安装于箱式发电机组的光伏系统及其运行方法与流程

1.本发明涉及发电技术领域，更具体地，涉及一种安装于箱式发电机组的光伏系统及其运行方法。


背景技术：

2.能源是全球发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。随着能源供应日渐紧张，国家推行节能减排的力度不断加大，人们充分使用绿色能源的意识也不断提高，太阳能的开发和利用日益受到重视，其中，光伏发电是利用太阳能的主要方式。太阳能资源的充分利用，将成为国家节能减排的重要举措之一。
3.现有技术中，在各种应急供电发电机组中，大量使用室外型集装箱式安装，该类设备常常需要使用市电对发电机组的启动电池充电、对机组远程监控设备供电、以及冬季需要市电保温，而室外型箱式机组的顶部存在着大量的太阳光资源没有利用，造成资源浪费，如果能将该部分的资源合理利用，更有利于节能减排。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种安装于箱式发电机组的光伏系统及其运行方法，其中，将箱式发电机组顶部太阳能转换成电能，有效的解决应急发电机组平时用电情况，保证箱式发电机组的正常运行。在保障发电机组安全启动的前提下，更有利于节能减排。
5.本申请提供的一种安装于箱式发电机组的光伏系统，包括：
6.光伏组件，光伏组件包括输出端；
7.配电箱，配电箱包括最大功率点跟踪控制器，配电箱包括输入端和输出端，光伏组件的输出端与配电箱的输入端电连接，配电箱用于输出稳定的直流电压；
8.蓄电池充电器，蓄电池充电器包括输入端和输出端，蓄电池充电器还设置有外接端，配电箱的输出端与蓄电池充电器的输入端电连接，与蓄电池充电器的外接端电连接有外接充电线，蓄电池充电器的输入为交直流电；
9.分配单元，分配单元包括输入端和多个输出端，蓄电池充电器的输出端与分配单元的输入端电连接；
10.多个充放电管理装置，充放电管理装置包括多个输入端和输出端，分配单元的输出端与充放电管理装置的输入端电连接；
11.储能用蓄电池、启动用蓄电池和监控用蓄电池，储能用蓄电池、启动用蓄电池和监控用蓄电池均与充放电管理装置的输出端电连接，储能用蓄电池还包括输出端，储能用蓄电池的输出端与充放电管理装置的输入端电连接；
12.一体化采集器，一体化采集器包括多个输入端，且多个输入端分别与充放电管理装置的输出端电连接，一体化采集器用于将获取的信息传输至发电机组管理监控平台，其中，一体化采集器获取的信息包括储能用蓄电池的储电量、启动用蓄电池的储电量、监控用蓄电池的储电量、发电机组的温度和天气的信息。
13.可选地，还包括：外部照明装置，外部照明装置与分配单元的输出端电连接，外部照明装置还与一体化采集器电连接。
14.可选地，分配单元为24v直流分配单元。
15.可选地，还包括：温度传感器和气象传感器，温度传感器和气象传感器均与一体化采集器电连接，温度传感器用于监测发电机组箱内的温度，气象传感器用于监测所述箱式发电机组所在地的太阳光照强度。
16.可选地，储能用蓄电池为铅碳蓄电池，铅碳蓄电池的容量大于光伏组件的电能转换量。
17.可选地，储能用蓄电池的充电电流小于等于0.3c。
18.可选地，铅碳蓄电池的标称电压与蓄电池充电器的标称电压相等。
19.可选地，还包括：集装箱、以及安装于集装箱顶部的多组合金横梁和锁紧件，合金横梁与光伏组件通过所述锁紧件固定连接，且光伏组件与所述集装箱顶部之间的距离大于50mm。
20.可选地，还包括：连接件，合金横梁与集装箱顶部通过连接件固定连接。
21.本申请还提供一种安装于箱式发电机组的光伏系统的运行方法，该运行方法应用于第一环境或第二环境，第一环境下的光照强度大于第二环境下的光照强度；
22.在第一环境中，光伏组件工作，将太阳能转换为电能，通过配电箱中的最大功率点跟踪控制器将不稳定的电能处理成稳定的240v直流电压输出，并将该直流电压输入蓄电池充电器，蓄电池充电器输出24v直流电压，该直流24v电压输入所述分配单元，并通过充放电管理装置输入储能用蓄电池、启动用蓄电池和监控用蓄电池，分配单元直接将直流电输入外部照明装置，其中，一体化采集器将采集到的信息发送至发电机组管理监控平台，发电机组管理监控平台精确计算出所述储能蓄电池的实际容量，确认是否需要向发电机组维护人员发出警告；
23.在第二环境中，光伏组件不工作，储能蓄电池通过充放电管理装置向分配单元输送24v直流电压，供分配单元通过充放电管理装置向启动用蓄电池和监控用蓄电池供电，以及向外部照明装置供电，其中，一体化采集器将采集到的信息发送至发电机组管理监控平台，发电机组管理监控平台精确计算出所述储能蓄电池的剩余容量，确认是否需要向发电机组维护人员发出警告，并通过蓄电池充电器的外接充电线向蓄电池充电器充电。
24.与现有技术相比，本发明提供的一种安装于箱式发电机组的光伏系统及其运行方法，至少实现了如下的有益效果：
25.本申请提供的安装于箱式发电机组的光伏系统及其运行方法，光伏系统设置有光伏组件，光伏组件将太阳能转换为电能，转换的电能经过配电箱和蓄电池充电器转换为稳定的直流电输入分配单元，分配单元将电能合理分配利用，其中，部分充入至储能用蓄电池的电能还能在光照强度较弱时供分配电源使用，以利于实现电能的合理利用，此外，本申请还设置有一体化采集器，将采集的信息发送至发电机组管理监控平台，对光伏系统进行监控，确认是否需要向发电机组维护人员发出警告，及时对发电机组的光伏系统进行监测，有利于延长发电机组光伏系统的使用寿命。
26.当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
27.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其
优点将会变得清楚。
附图说明
28.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
29.图1所示实施例仅示意性示出了光伏系统中各子部件的连接关系示意图；
30.图2所示为本申请实施例所提供的一体化采集器与传感器的一种连接关系示意图；
31.图3所示为本申请实施例所提供的集装箱与金属横梁的连接关系示意图；
32.图4所示为本申请实施例所提供的光伏组件与金属横梁的连接关系示意图；
33.图5所示为本申请实施例所提供的集装箱与连接件的连接关系示意图。
具体实施方式
34.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
35.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
36.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
37.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
39.以下将结合附图和具体实施例进行详细说明。
40.图1所示为本申请实施例所提供的安装于箱式发电机组的光伏系统100的一种结构示意图，请参考图1所示，本申请提供一种安装于箱式发电机组的光伏系统100，包括：
41.光伏组件10，光伏组件10包括输出端；
42.配电箱20，配电箱20包括最大功率点跟踪控制器，配电箱20包括输入端和输出端，光伏组件10的输出端与配电箱20的输入端电连接，配电箱20用于输出稳定的直流电压；
43.蓄电池充电器30，蓄电池充电器30包括输入端和输出端，蓄电池充电器30还设置有外接端，配电箱20的输出端与蓄电池充电器30的输入端电连接，与蓄电池充电器30的外接端电连接有外接充电线，蓄电池充电器30的输入为交直流电；
44.分配单元40，分配单元40包括输入端和多个输出端，蓄电池充电器30的输出端与分配单元40的输入端电连接；
45.多个充放电管理装置50，充放电管理装置50包括多个输入端和输出端，分配单元40的输出端与充放电管理装置50的输入端电连接；
46.储能用蓄电池51、启动用蓄电池52和监控用蓄电池53，储能用蓄电池51、启动用蓄电池52和监控用蓄电池53均与充放电管理装置50的输出端电连接，储能用蓄电池51还包括
输出端，储能用蓄电池51的输出端与充放电管理装置50的输入端电连接；
47.一体化采集器60，一体化采集器60包括多个输入端，且多个输入端分别与充放电管理装置50的输出端电连接，一体化采集器60用于将获取的信息传输至发电机组管理监控平台70，其中，一体化采集器60获取的信息包括储能用蓄电池51的储电量、启动用蓄电池52的储电量、监控用蓄电池53的储电量、发电机组的温度和天气的信息。
48.需要说明的是，图1所示实施例仅示意性示出了光伏系统中各子部件的连接关系示意图，其中，光伏系统中还包括其他部件，本申请在此不一一描述；还需要说明的是，配电箱20包括最大功率点跟踪控制器mppt(maximum power point tracking)，最大功率点跟踪点跟踪控制器主要起到输出直流电压的作用。
49.具体地，请继续参考图1所示，本申请安装于箱式发电机组的光伏系统100包括光伏组件10、配电箱20、蓄电池充电器30、分配单元40、多个充放电管理装置50、储能用蓄电池51、启动用蓄电池52、监控用蓄电池53和一体化采集器60，其中，光伏组件10用于将太阳能转化为电能，并且由于太阳光的不稳定造成光伏组件10发出的电压不稳定，因此需要将此电压作处理，具体的处理方法是将该电压输入至配电箱20，配电箱20中的最大功率点跟踪控制器将不稳定的电压转换为稳定的直流电压，并通过配电箱20的输出端将该稳定的直流电压输入至蓄电池充电器30，蓄电池充电器30的输入为交直流电，能够将配电箱20输出的稳定的240v直流电压转化为24v直流电压，并通过蓄电池充电器30的输出端输入分配单元40，分配单元40的输出端与多个充放电管理装置50电连接，每个充放电管理装置50的输出端电连接不同的功能器件，可以为储能用蓄电池51、启动用蓄电池52和监控用蓄电池53，其中，储能用蓄电池51用于储存电能，启动用蓄电池52用于启动发电机组时提供电能，监控用蓄电池53用于为监控设备提供电能，此外，当光伏组件10处于光照强度较弱的环境时，光伏组件10的转化率受限制，导致蓄电池充电器30的电能不足，此时，将储能用蓄电池51中电能输入至分配单元40，供分配单元40将电能分配给其他设备使用，比如，启动用蓄电池52和监控用蓄电池53，如此，能够合理利用太阳能，实现节能减排的作用；必要时，采用外接充电线通过外接端向蓄电池充电器30供电，以保证发电机组的正常运行，实现灵活的供电方式。进一步地，本申请还包括一体化采集器60，一体化采集器60与充放电管理装置50电连接，一体化采集器60用于将获取的信息传输至发电机组管理监控平台70，其中，获取的信息包括储能用蓄电池51的储电量、监控用蓄电池53的储电量和发电机组的温度和天气信息，并且一体化采集器60将信息发送至发电机组管理平台，管理平台根据一体化采集器60的信息，判断是否需要进行维修，如此，通过实时监测箱式发电机组的光伏系统的状况，及时处理意外状况，能够延长箱式发电机组的光伏系统的使用寿命。
50.还需要说明的是，分配单元40输出的电能输入至充放电管理装置50，充放电管理装置50设置的目的是对储能用蓄电池51、启动用蓄电池52和监控用蓄电池53进行管理，使其宁愿放弃部分电能，也不过充电，并且放电达到放电标准时，必须停止放电，达到不过放电，否则会影响储能用蓄电池51、启动用蓄电池52和监控用蓄电池53的使用寿命。
51.可选地，请继续参考图1所示，还包括：外部照明装置54，外部照明装置54与分配单元40的输出端电连接，外部照明装置54还与一体化采集器60电连接。
52.具体地，本申请还包括外部照明装置54，外部照明装置54与分配单元40电连接，分配单元40为其提供电能，以供外部照明装置54用电，在必要时，外部照明装置54通电，实现
外部照明装置54点亮，以便照明。
53.可选地，结合图1所示，分配单元40为24v直流分配单元40。
54.具体地，结合图1所示，本实施例中的分配单元40为24v直流分配单元40，其中，分配单元40的大小根据蓄电池充电器30的大小而定，本申请的蓄电池充电器30将240v的直流电压转化为24v的直流电压，因此，分配单元40只能分配24v的直流电压，以便与蓄电池充电器30衔接使用。
55.可选地，图2所示为本申请实施例所提供的一体化采集器60与传感器的一种连接关系示意图，请参考图2所示，还包括：温度传感器61和气象传感器62，温度传感器61和气象传感器62均与一体化采集器60电连接，温度传感器61用于监测发电机组箱内的温度，气象传感器62用于监测箱式发电机组所在地的太阳光照强度。
56.具体地，请继续参考图2所示，结合图1所示，本申请还包括温度传感器61和气象传感器62，温度传感器61和气象传感器62均与一体化采集器60电连接，温度传感器61用于监测箱式发电机组箱内的温度，当箱式发电机组用于寒冷环境时，需要为箱式发电机组保温，因此，需要随时监测箱式发电机组的箱内温度，有利于为箱式发电机组保温；气象传感器62用于监测箱式发电机组所在地的太阳能光照强度，根据太阳能的光照强度，判断光伏组件10的转换率，进一步判断是否需要开启储能用蓄电池51为分配单元40供电，能够及时切换供电主体，实现发电机组良好的运行。
57.可选地，结合图1所示，储能用蓄电池51为铅碳蓄电池，铅碳蓄电池的容量大于光伏组件10的电能转换量。
58.具体地，结合图1所示，储能用蓄电池51为铅碳蓄电池，铅碳蓄电池的容量大于光伏组件10的电能转换量，通常情况下，铅碳蓄电池相较于铅酸蓄电池的充放电循环次数较多，例如，铅酸蓄电池的充放电循环次数以600次寿命告终，而铅碳蓄电池的充放电循环次数以3000次寿命告终，因此，采用铅碳蓄电池能够延长储能用蓄电池51的寿命。此外，铅碳蓄电池的容量大于光伏组件10的电能转换量，此时，还需要考虑光伏组件10放置的位置的损耗，使得铅碳蓄电池的容量足够储存经光伏组件10转换的电能，保证铅碳蓄电池的转换率。
59.可选地，结合图1所示，储能用蓄电池51的充电电流小于等于0.3c。
60.具体地，结合图1所示，本实施例中的储能用蓄电池51的充电电流小于等于0.3c，c指蓄电池安培小时数ah，如果电池选择200ah，则最大充电电流为60ah，如果电池的容量选择太小，则充电时放弃的电能太多，如果电池的容量选择太小，电池将会充电不足。
61.可选地，结合图1所示，铅碳蓄电池的标称电压与蓄电池充电器30的标称电压相等。
62.具体地，结合图1所示，铅碳蓄电池的标称电压与蓄电池充电器30的标称电压相等，以实现铅碳蓄电池与蓄电池充电器30相匹配，使得在使用过程中，能够良好的衔接使用，不需要其他的转换。
63.可选地，图3所示为本申请实施例所提供的集装箱81与金属横梁的连接关系示意图，图4所示为本申请实施例所提供的光伏组件10与金属横梁的连接关系示意图，请参考图3和图4所示，并结合图1所示，还包括：集装箱81、以及安装于集装箱81顶部的多组合金横梁82和锁紧件83，合金横梁82与光伏组件10通过锁紧件83固定连接，且光伏组件10与集装箱
81顶部之间的距离大于50mm。
64.需要说明的是，图3所示实施例仅示意性示出了集装箱81与合金横梁82的相对位置关系，并不代表具体尺寸；图4所示实施例仅示意性示出了集装箱81与光伏组件10的相对位置关系，并不代表具体尺寸
65.具体地，请继续参考图3和图4所示，并结合图1所示，本申请还包括集装箱81、以及安装于集装箱81顶部的多组合金横梁82和锁紧件83，可选地，光伏组件10与集装箱81顶部通过锁紧件83固定，以实现光伏组件10集成于集装箱81顶部，与太阳光充分接触，有利于光伏组件10转换太阳能的效率。此外，光伏组件10与集装箱81顶部之间存在50mm的距离，专用于通风空间，有利于光伏组件10工作时散热。
66.可选地，图5所示为本申请实施例所提供的集装箱81与连接件84的连接关系示意图，请参考图5所示，并结合图4所示，还包括：连接件84，合金横梁82与集装箱81顶部通过连接件84固定连接。
67.具体地，请继续参考图5所示，并结合图4所示，本实施例中合金横梁82与集装箱81顶部固定连接，通过连接件84固定连接，可选地，连接方式可以为螺纹连接，也可以为卡扣连接，本申请对此不作限定，但凡能良好的将合金组件与集装箱81顶部固定连接均可以。
68.基于同一发明构思，本申请还提供一种安装于箱式发电机组的光伏系统100的运行方法，结合图1所示，该运行方法应用于第一环境或第二环境，第一环境下的光照强度大于第二环境下的光照强度；
69.在第一环境中，光伏组件10工作，将太阳能转换为电能，通过配电箱20中的最大功率点跟踪控制器将不稳定的电能处理成稳定的240v直流电压输出，并将该直流电压输入蓄电池充电器30，蓄电池充电器30输出24v直流电压，该直流24v电压输入分配单元40，并通过充放电管理装置50输入储能用蓄电池51、启动用蓄电池52和监控用蓄电池53，分配单元40直接将直流电输入外部照明装置54，其中，一体化采集器60将采集到的信息发送至发电机组管理监控平台70，发电机组管理监控平台70精确计算出储能蓄电池的实际容量，确认是否需要向发电机组维护人员发出警告；
70.在第二环境中，光伏组件10不工作，储能蓄电池通过充放电管理装置50向分配单元40输送24v直流电压，供分配单元40通过充放电管理装置50向启动用蓄电池52和监控用蓄电池53供电，以及向外部照明装置54供电，其中，一体化采集器60将采集到的信息发送至发电机组管理监控平台70，发电机组管理监控平台70精确计算出储能蓄电池的剩余容量，确认是否需要向发电机组维护人员发出警告，并通过蓄电池充电器30的外接充电线向蓄电池充电器30充电。
71.具体地，结合图1所示，本申请的运行方法包括在两种环境下的运行方法，即第一环境和第二环境，第一环境的光照强度大于第二环境的光照强度，在第一环境下，光伏组件10的效率更高，在第二环境下，光伏组件10的效率较低，具体为：
72.在第一环境中，光伏组件10将太阳能转换为电能，通过配电箱20中的最大功率点跟踪控制器将不稳定的电能处理成稳定的240v直流电压输出至蓄电池充电器30，蓄电池充电器30输出24v直流电压至分配单元40，并通过充放电管理装置50分别输入至储能用蓄电池51、启动用蓄电池52、监控用蓄电池53，分配单元40直接将24v直流电输入至外部照明装置54。在此过程中，一体化采集器60将采集到的信息发送至发电机组管理监控平台70，发电
机组管理监控平台70精确计算出储能用蓄电池51的实际容量，确认是否需要向发电机组维护人员发出警告。
73.在第二环境中，储能用蓄电池51通过充放电管理装置50向分配单元40输送24v主流电压，供分配单元40通过充放电管理装置50向启动用蓄电池52和监控用蓄电池53供电，以及向外部照明装置54供电，在此过程中，一体化采集器60将采集到的信息发送至发电机组管理监控平台70，发电机组管理监控平台70精确计算出储能蓄电池的剩余容量，确认是否需要向发电机组维护人员发出警告，并通过蓄电池充电器30的外接充电线向蓄电池充电器30充电。
74.如此，在太阳能充足的情况，采用光伏组件10提供电能，并将部分电能存储至储能用蓄电池51，在太阳能不充足的情况，无法使用光伏组件10提供电能时，采用储能用蓄电池51供电，有利于节能减排，合理利用能源，此外，将一体化采集器60采集的信息发送至发电机组管理监控平台70，对光伏系统进行监控，确认是否需要向发电机组维护人员发出警告，及时对发电机组的光伏系统进行监测，有利于延长发电机组光伏系统的使用寿命。
75.综上，本发明提供的一种安装于箱式发电机组的光伏系统及其运行方法，至少实现了如下的有益效果：
76.本申请提供的安装于箱式发电机组的光伏系统及其运行方法，通过设置有光伏组件，光伏组件将太阳能转换为电能，转换的电能经过配电箱和蓄电池充电器转换为稳定的直流电输入分配单元，分配单元将电能合理分配利用，其中，部分充入至储能用蓄电池的电能还能在光照强度较弱时供分配电源使用，以利于实现电能的合理利用，此外，本申请还设置有一体化采集器，将采集的信息发送至发电机组管理监控平台，对光伏系统进行监控，确认是否需要向发电机组维护人员发出警告，及时对发电机组的光伏系统进行监测，有利于延长发电机组光伏系统的使用寿命。
77.虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。