一种基于风扇散热的光伏电力储存充电控制一体化系统

技术领域

本申请属于光伏技术领域，尤其涉及一种基于风扇散热的光伏电力储存充电控制一体化系统。

背景技术

目前，根据电网在光伏技术的推广和实施工作中发现了以下几个问题：

1、目前的储能装置、光伏逆变器、汽车充电桩都是单独发展的，成本较高，互不兼容。

2、电网企业对单独发展的逆变器、储能装置和充电桩等设备难以统一布置，储能、光伏、充电桩分别办理用电和并网申请，公司需要为其办理3次业务流程，布置三个并网点并安装三套计量装置，不仅增加了工作量，而且造成了严重的资源浪费。

3、储能装置和逆变器组装在一起形成终端后，原有的逆变器壳体不能满足终端的尺寸需要，并且导致储能装置充放电、逆变器工作时的散热需求极具增加。

发明内容

本申请为了解决上述问题，本申请提供一种基于风扇散热的光伏电力储存充电控制一体化系统。

本申请的目的是提供一种基于风扇散热的光伏电力储存充电控制一体化系统，本申请通过控制终端将光伏系统、储能系统、充电桩和电网系统连接在一起，使得本申请具有多种工作模式，散热风扇组对控制终端进行各模式时的主动或被动散热。

为实现本申请的目的，本申请的技术方案为：

一种基于风扇散热的光伏电力储存充电控制一体化系统，包括控制终端，控制终端与光伏系统、储能系统、充电桩、并网点连接，控制终端包括布置在箱体内的逆变器和储能装置，逆变器和储能装置上的散热片突出箱体，箱体上设置有承载板，承载板上设置有散热风扇组，散热风扇组包括多个并列布置的散热风扇，散热风扇组对准散热片，散热风扇包括风扇外壳，风扇外壳上设置有支撑支架，风扇外壳内设置有下部风扇，风扇外壳上方设置有上部风扇，上部风扇连接下部风扇，下部风扇与支撑支架铰接连接。

进一步的，支撑支架上铰接设置有转动杆，上部风扇与转动杆固定连接，下部风扇与转动杆固定连接。

进一步的，支撑支架上铰接设置有转动杆，下部风扇与转动杆固定连接，转动杆上设置有外齿轮，外齿轮位于支撑支架上方，转动杆一侧设置有铰接杆，铰接杆与支撑支架铰接配合，铰接杆上设置有连接支架，连接支架上设置有内齿轮，内齿轮与外齿轮啮合配合，上部风扇与铰接杆固定连接。

进一步的，风扇外壳上设置有凸缘，凸缘上设置有盖板。

进一步的，盖板上设置有光电传感器，铰接杆上设置有传感器配合块，传感器配合块上设置有与光电传感器配合的反光片。

进一步的，铰接杆上设置有第一平移板，盖板上设置有第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴上设置有第一丝杠，第一丝杠与第一平移板螺接配合，第一平移板上固定设置有第一辅助杆，盖板上设置有直线轴承座，第一辅助杆与直线轴承座内的直线轴承连接。

进一步的，转动杆上设置有旋转轮，风扇外壳上设置有开口，承载板上设置有电机安装板，电机安装板上设置有风扇用驱动电机，风扇用驱动电机位于散热风扇组的一侧，风扇用驱动电机的输出轴上设置有主动轮，散热风扇组的另一侧设置有从动轮，主动轮和从动轮上设置有与旋转轮配合的传动带，传动带穿过开口，主动轮、从动轮的直径大于旋转轮的直径。

进一步的，电机安装板上设置有滑块，承载板上端设置有滑轨，滑块滑动设置在滑轨内，承载板下端设置有第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴上设置有第二丝杠，第二丝杠上设置有丝杠用平移板，丝杠用平移板上铰接设置有第一旋转轴，第一旋转轴连接从动轮，承载板下端还设置有直线轴承座，直线轴承座上活动设置有第二辅助杆，第二辅助杆上设置有辅助杆用平移板，辅助杆用平移板上铰接设置有第二旋转轴，第二旋转轴连接主动轮，丝杠用平移板和辅助杆用平移板上设置有连接板。

进一步的，承载板下端设置有间隔布置的第一位置传感器和第二位置传感器，第一位置传感器、第二位置传感器的探头突出承载板，第一位置传感器和第二位置传感器对准电机安装板。

进一步的，散热风扇组内各个散热风扇上的上部风扇错位布置。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

1、本申请通过控制终端将光伏系统、储能系统、充电桩和电网系统连接在一起，使得本申请具有三种工作模式，作为第一种光伏发电模式，光伏系统发电并通过逆变器实现并网发电，作为第二种储能模式，光伏系统所发的电能直接进入储能系统、储能装置中实现电力存储，作为第三种储能并网模式，在该模式下，储能系统和储能装置内的电能通过逆变器进行并网发电，在三种模式下，由控制终端上的通讯天线实现信号通讯，控制终端连接的充电桩能够对电动车充电，与现有技术相比，本申请一机多用，一台控制终端便能够实现三种模式，并且，在电价低时，光伏电能储存在储能装置和储能系统内，在电价高时可以并网实现更高的经济价值，对于投资而言，现有技术需要多个并网点和多套计量装置，本申请只需要一个并网点和一套计量装置，实现投资中的成本节约。

2、本申请利用箱体将逆变器和储能装置组合起来，利用散热风扇组对箱体内的逆变器和储能装置进行各模式实行时的散热，散热风扇组对准散热片，散热风扇包括位于风扇外壳内的下部风扇和位于上方的上部风扇，无论各方向的防吹动上部风扇都会带动下部风扇，由下部风扇对散热片进行散热，使得箱体上方流动的空气能够进入散热片。

3、本申请的散热风扇的上部风扇通过偏心布置的内齿轮与下部风扇上中心布置的外齿轮连接，这使得上部风扇的尺寸可以大一些并且在散热风扇进行并列布置成散热风扇组时，上部风扇可以错位布置，使得散热风扇的风力更大，在铰接杆上布置的传感器配合块与光电传感器配合用于检测上部风扇的转速。

4、本申请利用电机安装板上的风扇用驱动电机带动传动带运动，由第一驱动电机带动内齿轮与外齿轮分离进而使得上部风扇和下部风扇分离，由第二驱动电机带动传动带与旋转轮接触，由传动带带动下部风扇上的旋转轮转动进而带动下部风扇主动运动，在外部风力带动下部风扇转动时，由第一驱动电机带动内齿轮与外齿轮啮合进而使得上部风扇和下部风扇配合，由第二驱动电机带动传动带与旋转轮远离即可。

5、本申请利用第一位置传感器和第二位置传感器检测传动带的位置，进而判断传动带与旋转轮是否分离和接触。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请的控制终端在一个方向上的整体结构示意图；

图2为本申请的控制终端在另一个方向上的整体结构示意图；

图3为本申请一种散热风扇的整体结构示意图；

图4为具有防尘结构的散热风扇的整体结构示意图；

图5为本申请另一种散热风扇的整体结构示意图；

图6为图5在另一个方向上的整体结构示意图；

图7为本申请的散热风扇组的一种布局的结构示意图；

图8为本申请的散热风扇组与承载板配合的整体结构示意图；

图9为图8在另一个方向上的整体结构示意图；

图10为本申请的运行模式的结构示意图。

图中：

1、安装支架，2、底部托板，3、箱体，4、逆变器，5、储能装置，6、并网用接头，7、通讯天线接口，8、光伏接入接口，9、承载板，10、散热风扇组，11、风扇外壳，12、下部风扇，13、支撑支架，14、外齿轮，15、内齿轮，16、连接支架，17、上部风扇，18、箭头标识，19、凸缘，20、盖板，21、第一驱动电机，22、第一丝杠，23、第一辅助杆，24、第一平移板，25、开口，26、传感器配合块，27、光电传感器，28、主动轮，29、传动带，30、从动轮，31、风扇用驱动电机，32、电机安装板，33、第二驱动电机，34、第二丝杠，35、丝杠用平移板，36、第一直线滑块，37、第一直线滑轨，38、第二辅助杆，39、辅助杆用平移板，40、第二直线滑块，41、第二直线滑轨，42、第一位置传感器，43、第二位置传感器，44、连接板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本申请作进一步说明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本申请中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本申请各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本申请中任一部件或元件，不能理解为对本申请的限制。

实施例1

本实施例是一种基于风扇散热的光伏电力储存充电控制一体化系统，在现有的光伏发电体系中，光伏系统通过逆变器4直接并网，而在本实施例中的一体化系统中增加了储能系统、控制终端以及与控制终端连接的充电桩等结构，这就导致本实施例的控制终端的体积增大，并导致散热需求增加，具体来看，本实施例的一体化系统包括控制终端，以控制终端为中心，控制终端与光伏系统、储能系统、充电桩、并网点连接，控制终端包括布置在箱体3内的逆变器4和储能装置5，逆变器4和储能装置5上自带的散热片突出箱体3，在箱体3的下端具有并网用接头6，并网用接头6通过连接线与并网点连接，箱体3的下端也具有通讯天线接口7和光伏接入接口8，通讯天线接口7连接通讯天线，光伏接入接口8与光伏系统连接，使得控制终端将光伏系统、储能系统、充电桩和电网系统连接在一起，使得本实施例具有三种工作模式，其中，作为第一种光伏发电模式，光伏系统发电并通过逆变器4实现并网发电，作为第二种储能模式，光伏系统所发的电能直接进入储能系统、储能装置5中实现电力存储，储能系统能够储存的电力大于储能装置5，进而减小箱体3内储能装置5的体积，作为第三种储能并网模式，在该模式下，储能系统和储能装置5内的电能通过逆变器4进行并网发电，在三种模式下，由控制终端上的通讯天线实现信号通讯，控制终端连接的充电桩能够对电动车充电，与现有技术相比，本实施例能够实现一机多用，一台控制终端便能够实现三种模式，并且，在电价低时，光伏电能储存在储能装置5和储能系统内，在电价高时可以并网实现更高的经济价值，对于投资而言，即一体化系统的采购和安装阶段，目前的现有技术需要多个并网点和多套计量装置，而本实施例只需要一个并网点和一套计量装置，实现投资中的成本节约。

本实施例的箱体3安装在安装支架1上，安装支架1可以通过支撑杆安装在地面上，在安装支架1的下端安装有多块底部托板2，箱体3安装在底部托板2上，本实施例在箱体3上布置有承载板9，具体的，承载板9是安装在安装支架1上，且在箱体3的上方、下方均安装一块承载板9，并在承载板9上安装有散热风扇组10，散热风扇组10包括多个并列布置的散热风扇，散热风扇组10对准散热片，由散热风扇对散热片进行主动或者被动的散热，作为散热风扇的主要结构，散热风扇包括风扇外壳11，风扇外壳11整体呈立方体型，风扇外壳11通过螺栓固定安装在承载板9上，风扇外壳11上具有呈“十”字型的支撑支架13，风扇外壳11内安装有下部风扇12，风扇外壳11上方安装有上部风扇17，上部风扇17通过相应的连接结构连接下部风扇12，下部风扇12与支撑支架13铰接连接，通过气流带动上部风扇17进而使得下部风扇12转动，在风扇外壳11的作用下，下部风扇12产生的气流便会向着散热片运动，进而实现散热。

作为一种实施方案，支撑支架13上铰接安装有转动杆，支撑支架13上安装轴承，转动杆安装在轴承上，上部风扇17与转动杆固定连接，下部风扇12与转动杆固定连接，这也是最简单的散热风扇结构，其需要依靠自然风力运动才能带动上部风扇17运动，上部风扇17的转速与下部风扇12的转速相同，且下部风扇12的转速也依靠风力的大小，在下文中，本实施例会采用新的风扇结构。

作为另一种实施方案，本实施例在支撑支架13上铰接安装有转动杆，支撑支架13上安装有轴承，转动杆安装在轴承上，下部风扇12与转动杆固定连接，转动杆上固定安装有外齿轮14，外齿轮14位于支撑支架13上方，在转动杆一侧安装有铰接杆，铰接杆与支撑支架13铰接配合，支撑支架13上安装有轴承，铰接杆安装在轴承上，铰接杆上安装有连接支架16，连接支架16上具有内齿轮15，内齿轮15与外齿轮14啮合配合，上部风扇17与铰接杆固定连接，在气流吹动上部风扇17时，内齿轮15带动外齿轮14转动进而使得下部风扇12转动，这也使得上部风扇17转动一圈，下部风扇12能够转动多圈，进一步增加散热风扇的散热能力，作为转速的检测结构，本实施例安装有光电传感器27，铰接杆上具有传感器配合块26，传感器配合块26上安装有与光电传感器27配合的反光片，通过光电传感器27的信号接收次数确定内齿轮15的转动进而判断下部风扇12的转速，本实施例在盖板20上安装光电传感器27，具体的，风扇外壳11上具有凸缘19，凸缘19上安装有盖板20，盖板20通过螺栓与风扇外壳11固定连接在一起，盖板20将下部风扇12封闭起来，起到防尘的效果。

另外，散热风扇组10内各个散热风扇上的上部风扇17错位布置，在一个上部风扇17转动时，上部风扇17将会受到其相邻的上部风扇17的助力，这也使得上部风扇17的尺寸排布能够达到更大值，对于下部风扇12的旋转也更有利。

作为主动散热的实施结构，本实施例在铰接杆上安装有第一平移板24，具体的，铰接杆上安装轴承，轴承外周安装套筒，套筒上具有对称布置的第一平移板24，在盖板20上固定安装有第一驱动电机21，第一驱动电机21的输出轴上安装有第一丝杠22，第一丝杠22与盖板20上的轴承座连接在一起，第一丝杠22与第一平移板24螺接配合，由第一驱动装置带动第一丝杠22转动，由第一丝杠22带动第一平移板24运动，另外，第一平移板24上固定安装有第一辅助杆23，盖板20上安装有直线轴承座，第一辅助杆23与直线轴承座内的直线轴承连接，另外，在支撑支架13上安装滑动块，使得滑动块在支撑支架13上滑动运动，并在滑动块上安装轴承，铰接杆的下端与滑动块的轴承连接在一起，盖板20的相应位置也开设有通槽，使得内齿轮15能够和外齿轮14啮合和分离，作为进一步的实施方案，本实施例在转动杆上安装有旋转轮，在内齿轮15和外齿轮14分离后，由旋转轮的转动带动下部风扇12转动，实现散热片的主动散热，在风扇外壳11上开设有截面为矩形的开口25，使得传动带29能够进入开口25并与旋转轮接触，在承载板9上安装有电机安装板32，电机安装板32上固定安装有风扇用驱动电机31，风扇用驱动电机31通过螺栓固定在电机固定板上，并将风扇用驱动电机31布置在散热风扇组10的一侧，风扇用驱动电机31的输出轴上安装有主动轮28，散热风扇组10的另一侧安装有从动轮30，主动轮28和从动轮30上具有与旋转轮配合的传动带29，传动带29穿过开口25，主动轮28、从动轮30的直径大于旋转轮的直径，使得传动带29与旋转轮能够接触或者分离，在本实施例中，旋转轮、主动轮28、从动轮30均采用同步带轮，传动带29采用同步带，更具体的，电机安装板32上安装有滑块，承载板9上端安装有滑轨，滑块滑动安装在滑轨内，承载板9下端安装有第二驱动电机33，第二驱动电机33的输出轴上安装有第二丝杠34，第二丝杠34安装在轴承座上，第二丝杠34上螺接安装有丝杠用平移板35，丝杠用平移板35上铰接安装有第一旋转轴，第一旋转轴连接从动轮30，承载板9下端还安装有直线轴承座，直线轴承座上活动安装有第二辅助杆38，第一辅助杆23、第二辅助杆38的两端均为光杆，便于辅助杆与直线轴承配合，在第二辅助杆38上固定安装有辅助杆用平移板39，辅助杆用平移板39上铰接安装有第二旋转轴，第二旋转轴连接主动轮28，并在承载板9上开设通槽，使得第一旋转轴、第二旋转轴能够穿过承载板9，丝杠用平移板35和辅助杆用平移板39上安装有连接板44，使得丝杠用平移板35和辅助杆用平移板39能够同步运动，进而使得主动轮28、从动轮30能够同步水平移动，更具体的，承载板9下端安装有间隔布置的第一位置传感器42和第二位置传感器43，第一位置传感器42、第二位置传感器43的探头突出承载板9，第一位置传感器42和第二位置传感器43对准电机安装板32，利用第一位置传感器42和第二位置传感器43检测传动带29的位置，进而判断传动带29与旋转轮是否分离和接触。

在本实施例的风扇外壳11上具有箭头标识18，依靠箭头标识18将散热风扇安装在承载板9上形成散热风扇组10，另外，承载板9下方安装第一直线滑轨37，并在第一直线滑轨37上滑动安装第一直线滑块36，丝杠用平移板35与第一直线滑块36连接在一起，丝杠用平移板35上铰接安装有第一旋转轴，第一直线滑轨37在散热风扇组10的一侧，散热风扇组10的另一侧布置第二直线滑轨41，第二直线滑轨41上滑动安装有第二直线滑块40，辅助杆用平移板39与第二直线滑块40安装在一起。

本实施例具有三种工作模式，作为第一种光伏发电模式，光伏系统发电并通过逆变器4实现并网发电，作为第二种储能模式，光伏系统所发的电能直接进入储能系统、储能装置5中实现电力存储，作为第三种储能并网模式，在该模式下，储能系统和储能装置5内的电能通过逆变器4进行并网发电，在三种模式下，由控制终端上的通讯天线实现信号通讯，控制终端连接的充电桩能够对电动车充电。

在本实施例中，由下部风扇12对控制终端进行散热，具体的，作为主动散热模式，也是本实施例最需要推广的模式，本实施例先由第一驱动电机21带动第一丝杠22转动，使得第一平移板24带动铰接杆转动，使得铰接杆上的内齿轮15与外齿轮14分离，外齿轮14不再受到内齿轮15的控制，由第二驱动电机33带动传动带29与旋转轮接触，并由风扇用驱动电机31带动所有的旋转轮转动进而使得下部风扇12对散热片进行散热，依靠风扇用驱动电机31的转速判断下部风扇12的转速，进而判断散热程度，这还需要外部的风速传感器、风向传感器的配合，在没有外部风的时候才启用主动散热模式，传感器、电机等也由储能装置5进行供电，当风速传感器、风向传感器能够接收到外部风产生的信号时，在被动散热模式下，还是由第一驱动电机21带动第一丝杠22转动，使得第一平移板24带动铰接杆转动，使得铰接杆上的内齿轮15与外齿轮14啮合配合，外齿轮14受到内齿轮15的控制，由第二驱动电机33带动传动带29与旋转轮分离，由外部风带动上部风扇17进而带动下部风扇12转动，依靠光电传感器27接收到的反光片的信号进而判断下部风扇12的转速，以此来判断散热程度。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本申请的具体实施方式进行了描述，但并非对本申请保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本申请的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本申请的保护范围以内。