一种无间断供电的光伏储能系统的制作方法

文档编号:14477814
研发日期:2018/5/19

本实用新型涉及光伏储能技术领域,特别是涉及一种无间断供电的光伏储能系统。



背景技术:

随着人们对生活便利性的要求的提高,各式用电设备的使用频率也越来越高。一些用电负载在生产和生活中起着非常重要的作用,它们的持续工作对生产和生活有着重大的意义。

负载用电过程中,有时会出现突然断电或供电不稳的现象,导致负载不能正常运行,例如电梯在用电过程中突然断电停运,导致乘客被困,甚至发生更严重的后果。因此,保证系统供电的稳定性至关重要。

现有技术中供电系统通常为单电源系统,市电断电后,启用并切换至储能系统来为断电后的负载继续供能,光伏储能系统就是应用较广的一种储能系统。光伏储能系统是一种利用太阳能电池将太阳能转换成电能,然后通过蓄电池将转换后的电能储存起来的储能系统。光伏储能系统的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器,控制器用于将太阳能电池板输出的直流电转变为稳定的直流电以存储在蓄电池中,逆变器用于将输出的直流电转变为稳定的交流电以供负载使用。光伏储能系统的特点是可靠性高、使用寿命长、对环境友好、既能独立发电又能并网运行,因而受到各国企业组织的青睐,具有广阔的发展前景。

但也存在一些问题,例如储能系统与市电切换供电时,电源转换不及时;频繁地充放电降低储能系统的寿命等。



技术实现要素:

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种无间断供电的光伏储能系统,以解决现有的储能系统供电时电源转换不及时、储能单元寿命较短的缺陷。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种无间断供电的光伏储能系统,包括:光伏组件、控制器、逆变器、自动转换开关电器和储能单元;所述控制器分别与所述光伏组件的输出端、所述储能单元、所述逆变器的输入端电连接;所述自动转换开关电器分别与所述逆变器的输出端、负载及市电接入端电连接,以自动切换所述负载的供电电源;所述储能单元包括并联连接的超级电容和蓄电池组件。

其中,所述储能单元还包括DC/DC转换器,所述DC/DC转换器与所述蓄电池组件串联连接;

和/或

所述DC/DC转换器与所述超级电容串联连接。

其中,所述蓄电池组件为锂电池组件。

其中,所述逆变器为DC/AC逆变器。

其中,所述光伏组件为太阳能电池板。

(三)有益效果

本实用新型提供的无间断供电的光伏储能系统,通过设置储能单元,既实现了太阳能发电的即发即用,又可以通过储能单元将电能存储起来,在市电断电的情况下为负载供电;超级电容具备50万次以上的充放电循环寿命和完全免维护、高可靠性等优点,能适应由于太阳能自身光强、光照时间不稳定的缺陷导致的频繁充放电的情况,进而保护了蓄电池,延长了储能单元的使用寿命,节省了使用和维护成本;此外,在有瞬间强负载的系统中,利用超级电容可以发挥稳定系统电压、减少系统电源容量配置的作用;超级电容的配置使得储能单元可吸收频繁微弱光照,充放电响应迅速,充分保护用电设备的安全;超级电容的配置使得系统充放电特性近似为线性关系,超级电容在太阳微弱光照情况下依然可以进行储能,可使光伏组件转化吸收效能提高3%以上,大大的增加了储能效率,降低了成本;通过设置自动转换开关电器实现市电与备用电源之间的快速切换,将负载从一个电源自动换接至备用电源,以确保重要负载连续、可靠运行,保证供电系统的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型中光伏储能系统结构示意图;

图中,1、光伏组件;2、控制器;3、逆变器;4、自动转换开关电器;5、储能单元;6、负载;7、市电接入端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型中光伏储能系统结构示意图。如图1中所示,本实用新型实施例提供一种无间断供电的光伏储能系统,包括:光伏组件1、控制器2、逆变器3、自动转换开关电器4和储能单元5。

光伏组件用于吸收太阳能并将其转换为电能输出,例如光伏组件为多块太阳能电池板。

控制器是光伏发电的控制部分,控制器根据太阳光强弱及负载6的变化,不断对储能单元的工作状态进行切换和调节,使其在充电、放电等多种工况下交替运行,从而保证供电系统的连续性和稳定性。控制器可以通过检测储能单元的荷电状态,发出继续充电、停止充电、继续放电、减少放电量或停止放电等指令,保护储能单元不至于过度充电或放电。本实施例中,控制器分别与光伏组件的输出端、储能单元、逆变器的输入端电连接。

自动转换开关电器分别与逆变器的输出端、负载6及市电接入端7电连接,以自动切换负载的供电电源。自动转换开关电器(Automatic transfer switching equipment,简称ATS)是用于将负载电路从一个电源自动换接至另一个电源的开关,以确保重要负荷连续、可靠运行。ATS连接在市电接入端和用电负载之间,同时也接入在逆变器输出端和负载之间,用以在市电断电的情况下,将作为备用电源的储能单元迅速接通至负载,以保证对负载的正常供电。逆变器为DC/AC逆变器,用于将光伏组件或储能单元输出的直流电转变为交流电后供给交流负载使用。

储能单元包括并联连接的超级电容和蓄电池组件。蓄电池组件采用锂电池组件,超级电容具有50万次以上的充放电循环寿命和免维护、高可靠性等优点,在有瞬间强负载的系统中,超级电容器可以发挥稳定系统电压、减少系统电源容量配置的作用,且能使系统实现快速充放电。超级电容和蓄电池组件并联连接组成复合电池为系统提供电能。储能单元还包括DC/DC转换器,DC/DC转换器用于将太阳能电池板输出的直流电转变为稳定的直流电,DC/DC转换器与蓄电池组件串联连接,或与超级电容串联连接,或者在蓄电池组件电路和超级电容电路中均串接DC/DC转换器。

系统工作原理如下:

在市电正常供电的情况下,负载运行正常。在有日照的情况下,光伏组件吸收太阳能并转化为电能输出,控制器控制储能单元充电,光伏组件输出的直流电经过DC/DC转换器转换为稳定的直流电后存储在储能单元中。或者输出的直流电经过逆变器转换为交流电后输出至负载。当市电断电后,ATS自动切换,将接在负载上的市电电源快速切换至备用电源,即接通储能单元与负载,控制器控制储能单元输出电能,储能单元输出的直流电经过DC/AC逆变器后变为交流电,以供负载使用,保证系统不断电供电。

本实用新型提供的无间断供电的光伏储能系统,通过设置储能单元,既实现了太阳能发电的即发即用,又可以通过储能单元将电能存储起来,在市电断电的情况下为负载供电;超级电容具备50万次以上的充放电循环寿命和完全免维护、高可靠性等优点,能适应由于太阳能自身光强、光照时间不稳定的缺陷导致的频繁充放电的情况,进而保护了蓄电池,延长了储能单元的使用寿命,节省了使用和维护成本;此外,在有瞬间强负载的系统中,利用超级电容可以发挥稳定系统电压、减少系统电源容量配置的作用;超级电容的配置使得储能单元可吸收频繁微弱光照,充放电响应迅速,充分保护用电设备的安全;超级电容的配置使得系统充放电特性近似为线性关系,超级电容在太阳微弱光照情况下依然可以进行储能,可使光伏组件转化吸收效能提高3%以上,大大的增加了储能效率,降低了成本;通过设置自动转换开关电器实现市电与备用电源之间的快速切换,将负载从一个电源自动换接至备用电源,以确保重要负载连续、可靠运行,保证供电系统的稳定性。

此外,储能单元也可直接通过充电器充电,充电器接在市电电路中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,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。

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