[發明專利]一種太陽能供電建筑的結構設計和實施方案

無效

• 申請號: 200910047323.5
• 申請日: 2009-03-10
• 公開（公告）號: CN101831995A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 胡渭雄;潘斯勇
• 申請（專利權）人: 胡渭雄;潘斯勇
• 主分類號: E04D13/18
• 分類號: E04D13/18;H02N6/00;H02J7/00;H02M7/42;F21S9/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬太陽能利用技術領域，具體涉及太陽能供電建筑的設計和實施方案。

背景技術

作為一種綠色無污染的可再生能源，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。而將太陽能應用于展覽場館、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，并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

本發明的目的在于提供一種成本較低、控制方便的太陽能光伏建筑集成系統，為居民小區等場所提供太陽能供電的戶外照明。

本發明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用于控制光伏電池陣列(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設置于建筑物屋頂上，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為該幢建筑物的走廊燈、門戶燈、門號燈和本幢建筑物周邊地域的公共照明設施等。

本系統中，建筑物屋頂可以是平頂、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筑物屋頂，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筑物可建成景觀層、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。這里，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，并且不需挖溝鋪線，省工省電。

本發明中，負載使用的照明燈可選用節能熒光燈，以節省電力開支。

本發明系統中(指屋頂系統和集中供電系統)采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。

本發明將上述3個系統組合，構成小區太陽能光伏建筑集成系統，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。本發明系統可廣泛用于居民住宅小區、機關大院、學校、公園、體育場地、展覽會館等場所。

附圖說明

圖1為本發明太陽能光伏屋頂系統和集中供電系統的結構圖示。

圖2為本發明太陽能光伏獨立系統結構圖示。

圖3為本發明中控制器電路原理圖。

圖4為本發明中逆變器電路原理圖。

圖中標號：1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，10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

本發明中，光伏電池陣列1(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，支架采用鍍鋅角鋼，安裝要求：確保在12級臺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緯度不同而不同，可視情況作±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、干燥，又避免陽光直接照射。專用箱的位置盡量地與太陽能電池板位置接近，所減少由于線路所帶來的能量損失。