一种光电转换方法及储能系统与流程

本发明属于光电转换，尤其涉及一种光电转换方法及储能系统。

背景技术：

1、光电转换是指将光能转换成电能的过程，可以包括多种方法，例如光电效应、半导体光致电压效应、热电效应等。而光伏发电是使用光伏效应来将光能转化为电能的一种方式，属于光电转换技术的一种。

2、光伏发电是指利用光伏效应将太阳能转换为直流电能的过程。通常，光伏发电系统包括太阳能电池板、电子控制系统、电池储能系统和逆变器等设备。光伏发电是一种清洁、可再生的能源，但它也存在一些缺陷，如：发电效率会受到天气影响，也会受到太阳能电池板的工作温度、面积和角度、遮挡污染等因素以及光伏发电系统里组件损坏的影响，从而导致光伏发电的效率和产量降低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光电转换方法及储能系统，通过光照强度预测模型、表面温度检测以及热量存储和调用，极大程度上降低了光照强度和温度对光电转换效率的影响，提高了光电转换效率和发电产量；同时利用存储和释放热能保证温度处于最佳状态，进一步提高光电转换效率和生成的电能产量。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种光电转换方法，包括如下步骤：

4、s1，获取太阳能电池板安装区域的地理位置信息；

5、s2，根据所述地理位置信息确定所述太阳能电池板的受光角度；

6、s3，获取所述太阳能电池板的发电效率、发电功率、发电量和光照热能；

7、s4，根据所述受光角度、所述发电效率、所述发电功率、所述发电量和所述光照热能建立光照强度预测模型；

8、s5，获取所述太阳能电池板的当前光照角度；

9、s6，根据所述当前光照角度和所述光照强度预测模型动态调整所述受光角度；

10、s7，根据所述当前光照角度获取所述太阳能电池板生成的当前光照热能；

11、s8，根据所述光照强度预测模型对所述当前光照热能进行划分，将其划分为第一光照热能和第二光照热能；

12、s9，对所述太阳能电池板进行检测，获取其表面温度；

13、s10，对所述表面温度进行判断，若所述表面温度大于最低温度阈值且小于最高温度阈值，则执行步骤s11；若所述表面温度大于等于所述最高温度阈值，则执行步骤s12；若所述表面温度小于等于所述最低温度阈值，则执行步骤s13；

14、s11，对所述第二光照热能进行热电转换；

15、s12，对所述第一光照热能进行存储；

16、s13，调用存储的所述第一光照热能进行所述热电转换。

17、优选的，所述地理位置信息包括经纬度、区域海拔和气象信息；其中，所述气象信息包括天气、季节、温度、湿度、气压、风速和降水量。

18、优选的，所述气象信息、所述发电效率、所述发电功率、所述发电量以及所述光照热能均属于同一历史时刻。

19、优选的，所述建立光照强度预测模型包括以下步骤：

20、s41，采集地理位置信息数据、光电数据、光热数据和受光角度数据；其中，所述光电数据包括发电效率数据、发电功率数据和发电量数据；所述光热数据包括光照热能数据；

21、s42，对所述地理位置信息数据、所述光电数据和所述光热数据进行数据预处理，获取预处理数据；

22、s43，对所述预处理数据进行基于时间序列的特征选择，选取时序光照特征数据并构建样本数据集；

23、s44，将所述样本数据集划分训练数据集和测试数据集；

24、s45，选择模型算法，并根据所述训练数据集对选择的所述模型算法进行训练，获取所述光照强度预测模型；

25、s46，根据所述测试数据集对所述光照强度预测模型进行模型评估；

26、s47，对所述光照强度预测模型进行模型部署和维护更新。

27、优选的，训练数据集：测试数据集 = 4:1。

28、优选的，选择的所述模型算法包括线性回归、决策树、随机森林和支持向量机。

29、优选的，所述模型评估的指标包括：均方误差、均方根误差、平均绝对误差、交叉验证和学习曲线。

30、优选的，所述太阳能电池板包括光伏区域和热电区域；其中，所述光伏区域用于进行光电转换，所述热电区域用于进行热电转换。

31、优选的，动态调整光伏区域面积和热电区域面积，当所述表面温度小于等于所述最低温度阈值/所述表面温度大于等于所述最高温度阈值时，所述热电区域面积大于所述光伏区域面积。

32、第二方面，本技术实施例提供了一种储能系统，所述系统应用于所述光电转换方法，包括彼此通信连接的光伏模块、光热模块、能量存储模块、信息获取模块和模型生成模块；

33、所述光伏模块，用于利用太阳能电池板将太阳能转换为电能；

34、所述光热模块，用于利用所述太阳能电池板将所述太阳能转换为热能；

35、所述能量存储模块，用于存储所述热能和所述电能；

36、所述信息获取模块，用于获取太阳能电池板数据、光热模块数据和光电模块数据；

37、所述模型生成模块，用于根据所述信息获取模块获取的数据进行建模，生成光照强度预测模型；

38、其中，所述太阳能电池板包括光伏区域和光热区域；

39、其中，所述太阳能电池板数据包括太阳能电池板安装区域的地理位置信息、所述太阳能电池板的表面温度、当前光照角度和受光角度；

40、所述光热模块数据包括所述太阳能电池板的光照热能和当前光照热能；

41、所述光电模块数据包括所述太阳能电池板的发电效率、发电功率和发电量。

42、本发明的有益效果为：

43、（1）本发明通过建立光照强度预测模型来调整太阳能电池板的受光角度，实现光照强度的自我监测，降低光照强度对光电转换效率和产量的影响；又通过检测和判断太阳能电池板的表面温度，针对不同温度情况进行不同的操作，降低温度对光电转换效率和产量的影响；还将光热转换生成的热能进行存储或调用，避免温度过高或过低影响光电转换效率；本发明通过光照强度预测模型和表面温度检测，极大程度上降低了光照强度和温度对光电转换效率的影响，提高了太阳能电池板的光电转换效率和生成的电能产量。

44、（2）本发明通过获取太阳能电池板的安装区域地理信息确定其受光角度，进而再结合获取到的太阳能电池板的发电效率、功率以及发电量等信息建立光照强度预测模型；再通过获取太阳能电池板的当前光照角度，并利用光照强度预测模型调整受光角度，从而使得太阳能电池板始终可以通过不断调整角度达到最佳光照强度，进而提升光电转换的效率以及提高光电转换的产量。

45、（3）本发明通过获取太阳能电池板的表面温度进而判断该表面温度与最高温度阈值和最低温度阈值的大小关系，根据该大小关系对光照热能采取不同的处理方式，在温度超过最高温度阈值时采用存储方式，在温度处于二者之间时进行热电转换，在温度低于最低温度阈值时将光照热能存储后再调用进行热电转换；本发明通过上述方式避免了太阳能电池板在高温或低温状态下导致光电转换效率降低的情况，降低了温度对光电转换效率的影响，提高光电转换率的同时增加转换产量。

46、（4）太阳能电池板在进行光电转换的同时还进行光热转换，本发明将光热转换生成的热能存储下来，在温度很高时进行热电转换降低太阳能电池板的表面温度，降低温度对其效率的影响，提升其转换效率；在温度很低时调用存储的热能维持其表面温度不变，使得太阳能电池板处于最佳温度范围内，减小低温对其效率的影响，保持光电转换的效率和产量；并利用最高温和最低温产生的最大温度差提升热电转换的效率和产量，从而通过热电转换并结合光电转换，进一步提升光电转换的效率和电能产量。