CN219627594U - 一种光伏抽水储能设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏抽水储能设备，包括光伏板发电装置、第一蓄水池、第二蓄水池、水泵、水力发电机、水井，光伏板发电装置包括底座，底座的顶部中间安装有水循环降温箱，底座的顶部安装有一光伏板框架，光伏板框架上均匀铺设有光伏板，光伏板的背面可拆卸安装有水冷装置；供水管道远离水井的一端分出多条分支管道，第一分支管道连接第一蓄水池进水口，第二分支管道连接第一冷却水进水口，第三分支管道连接第二冷却水进水口，第一冷却水出水口以及第二冷却水出水口均与第二蓄水池进水口连接，第二蓄水池与第一蓄水池的底部之间连通。本实用新型使储能电池、逆变器、控制器以及光伏板能够快速冷却散热，可保证充足稳定的电力供应。

Description

一种光伏抽水储能设备

技术领域

本实用新型涉及可再生能源利用技术领域，更具体地说，涉及一种光伏抽水储能设备。

背景技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。发电后可用蓄电池存储，也可输入公共电网。

抽水储能就是经过电网负荷低谷电力，从下水库抽水至上水库进行电能储存，继而放水至下水库加以发电。这种储能方式比较适合使用来当作备用电源储能，或是在电力系统调峰阶段，电能储存时间大体为几小时或者是几天，效率高，经过抽水储能方式可以有效缓解大容量光伏发电储能问题。

光伏组件由于日照以及自身发电均会产生热量，一般来讲，温度每升高一度，输出功率会降低0.3～0.5％，在光伏设备中普遍采用的散热方式为风冷或者水冷，而在抽水蓄能过程中恰好有大量的冷水由下水井中抽出，因此想办法提供一种光伏抽水储能设备，利用好这些冷水来辅助实现对光伏设备的散热，以提升组件和光伏系统的发电能力，是目前本领域技术人员的一个研究方向。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种光伏抽水储能设备，其具体技术方案如下：

一种光伏抽水储能设备，包括光伏板发电装置、第一蓄水池、第二蓄水池、水泵、水力发电机、水井，所述光伏板发电装置包括底座，所述底座的底部四角处安装有带刹车制动的万向轮；所述底座的顶部中间安装有水循环降温箱，所述水循环降温箱的箱体上设有第一冷却水进水口和第一冷却水出水口；所述底座的顶部四角处固定有竖向支撑杆，四根所述竖向支撑杆的顶部整体安装有一光伏板框架，所述光伏板框架上均匀铺设有光伏板，所述光伏板的背面可拆卸安装有水冷装置，所述水冷装置上设有第二冷却水进水口和第二冷却水出水口；所述水循环降温箱内安装有储能电池、逆变器以及控制器，所述光伏板的输出端与所述储能电池的输入端电性连接，所述储能电池的输出端与所述逆变器的输入端电性连接，所述逆变器的输出端分别与所述水泵、所述水力发电机、所述控制器的输入端电性连接；伸入所述水井内的供水管道上安装有所述水泵，所述供水管道远离所述水井的一端分出多条分支管道，每条所述分支管道上均对应设有电磁阀，其中，第一分支管道连接第一蓄水池进水口，第二分支管道连接所述第一冷却水进水口，第三分支管道连接所述第二冷却水进水口，所述第一冷却水出水口以及所述第二冷却水出水口均与第二蓄水池进水口连接；所述第二蓄水池的高度高于所述第一蓄水池，所述第二蓄水池与所述第一蓄水池之间通过带电磁阀的输水管道连通；所述第一蓄水池的底部还设有排水管道，所述排水管道的最下端出水口伸入所述水井内，所述排水管道的靠下端安装有所述水力发电机，所述水力发电机辅助所述储能电池为外界提供电能；所述控制器与所有所述电磁阀均电性连接。

优选地，所述水循环降温箱的四周侧壁以及底板内设有降温内腔，所述降温内腔内盘设有水循环管，所述水循环管一端为所述第一冷却水进水口，另一端为所述第一冷却水出水口。

优选地，所述水冷装置包括铝合金集热板，所述铝合金集热板的正面与所述光伏板的背面紧贴，背面焊接固定有平行的多条热管，所有所述热管的冷凝段均伸入同样位于所述铝合金集热板背面的冷水换热封闭区，所述冷水换热封闭区的一端设有所述第二冷却水进水口，另一端设有所述第二冷却水出水口。

优选地，所述热管与所述冷水换热封闭区整体由一底部盖板进行密封固定。

优选地，所述光伏板发电装置根据需要设置有多个，每一所述光伏板发电装置上的所述第一冷却水进水口连接所述供水管道外相对应的所述第二分支管道，所述第二冷却水进水口连接所述供水管道外相对应的所述第三分支管道。

优选地，所述第一冷却水出水口与所述第二冷却水出水口处均对应设有温度测量传感器，所有所述温度测量传感器均与所述控制器电性连接。

优选地，所述底座的一侧固定有倾斜的推拉杆，所述推拉杆的顶部安装有把手。

优选地，所述竖向支撑杆为可调伸缩杆。

优选地，所述第二蓄水池上开设有带手动阀的日常用水出口。

通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过将光伏板发电装置制得的多余电量用于抽水，可将电能转化为水的重力势能储存起来，在电力负荷高峰期再放水至水井发电，水力发电机辅助储能电池为外界提供电能。

2、本实用新型充分利用从水井中抽出的低温水，使其作为水循环降温箱与水冷装置的工作介质，使储能电池、逆变器、控制器以及光伏板能够快速冷却散热，有效降低了温度，并延长了使用寿命，同时给光伏板降温还进一步提高了光电转换效率，提高了太阳能利用效率。

3、本实用新型中由水循环降温箱与水冷装置中流出的热水可用于生活用水，同时在第一蓄水池内水量不足时，第二蓄水池中的水可再重新补入第一蓄水池中，辅助发电。

4、本实用新型中的水冷装置利用了热管这种新型高效的传热元件，热管利用热传导原理，与有温差的介质快速进行热传递的性质，通过热管将光伏板的热量传递到另一端冷水换热封闭区的循环水中。热管除了传热性高外，还有均温性好、可变热流密度的能力及良好的恒温性等特点。

5、本实用新型中的光伏板发电装置底部设有万向轮，可借助推拉杆随意进行活动，因此，在现场可根据需要放置合适数量的光伏板发电装置，与相应预留的管道口进行连接。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种光伏抽水储能设备的整体结构示意图。

图2为本实用新型一种光伏抽水储能设备的侧视图。

图3为本实用新型一种光伏抽水储能设备(连接多组光伏板发电装置)的整体结构示意图。

图4为本实用新型中光伏板发电装置的整体结构示意图。

图5为本实用新型中光伏板发电装置的剖面图。

图6为本实用新型中水冷装置的内部结构图。

图中：1-光伏板发电装置，2-第一蓄水池，3-第二蓄水池，4-水泵，5-水力发电机，6-水井，7-底座，8-万向轮，9-水循环降温箱，10-第一冷却水进水口，11-第一冷却水出水口，12-竖向支撑杆，13-光伏板框架，14-光伏板，15-水冷装置，16-第二冷却水进水口，17-第二冷却水出水口，18-第一分支管道，19-第二分支管道，20-第三分支管道，21-输水管道，22-排水管道，23-铝合金集热板，24-热管，25-冷水换热封闭区，26-底部盖板，27-推拉杆，28-日常用水出口。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例：

参阅图1至图6，本实用新型一种光伏抽水储能设备，包括光伏板发电装置1、第一蓄水池2、第二蓄水池3、水泵4、水力发电机5、水井6。

光伏板发电装置1包括底座7，底座7的底部四角处安装有带刹车制动的万向轮8，以方便推动光伏板发电装置1整体移动到现场合适位置。而且，为了方便推动，底座7的一侧还进一步固定有倾斜的推拉杆27，推拉杆27的顶部安装有便于抓握的把手。

底座7的顶部中间安装有水循环降温箱9，水循环降温箱9的箱体上设有第一冷却水进水口10和第一冷却水出水口11。

具体的，水循环降温箱9的四周侧壁以及底板内设有降温内腔，降温内腔内盘设有水循环管，水循环管一端为第一冷却水进水口10，另一端为第一冷却水出水口11。

底座7的顶部四角处固定有竖向支撑杆12，四根竖向支撑杆12的顶部整体安装有一光伏板框架13，光伏板框架13上均匀铺设有光伏板14。

同时，为了方便对光伏板14的高度以及倾斜度进行调整，竖向支撑杆12可进一步设计为可调伸缩杆。

光伏板14的背面可拆卸安装有水冷装置15，水冷装置15上设有第二冷却水进水口16和第二冷却水出水口17。

具体的，水冷装置15包括铝合金集热板23，铝合金集热板23的正面与光伏板14的背面紧贴，背面焊接固定有平行的多条热管24，所有热管24的冷凝段均伸入同样位于铝合金集热板23背面的冷水换热封闭区25，冷水换热封闭区25的一端设有第二冷却水进水口16，另一端设有第二冷却水出水口17。

同时，为了进一步保护热管24以及冷水换热封闭区25，热管24与冷水换热封闭区25整体由一底部盖板26进行密封固定。

本实用新型中水冷装置15的工作原理为：铝合金集热板23充分吸收由光伏板14传递的热量，并将其传递给热管24的蒸发段，热管24是一种利用毛细现象和蒸气压力差来实现输送热量的装置，其可分成蒸发段、绝热段和冷凝段。当热管蒸发段加热时，热量以传导方式传入管芯，载热流体吸热蒸发，蒸气带走汽化潜热并沿着热管24的中心通过流道流向冷凝段，蒸气冷凝变成液体进入管芯，同时放出冷化潜热，把热量传给管壁再传给外界冷水换热封闭区25内的循环水。而冷凝段管芯内的载热流体作为液体在多孔物质的毛细现象的作用下，又回到蒸发段继续受热蒸发。如此循环下去，不断地把热量从蒸发段传给冷凝段。热管24可以在小温差下传递大热流量。

水循环降温箱9内安装有储能电池、逆变器以及控制器，光伏板14的输出端与储能电池的输入端电性连接，储能电池的输出端与逆变器的输入端电性连接，逆变器的输出端分别与水泵4、水力发电机5、控制器的输入端电性连接。

伸入水井6内的供水管道上安装有水泵4，供水管道远离水井6的一端分出多条分支管道，每条分支管道上均对应设有电磁阀，其中，第一分支管道18连接第一蓄水池进水口，第二分支管道19连接第一冷却水进水口10，第三分支管道20连接第二冷却水进水口16，第一冷却水出水口11以及第二冷却水出水口17均与第二蓄水池进水口连接；第二蓄水池3的高度高于第一蓄水池2，以便第二蓄水池3中的水能够在通道畅通的情况下自动流入第一蓄水池2内，第二蓄水池3与第一蓄水池2之间通过带电磁阀的输水管道21连通。

第一蓄水池2的底部还设有排水管道22，排水管道22的最下端出水口伸入水井6内，排水管道22的靠下端安装有水力发电机5，水力发电机5辅助储能电池为外界提供电能。

控制器与所有电磁阀均电性连接，以便进行相应的启闭控制。同时，第一冷却水出水口11与第二冷却水出水口17处均对应设有温度测量传感器，所有温度测量传感器均与控制器电性连接。控制器通过实时感应各个冷却水出水口处的水温，以判断是否需要对对应的水循环降温箱9、水冷装置15进行降温操作。控制器还可通过wifi通讯模块连接至移动终端，实现远程控制。

本实用新型中，光伏板发电装置1可根据需要设置有多个，每一光伏板发电装置1上的第一冷却水进水口10连接供水管道外相对应的第二分支管道19，第二冷却水进水口16连接供水管道外相对应的第三分支管道20。也就是说，供水管道远离水井6的一端可预先分出多个第二分支管道19、第三分支管道20，以与多个光伏板发电装置1进行对应连接，确保太阳能的充分利用以及对外界的充足电力供应。

在进一步的具体实施例中，第二蓄水池3上开设有带手动阀的日常用水出口28，即第二蓄水池3中的热水也可用作他用，方便人们的其他需求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种光伏抽水储能设备，其特征在于，包括光伏板发电装置、第一蓄水池、第二蓄水池、水泵、水力发电机、水井，所述光伏板发电装置包括底座，所述底座的底部四角处安装有带刹车制动的万向轮；所述底座的顶部中间安装有水循环降温箱，所述水循环降温箱的箱体上设有第一冷却水进水口和第一冷却水出水口；所述底座的顶部四角处固定有竖向支撑杆，四根所述竖向支撑杆的顶部整体安装有一光伏板框架，所述光伏板框架上均匀铺设有光伏板，所述光伏板的背面可拆卸安装有水冷装置，所述水冷装置上设有第二冷却水进水口和第二冷却水出水口；所述水循环降温箱内安装有储能电池、逆变器以及控制器，所述光伏板的输出端与所述储能电池的输入端电性连接，所述储能电池的输出端与所述逆变器的输入端电性连接，所述逆变器的输出端分别与所述水泵、所述水力发电机、所述控制器的输入端电性连接；伸入所述水井内的供水管道上安装有所述水泵，所述供水管道远离所述水井的一端分出多条分支管道，每条所述分支管道上均对应设有电磁阀，其中，第一分支管道连接第一蓄水池进水口，第二分支管道连接所述第一冷却水进水口，第三分支管道连接所述第二冷却水进水口，所述第一冷却水出水口以及所述第二冷却水出水口均与第二蓄水池进水口连接；所述第二蓄水池的高度高于所述第一蓄水池，所述第二蓄水池与所述第一蓄水池之间通过带电磁阀的输水管道连通；所述第一蓄水池的底部还设有排水管道，所述排水管道的最下端出水口伸入所述水井内，所述排水管道的靠下端安装有所述水力发电机，所述水力发电机辅助所述储能电池为外界提供电能；所述控制器与所有所述电磁阀均电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种光伏抽水储能设备，其特征在于，所述水循环降温箱的四周侧壁以及底板内设有降温内腔，所述降温内腔内盘设有水循环管，所述水循环管一端为所述第一冷却水进水口，另一端为所述第一冷却水出水口。

3.根据权利要求2所述的一种光伏抽水储能设备，其特征在于，所述水冷装置包括铝合金集热板，所述铝合金集热板的正面与所述光伏板的背面紧贴，背面焊接固定有平行的多条热管，所有所述热管的冷凝段均伸入同样位于所述铝合金集热板背面的冷水换热封闭区，所述冷水换热封闭区的一端设有所述第二冷却水进水口，另一端设有所述第二冷却水出水口。

4.根据权利要求3所述的一种光伏抽水储能设备，其特征在于，所述热管与所述冷水换热封闭区整体由一底部盖板进行密封固定。

5.根据权利要求1所述的一种光伏抽水储能设备，其特征在于，所述光伏板发电装置根据需要设置有多个，每一所述光伏板发电装置上的所述第一冷却水进水口连接所述供水管道外相对应的所述第二分支管道，所述第二冷却水进水口连接所述供水管道外相对应的所述第三分支管道。

6.根据权利要求1或5所述的一种光伏抽水储能设备，其特征在于，所述第一冷却水出水口与所述第二冷却水出水口处均对应设有温度测量传感器，所有所述温度测量传感器均与所述控制器电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种光伏抽水储能设备，其特征在于，所述底座的一侧固定有倾斜的推拉杆，所述推拉杆的顶部安装有把手。

8.根据权利要求1所述的一种光伏抽水储能设备，其特征在于，所述竖向支撑杆为可调伸缩杆。

9.根据权利要求1所述的一种光伏抽水储能设备，其特征在于，所述第二蓄水池上开设有带手动阀的日常用水出口。