[發(fā)明專利]自循環(huán)擴容的獨立式光伏電站

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310639116.5
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103633923A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 賴勇清;郝長中
• 申請（專利權）人: 賴勇清
• 主分類號: H02S10/00
• 分類號: H02S10/00
• 代理公司: 福州市眾韜專利代理事務所(普通合伙) 35220
• 代理人: 陳智雄

【技術領域】

本發(fā)明涉及光伏電站，特別是自循環(huán)擴容的獨立式光伏電站。

【背景技術】

光伏發(fā)電是人類非常憧憬的生活，真正意義上的未來光伏發(fā)電系統(tǒng)必須滿足3個要求：1、光伏發(fā)電系統(tǒng)在沒有光照時能夠連續(xù)發(fā)電，現(xiàn)有能源發(fā)電處于輔助地位，2、光伏發(fā)電電力成本低于現(xiàn)有能源發(fā)電成本，3、有強大太陽能輸送能力的系統(tǒng)。

太陽能特點是：1、太陽能能量的分散性，每平方米只有1000瓦的能量；2、太陽晝夜光照區(qū)別，年區(qū)域光照時長差異，如；1、2類區(qū)域與4、5類的時長相差約1倍，3、年區(qū)域連續(xù)最長無光照時長差異。因此，這是太陽能利用的技術難點。

現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)、光伏電站系統(tǒng)，電網(wǎng)系統(tǒng)；光伏產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)用電網(wǎng)的電力制造光伏電池，光伏電池供應給光伏電站系統(tǒng)建立光伏發(fā)電站，光伏發(fā)電站給電網(wǎng)供電；現(xiàn)有電網(wǎng)的電力主要來源于現(xiàn)有能源如煤、油、燃氣、水利等的發(fā)電；現(xiàn)有光伏產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)由于使用現(xiàn)有能源的電力，這種光伏電池發(fā)電成本必定高于現(xiàn)有能源發(fā)電的成本；現(xiàn)有光伏電站系統(tǒng)都與電網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)使用，這使現(xiàn)有光伏發(fā)電系統(tǒng)技術只能在輔助發(fā)電的指導思維中進行研發(fā)，這必定達不到真正意義上的未來光伏發(fā)電系統(tǒng)的要求。

中國專利號201120413107.0一種集裝箱裝載式的獨立太陽能移動電站，中國專利號201020276816.9一種太陽能牧場獨立發(fā)電系統(tǒng)，提出了脫離電網(wǎng)的技術方案，但無法實現(xiàn)連續(xù)發(fā)電。

光伏發(fā)電的核心技術是太陽能利用的系統(tǒng)技術：

1、光伏電池的光電轉換效率僅是其中一個技術指標，即使光電轉換效率再好，可能由于太陽能利用系統(tǒng)資源配置不好，最終的發(fā)電效果也不好，如目前推廣的分布式光伏電站，由于各個地區(qū)的光照時長不同，效率低的電池安裝在光照時長的地區(qū)比效率高的電池安裝在光照時長短的地區(qū)發(fā)更多電。

2、光伏產(chǎn)業(yè)電池產(chǎn)品的主要成本是電力消耗成本，按現(xiàn)有技術也可以把光伏產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與光伏電站系統(tǒng)集成在一起，在有光照時用光伏電站電力制造光伏電池產(chǎn)品，沒有光照時用電網(wǎng)系統(tǒng)電力，但這種成本降低是有限的，因為制造過程主要還是消耗電網(wǎng)系統(tǒng)的電力。

3、光伏發(fā)電系統(tǒng)維持連續(xù)發(fā)電的一個重要技術是儲能發(fā)電技術，現(xiàn)有技術的能源存儲技術方式有很多，化學儲能方式由于儲能能力及環(huán)保要求在光伏發(fā)電系統(tǒng)中是不可行的，目前大家比較公認的技術是壓縮空氣儲能發(fā)電，如在國外已經(jīng)有報道光伏電站儲能發(fā)電系統(tǒng)，把壓縮空氣存儲在山洞、礦井中；但現(xiàn)有的壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)存在電-氣-電能量轉換效率低的問題。按現(xiàn)有技術可以把光伏電站系統(tǒng)與壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)集成在一起，用光伏電站系統(tǒng)供給電網(wǎng)剩下的多余的電力供給壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)轉換為壓縮空氣能存儲起來，電網(wǎng)需電時把壓縮空氣的能量轉換為電能供給電網(wǎng)；這種方案雖然可以維持連續(xù)供電，但光伏電站使用的光伏電池發(fā)電成本還是現(xiàn)有的成本。

采用太陽能利用的系統(tǒng)技術對現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)進行改進，提出未來光伏發(fā)電系統(tǒng)概念：包括自循環(huán)擴容的獨立式光伏電站、太陽能輸送系統(tǒng)；太陽能輸送系統(tǒng)包括電網(wǎng)系統(tǒng)、壓縮空氣輸送系統(tǒng)等。這種未來光伏發(fā)電系統(tǒng)是建立在系統(tǒng)集成技術上實現(xiàn)的，是應用系統(tǒng)集成技術對現(xiàn)有光伏發(fā)電系統(tǒng)資源進行配置，產(chǎn)生了最佳的效果；未來光伏發(fā)電系統(tǒng)不是現(xiàn)有技術基礎的商業(yè)模式能夠實現(xiàn)的；未來光伏發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)集成技術從根本上不同于現(xiàn)有光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術路線，未來光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術方案實施，對國家、社會在光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展方向將產(chǎn)生意義深遠的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的一種自循環(huán)擴容的獨立式光伏電站，提供了一種可以實現(xiàn)未來光伏發(fā)電系統(tǒng)的具體技術方案。

一種自循環(huán)擴容的獨立式光伏電站，包括光伏發(fā)電站和壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，所述光伏發(fā)電站包括可擴容光伏電池板模塊、光伏電池制造系統(tǒng)，所述可擴容光伏電池板模塊輸出的電力分成兩路：一路輸送給光伏電池制造系統(tǒng)用電，另一路輸送給壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)轉換為壓縮空氣能存儲，壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)將存儲的壓縮空氣能根據(jù)需要轉換為電能輸送給光伏發(fā)電站的光伏電池制造系統(tǒng)，所述的光伏電池制造系統(tǒng)生產(chǎn)的光伏電池供給可擴容電池板模塊用以擴大光伏發(fā)電站的發(fā)電容量；所述可擴容光伏電池板模塊的光伏電池板模塊總面積應滿足以下設計公式：

S≥(1+K2+D+K2*D)N1／N2／K1；其中：

S---光伏發(fā)電站太陽能電池板模塊總面積平方米，

N1---光伏電池制造系統(tǒng)的用電功率，

N2---太陽能電池板模塊單位平方米發(fā)電功率，