一種太陽能光伏建築集成系統的製作方法

2023-06-15 18:33:31 2

專利名稱：一種太陽能光伏建築集成系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬太陽能利用技術領域，具體涉及一種太陽能光伏建築集成系統。
技術背景作為一種綠色無汙染的可再生能源，太陽能的開發利用已經成為二十一世紀世界經濟 發展中具有決定意義的重要技術領域，是世界各國可持續發展中能源戰略的重要組成部分。而將太陽能應用於展覽場館、道路交通、體育場地、居民小區、機關大院和學校、公 園等是國家實施能源戰略的重要方面，也成為科研人員和商家企業競相研發的重要課題。太陽能利用中的重要問題是成本比較高，並且受到天氣晴雨的影響，尤其是在陰雨天沒有太陽照射時，須將太陽能供電方式及時轉換成市供電方式。發明內容本實用新型的目的在於提供一種成本較低、控制方便的太陽能光伏建築集成系統，為 居民小區等場所提供太陽能供電的戶外照明。本實用新型提出的太陽能光伏集成系統，由下述三個獨立系統組成太陽能光伏屋頂 系統、太陽能光伏集中供電系統、太陽能獨立照明系統。其中(1) 太陽能光伏屋頂系統的結構如圖1所示。它由光伏電池陣列1、蓄電池2、控制器 3、逆變器4、交流配電器5、監測系統6、直流負載7和交流負載8經電路連接組成，其 中，控制器3用於控制光伏電池陣列(太陽能電池陣列)對蓄電池的充電，使充電電壓和電 流平穩、快速、高效，同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現象的發生。此外，控制器 3為直流負載7(如果有的話的)提供穩定的直流電；逆變器4(即DC/AC轉換器)將光伏電池 陣列1和蓄電池2提供的低壓直流電逆變成220伏或380伏的交流電，提供給交流負載8 使用；交流配電器5提交流負載8在太陽能供電方式和市電供電方式之間的切換；監測系 統(6)提供對整個系統運行情況的監測。本系統中，光伏電池陣列1設置於建築物屋頂上，控制器3對蓄電池2和逆變器4進 行遠程監控，交流負載8為該幢建築物的走廊燈、門戶燈、門號燈和本幢建築物周邊地域 的公共照明設施等。本系統中，建築物屋頂可以是平頂、山形，也可以是圓弧形等。(2) 太陽能光伏集中供電系統與前述太陽能光伏屋頂系統相同，只是其中的光伏電池 陣列1設置在集中供電的建築物屋頂，而交流負載8為整個小區或庭院的庭院燈、道路燈、 景觀燈、公用電話、防盜設施、監視器、噴水景觀等用電設施。其中的集中供電的建築物 可建成景觀層、展示室、機房等多種功能用房。3、太陽能獨立照明系統的結構如圖3所示，它比前2個系統更為簡單。它由光伏電 池陣列1、蓄電池2、監測系統6和直流負載7經電路連接組成。這裡， 一個直流負載7 就是一個照明燈， 一個獨立照明系統就是一盞太陽能燈。該系統主要提供小區或庭院的部 分路燈、草坪燈、庭院燈的照明供電。這些燈可以美化小區環境，使用安全，並且不需挖 溝鋪線，省工省電。本實用新型中，負載使用的照明燈可選用節能螢光燈，以節省電力開支。 本實用新型系統中(指屋頂系統和集中供電系統)採用太陽能優先供電方式，即當有太 陽照射時，系統優先使用太陽能供電方式，當陰雨天導致太陽能供電不足時，系統自動切 換到市網供電，以維持各種照明燈的用電需求；當有太陽能時，系統立即自動切換到太陽 能供電方式。本實用新型將上述3個系統組合，構成小區太陽能光伏建築集成系統，將太陽能資源 優化組合，對小區的不同對象進行分別處理，以確保小區安全、有效供電，達到節能、省 錢的目的。本實用新型系統可廣泛用於居民住宅小區、機關大院、學校、公園、體育場地、 展覽會館等場所。

圖1為本實用新型太陽能光伏屋頂系統和集中供電系統的結構圖示。 圖2為本實用新型太陽能光伏獨立系統結構圖示。 圖3為本實用新型中控制器電路原理圖。 圖4為本實用新型中逆變器電路原理圖。圖中標號l為光伏電池陣列，2為蓄電池，3為控制器，4為逆變器，5為交流配電 器，6為監測系統，7為直流負載，8為交流負載，9為市電，IO為限流控制器，11為放 電控制器，12為再調整器，13為分流調節器。
具體實施方式
本實用新型中，光伏電池陣列l(即太陽能電池板)面積為100W/m2左右，用支架將其安 裝在屋頂上，支架採用鍍鋅角鋼，安裝要求確保在12級颱風的天氣條件下仍安全可靠。 安裝方位正向朝南，傾角根據安裝現場所在地諱度不同而不同，可視情況作土5。的調整。 蓄電池2、控制器3、逆變器4等組件設計在一個通風條件好、具有接線裝置的專用箱中， 既保持箱內空氣流通、乾燥，又避免陽光直接照射。專用箱的位置儘量地與太陽能電池板 位置接近，所減少由於線路所帶來的能量損失。本實用新型中，控制器的電路原理圖見圖3所示。它由限流控制IO、放電控制ll、再 調整器12、分流調節器13以及相關開關、繼電器等元器件經電路連接組成，並與太陽能 電池陣列1和交流配電器電路連接。其基本作用是為蓄電池2提供最佳的充電電流和電壓， 快速、高效、平穩地為蓄電池2充電；並在充電過程中減少損耗，儘量延長蓄電池的使用壽命；同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現象的發生。如果用戶使用直流負載，通過控制器為負載提供穩定的直流電。本實用新型中，逆變器4電路原理圖見圖4所示。它由左半部分的蓄電池過充、放電 保護電路和右半部分的單管自激式逆變器電路組成。其中，L,、 L2是輸出變壓器，L是反 饋線圈，d、 C2、 C3是電容，R,是可調電阻，R2、 R3為電阻，J為繼電器，T,為三極體(晶體 管)，D,為二極體。電源接通時，通過電阻R,使電晶體L導通，使L,的電流I,增加，正反 饋使T,進入飽和狀態。電容d的電位不斷降低。當電流L達到飽和時，電感電流13^0， 電晶體T,的Vbe被鉗位到某一負電位，電晶體L迅速截止，I,"O，電源又通過R,給d充電。 當電容端電壓達到一定值時電晶體T,重新導通。這樣電晶體T,周期性地從飽和區進入截止 區，在線圈L2上產生交流電輸出。
權利要求1、一種太陽能光伏建築集成系統，其特徵在於由下述三個獨立系統組成太陽能光伏屋頂系統、太陽能光伏集中供電系統、太陽能獨立照明系統；其中(1)太陽能光伏屋頂系統由光伏電池陣列(1)、蓄電池(2)、控制器(3)、逆變器(4)、交流配電器(5)、監測系統(6)、直流負載(7)和交流負載(8)經電路連接組成，其中，控制器(3)用於控制光伏電池陣列對蓄電池的充電，使充電電壓和電流平穩、快速、高效，同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現象的發生；控制器(3)還為直流負載(7)提供穩定的直流電；逆變器(4)將光伏電池陣列(1)和蓄電池(2)提供的低壓直流電逆變成220伏或380伏的交流電，提供給交流負載(8)使用；交流配電器(5)提供交流負載(8)在太陽能供電方式和市電供電方式之間的切換；監測系統(6)提供對整個系統運行情況的監測；本系統中，光伏電池陣列(1)設置於建築物屋頂上，控制器(3)對蓄電池(2)和逆變器(4)進行遠程監控，交流負載(8)為該幢建築物的走廊燈、門戶燈、門號燈和本幢建築物周邊地域的公共照明設施；(2)太陽能光伏集中供電系統與前述太陽能光伏屋頂系統相同，只是其中的光伏電池陣列(1)設置於集中供電的建築物屋頂，而交流負載(8)為整個小區或庭院的庭院燈、道路燈、景觀燈、公用電話、防盜設施、監視器、噴水景觀等用電設施；(3)太陽能獨立照明系統由光伏電池陣列(1)、蓄電池(2)、監測系統(6)和直流負載(7)經電路連接組成；這裡，一個獨立照明系統就是一盞太陽能燈；該系統提供小區或庭院的部分路燈、草坪燈、庭院燈的照明供電。
2、 根據權利要求1所述的太陽能光伏建築集成系統，其特徵在於負載使用的照明燈為 節能螢光燈。
專利摘要本實用新型屬太陽能利用技術領域，具體為一種太陽能光伏建築集成系統。它由3個獨立的系統組成太陽能光伏屋頂系統、太陽能光伏集中供電系統、太陽能獨立照明系統。其中，前二者的系統由太陽能光伏電池陣列、蓄電池、控制器、逆變器、交流配電器、監測系統、直流負載和交流負載經電路連接組成。屋頂系統適用於單幢建築，集中供電系統適用於整個小區。獨立照明系統適用於單盞照明燈。三個系統組合，優化了小區太陽能資源的利用，針對小區不同對象進行分別處理，以保持小區安全、有效供電，達到節能、省錢的目的。
文檔編號F21S11/00GK201018310SQ20062004743
公開日2008年2月6日 申請日期2006年11月2日 優先權日2006年11月2日
發明者仇燮陽, 仇立安, 閻佰傑 申請人:上海呈湛實業有限公司