一种光伏升降式光储系统

技术领域

本发明属于光伏发电的技术领域，尤其涉及一种光伏升降式光储系统。

背景技术

随着社会工业化的进程加速，环保问题日益为社会所重视，环境监测设备逐渐受到钢厂、矿区、园区和社区的欢迎，无组织排放空气质量监测系统大量应用于在线扬尘、环保、气象站、隧道等在线扬尘监测无组织粉尘污染源排放及居民区、商业区、道路交通、施工区域等地方，为现场处理和管理提供定量的空气质量数据支持。然而，目前的环境监测设备主要为电缆有线连接或固定式安装进行实施布置，灵活性较差以无法满足无组织排放监测的需求。

现有的光伏发电系统通常适用在光照辐射大的时刻，在阴雨天气环境下，其不仅不能够工作，而且在高处设置的光伏组件将受大风影响，降低整体装置的使用寿命。储能系统供电技术的发展，进一步适应分布式光伏的离网供电环境，但现有装置的灵便性较差，不利于小型化挂载设备的供电需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏升降式光储系统，操作简便、使用灵便、占用空间小，可用于环境监测设备的供电。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种光伏升降式光储系统，包括：升降式光伏发电装置、电力储能模块、输配电模块及控制模块；

所述升降式光伏发电装置包括支架柱、支架固定块、传动组件、光伏组件及电气舱，所述支柱架固设于所述电气舱之上，所述传动组件安装于所述支架柱上，所述光伏组件固设于所述支架固定块上，所述支架固定块与所述传动组件连接，随着所述传动组件的运行而升降；

所述电力储能模块、输配电模块及控制模块安装于所述电气舱内，所述输配电模块接收所述升降式光伏发电装置生成的电能，传输至所述电力储能模块，所述电力储能模块的电能通过所述控制模块向外稳定输出。

根据本发明一实施例，所述传动组件包括配重块、固定滑轮、传动齿轮、传动链；

所述支架柱固设多个所述固定滑轮，所述固定滑轮上挂设配重牵引线，所述配重牵引线的一端连接所述支架固定块，所述配重牵引线的另一端连接所述配重块；

所述传动齿轮设于所述支架柱上，所述传动齿轮上设置所述传动链，所述传动链连接所述支架固定块及伺服电机，实现固定于所述支架固定块上的光伏组件的升降。

根据本发明一实施例，所述支架柱包括内层和外层，所述内层用于所述传动链的运转，所述外层用于所述配重块的移动。

根据本发明一实施例，所述配重块与所述支架柱的接触面设有导轮，以减少所述配重块与所述支架柱之间的摩擦。

根据本发明一实施例，所述配重块的重量与所述光伏组件和所述支架固定块的总重量相匹配。

根据本发明一实施例，所述传动链包括第一传动链和第二传动链；

所述伺服电机与所述第一传动链通过变向齿轮连接，控制变向齿轮的运行方向，改变所述第一传动链与所述第二传动链的传动方向，实现固定于所述支架固定块上的光伏组件的升降。

根据本发明一实施例，所述支架柱的顶端设有风速传感器，所述风速传感器与所述控制模块连接，所述控制模块实时采集所述风速传感器的风速数值，当风速数值超出预设阈值时，控制所述传动组件降低所述光伏组件。

根据本发明一实施例，所述光伏组件包括光伏发电单元、光伏支架，所述光伏发电单元通过所述光伏支架与所述支架固定块固连；

所述光伏支架上设置接近传感器，所述接近传感器与所述控制模块连接，所述控制模块实时采集所述接近传感器的数值，防止所述光伏组件与其他器件碰撞。

根据本发明一实施例，所述电气舱的顶部安装有带锁把手的密封盖板，便于放置和维修电气设备；

所述电气舱的外侧设有电源接口，用于为电气舱内部的电力储能模块补电，或为外部负载进行临时供电。

根据本发明一实施例，所述电力储能模块包括能量型锂离子电池和功率型储能电池，所述能量型锂离子电池用于负载供电，所述功率型储能电池用于伺服电机的供电

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明一实施例中的光伏升降式光储系统，包括：升降式光伏发电装置、电力储能模块、输配电模块及控制模块；其中，升降式光伏发电装置包括支架柱、支架固定块、传动组件、光伏组件及电气舱，该支柱架固设于电气舱之上，传动组件安装于支架柱上，光伏组件固设于支架固定块上，支架固定块与传动组件连接，随着传动组件的运行而升降；电力储能模块、输配电模块及控制模块安装于电气舱内，输配电模块接收升降式光伏发电装置生成的电能，并传输至电力储能模块，电力储能模块的电能通过控制模块向外稳定输出。该光伏升降式光储系统操作方便，太阳能资源利用率高，可有效应用于无组织、分布式监测的矿山、园区等地区。

附图说明

图1为本发明一实施例中的光伏升降式光储系统框图；

图2为本发明一实施例中的升降式光伏发电装置示意图；

图3为本发明一实施例中的光伏升降式光储系统结构示意图；

图4为本发明一实施例中的升降式光伏发电装置的俯视图。

附图标记说明：

1：升降式光伏发电装置；101：支架柱；102：支架固定块；103：光伏组件：1031：光伏发电单元；1032：光伏支架；104：电气舱；105：配重块；106：固定滑轮；107：传动齿轮；108：风扇传感器；109：配重牵引线；110：伺服电机；111：导轮；112：接近传感器；113：第一传动链；114：第二传动链；115：变向齿轮；116：带锁把手；117：密封盖板；118：电源接口；119：光储一体机；120：DC/AC逆变升压器；121：边缘服务器；2：电力储能模块：3：输配电模块；4：控制模块；5：负载。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种光伏升降式光储系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

本实施例提供了一种光伏升降式光储系统，请参看图1，该光伏升降式光储系统包括升降式光伏发电装置1、电力储能模块2、输配电模块3及控制模块4。其中，电力储能模块2、输配电模块3及控制模块4安装于电气舱内，升降式光伏发电装置1与电力储能模块1通过控制模块4实现电控偶联，输配电模块3接收升降式光伏发电装置1生成的电能，传输至电力储能模块2，电力储能模块2的电能通过控制模块4稳定输出至负载5。该负载5可以是环境监测器，或根据实际情况需要被供电的装置。

具体的，请参看图2、图3，升降式光伏发电装置1包括支架柱101、支架固定块102、传动组件、光伏组件103及电气舱104，其中，支柱架101固设于电气舱104之上，传动组件安装于支架柱101上，光伏组件103固设于支架固定块102上，支架固定块102与传动组件连接，随着传动组件的运行而升降，从而实现光伏组件103的升降。

请参看图3，传动组件包括配重块105、固定滑轮106、传动齿轮107、传动链，支架柱101内部为双层结构，外层用于配重块的移动，内层用于传动链的运转。支架柱101的顶端安装有风速传感器108，该风速传感器108与控制模块4连接，控制模块4实时采集风速传感器108的风速数值，当风速数值超出预设阈值时，控制该传动组件降低光伏组件103，将光伏组件103降至最低以确保整个装置的安全性。

支架柱101上固设多个固定滑轮106，固定滑轮106上挂设配重牵引线109，该配重牵引线109的一端连接支架固定块102，配重牵引线109的另一端连接配重块105。该固定滑轮106用于引导配重牵引线109。

多个传动齿轮107均匀地设于支架柱101上，传动齿轮上设置传动链，传动链连接支架固定块102及伺服电机110，实现固定于支架固定块102上的光伏组件103的升降。其中，传动齿轮107为阻尼性齿轮，降低支架固定块的移动速度，防止误操作或强风对装置造成破坏。传动链包括第一传动链113和第二传动链114，伺服电机110与第一传动链113通过变向齿轮115连接，通过控制变向齿轮115的运行方向，改变第一传动链113与第二传动链114的传动方向。通过一组自下而上等间距排列的传动齿轮107，依次带动第一传动链113、第二传动链114、支架固定块102进行传动作业，实现固定于支架固定块102上的光伏组件103的升降。

配重块105位于支架柱101的内部，形状类似于马蹄铁状。该配重块105与支架柱105接触的侧面设有导轮111，以减少配重块105与支架柱101内壁摩擦。该配重块105的重量与光伏组件103、支架固定块102的总重量相匹配。

该光伏组件103包括光伏发电单元1031、光伏支架1032，光伏发电单元1031通过光伏支架1032与支架固定块102固连。其中，光伏发电单元1031优选为晶硅型的光伏组件，在太阳辐射量较高的情况可体现出最优的发电性能，适用于日间电力供应。

光伏支架1032优选为质轻防腐的铝型材支架。该光伏支架上设置接近传感器112，该接近传感器112与控制模块4连接，控制模块4实时采集接近传感器112的数值，控制光伏组件103与其下方的物体保持20cm以上的安全距离，防止光伏组件103与其他器件碰撞。

电力储能模块2、输配电模块3和控制模块4位于电气舱104内，其中，电力储能模块2分为两个单元，一个是能量型锂离子电池，用于为环境监测设备负载供电；另一个是功率型储能电池，该功率型储能电池优选为超级电容，通过DC/AC逆变升压器120接入输配电模块3，为伺服电机110供电。该电力储能模块2与升降式光伏发电装置1通过光储一体机119实现电力的快速传输。

控制模块4主要为边缘服务器121，接受光储一体机119和电力储能模块2的状态信号，实时解析处理，高效分配电力的输出，满足在光照充足的条件下，优先存储满电力储能模块2中电池的电量，保障能量型锂离子电池的电能满足连续2天阴雨天的用电能力；同时，合理调控能量型锂离子电池为功率型储能电池进行电能补允，保证功率型储能电池的电能不低于60％。

电气舱104位于整体装置的下部，请参看图4，该电气舱104的顶部装有带锁把手116的密封盖板117，可方便维修和放置电气设备。另外，电气舱104的外部侧面设有外接电源接口118，可用于为电气舱104内部的电池充电，或为外部其他低负载设备进行临时供电。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。