柔性薄膜电池组（11）收回卷起围绕在转轴（33）上，柔性薄膜电池组（11）的薄膜表面处于不外露状态，实现自防护；

恢复工作阶段：当恶劣天气结束，储能系统（7）给第一电机（21）供电，使输出转轴转动再线绳（22）拉动滚轮（13）和柔性薄膜电池组（11），同时给第二电机（23）供电，第二电机（23）反转，共同带动柔性薄膜电池组（11）从内部向外运动铺开至平整状态，光伏发电系统（1）正常工作。

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