[實用新型]一種帶數據傳輸的模塊化小型太陽能儲能裝置

有效

• 申請號: 201720524237.9
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN206685956U
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 楊成鋼;趙漢鷹;王燦燦;初金良;王笑棠;徐清波;陳小偉;雷婭;任宇航;任宇珂;周曼;王文才
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網浙江省電力公司麗水供電公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J7/00
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙)33217
• 代理人: 項軍

技術領域

本實用新型涉及光伏儲能技術領域，尤其涉及一種帶數據傳輸的模塊化小型太陽能儲能裝置。

背景技術

目前，太陽能電池因其資源巨大、清潔無污、安裝方便的優點正廣泛應用于電站、監控、路燈、草坪燈等方面。在實際應用中，太陽能電池的一般儲能設備為鉛酸蓄電池、鋰電池、超級電容等。對于鉛酸蓄電池而言，體積龐大，不利于安裝，使用壽命短，冬季惡劣氣候下無法給負載正常供電。因此，鋰電池因其相同容量下，體積更小，重量更輕，然而因為鋰電池系統復雜、造價高，其應用也收到一定的局限性。

現有技術中，以晶硅太陽能電池為供電設備，蓄電池為儲能設備的監控系統，使用壽命短，體積龐大，重量較重，且系統在弱光條件下充電能力不足，導致太陽能利用率不高。主要原因是單晶硅太陽能電池在低輻照下不產生電流或產生小電流，而無法給鉛酸蓄電池充電，使得系統效率降低至50％～60％，尤其是在霧霾天較多的地方。且鉛酸蓄電池的一般壽命為2～3年，使用壽命短，以鉛酸蓄電池為儲能電源的光伏離網系統甚至冬季惡劣氣候下無法正常啟動，且單晶硅電池組件重量較重，在高山等的場所不易運輸，人工成本高，安全性低，維護成本高。

現有技術中，公告為205212526U的中國實用新型專利公開了一種《基于薄膜太陽能電池的長效一體化的電源系統》，“包括薄膜光伏組件、超級電容模組、充放電控制器、穩壓模組和鋰電池組件組成的儲能設備，薄膜光伏組件的輸出端連接所述的超級電容模組的輸入端，超級電容模組的輸出端連接充放電控制器的輸入端，充放電控制器的輸出端連接所述的穩壓模組；鋰電池組件與所述的充放電控制器相連；薄膜光伏組件為柔性或剛性的薄膜太陽能電池；薄膜光伏組件的額定電壓高于鋰電池組件的最大電壓。”

雖然，現有技術提出了一種輕便、高效、長壽命的基于薄膜太陽能電池的長效一體化的電源系統，具備充分利用薄膜光伏組件的弱光發電性和超級電容的低壓充電性，具有高效弱光發電、整體系統效率高的優點。然而，現有技術中無法檢測鋰電池的利用率，無法清楚地掌握鋰電池工作數據，不了解不同地區不同負載的用電情況和系統穩定性，不便于調整系統設計，從而造成設計不合理，從一定程度上造成資源的浪費。不易于檢修維護，存在安全隱患。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種帶數據傳輸的模塊化小型太陽能儲能裝置，能夠有效解決現有技術中無法檢測鋰電池的利用率，無法利用不同地區不同負載調整系統設計的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：一種帶數據傳輸的模塊化小型太陽能儲能裝置，包括太陽能供電模組、電池管理模組、鋰電池組件、電壓監測模塊和數據傳輸模塊，所述太陽能供電模組的輸出端連接所述電池管理模組的輸入端，所述電池管理模組與所述鋰電池組件相連接，所述鋰電池組件輸出端連接有所述電壓監測模塊，所述電壓監測模塊輸出端連接有所述數據傳輸模塊。

優選的，所述太陽能供電模組包括太陽能電池、超級電容和第一穩壓模塊，所述太陽能電池與超級電容串聯后連接電池管理模組，所述超級電容上并聯有第一穩壓模塊。超級電容不僅可以提高太陽能電池的工作效率，還能提高太陽能供電模組的儲能效率；第一穩壓模塊在太陽光強度降低時，能利用太陽光輻照差延長太陽能供電模組的使用時間。

優選的，超級電容對所述電池管理模組充電方式為PWM三段式脈沖方式，所述PWM三段脈沖方式包括電流充電、電壓充電和浮充充電。采用PWM三段式脈沖充電方式，簡化了硬件電路，降低了硬件成本，減少了對電池的沖擊破壞。

優選的，所述太陽能電池包括直接帶隙半導體，所述的太陽能電池為柔性或剛性的薄膜太陽能電池。直接帶隙半導體的弱光性能更佳，與同等功率下的單晶硅太陽能電池相比日照時間更長，柔性薄膜太陽能電池可以減輕電源系統的重量，提高發電量；剛性薄膜太陽能電池，具有更高的光電轉換效率。

優選的，所述電池管理模組包括電池管理模塊、動態監測模塊和第二穩壓模塊，所述電池管理模塊與太陽能供電模組連接，電池管理模塊上連接有動態監測模塊用以監測所述太陽能供電模組的電壓，電池管理模塊還通過第二穩壓模塊連有負載。動態監測模塊用以監測太陽能電池的電壓；第二穩壓模塊可以提高負載的工作穩定性。

優選的，所述電壓檢測模塊包括控制組、接線組、采集組、顯示組和通信組，結構緊湊，體積小，重量輕，安裝方便，具有過壓、欠壓、缺相保護功能。