本實用新型涉及陰極保護裝置領域，尤其涉及一種分布式陰極保護系統(tǒng)。

背景技術：

陰極保護裝置是常見的工業(yè)管線保護裝置，多應用于在石油、燃氣、污水等液體或氣體的長距離輸送、儲存設備中。氣液輸送管線的陰極保護裝置是通過對所保護管線施加電流，以抵消金屬材料電子漂移產(chǎn)生的化學腐蝕。陰極保護裝置出于供電條件和集中管理的考慮，一般預先安裝在管線的中繼站、加壓站等位置。隨著與陰極保護裝置距離的加大，能量會出現(xiàn)下降的現(xiàn)象造成保護效果降低。陰極保護裝置的供電一般由中繼站內(nèi)的柴油發(fā)電機或分布式太陽能發(fā)電提供。

隨著新能源利用技術的不斷發(fā)展，分布式太陽能發(fā)電為人們提供了更加便捷的能源供應。如今，工業(yè)領域已大量使用太陽能發(fā)電技術在弱電、無電、耗電區(qū)域為設備供電。

目前為陰極保護裝置提供電源的分布式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其太陽能組件多采用玻璃基組件，玻璃基組件采用玻璃前面板和金屬背板對太陽能電池進行封裝，技術成熟，但產(chǎn)品應用安裝時，需額外安裝金屬支架系統(tǒng)，以便于固定在屋頂或地面，總體質(zhì)量很重。同時，如果陰極保護裝置所配套的太陽能發(fā)電系統(tǒng)集中在中繼站內(nèi)安裝，大面積使用玻璃基太陽能組件，會加重承載負荷、占用額外的空間。

綜上所述，陰極保護裝置部署不靈活、保護效果受距離遞減現(xiàn)象、保護裝置配套玻璃基太陽能電池部署不靈活、占用額外空間等問題，是太陽能發(fā)電系統(tǒng)在氣液管線陰極保護應用的主要瓶頸。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的是提供一種可直接貼裝管線、球罐曲面表面的分布式陰極保護系統(tǒng)，解決玻璃基太陽能發(fā)電系統(tǒng)載荷大、占地多的問題，優(yōu)化陰極保護裝置部署形式，提升氣液管線陰極保護效果。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種分布式陰極保護系統(tǒng)，包括柔性太陽能組件，和恒電位陰極保護裝置，所述柔性太陽能組件貼裝于被保護設備外表面；所述恒電位陰極保護裝置進一步包括：太陽能調(diào)壓電路、和恒電位發(fā)生電路，其中所述太陽能調(diào)壓電路，用于將所述柔性太陽能組件產(chǎn)生的波動直流電調(diào)理為標準的12V/24V直流電；所述恒電位發(fā)生電路，用于產(chǎn)生管線保護電壓，持續(xù)輸出恒電位電源。

進一步地，所述恒電位陰極保護裝置還包括儲能裝置、和電池充電電路，所述電池充電電路用于為所述儲能裝置充電。

進一步地，所述恒電位陰極保護裝置的功率范圍為90~1800w。

進一步地，所述恒電位陰極保護裝置通過金屬抱箍方式固定于被保護設備上。

進一步地，所述恒電位陰極保護裝置集成于一體化箱體內(nèi)。

進一步地，所述恒電位陰極保護裝置內(nèi)部采用灌膠封裝。

進一步地，所述柔性太陽能組件為銅銦鎵硒薄膜太陽能組件。

進一步地，所述柔性太陽能組件采用乙烯-四氟聚乙烯共聚物材料進行封裝。

進一步地，所述儲能裝置采用鋰電池。

進一步地，所述太陽能調(diào)壓電路具有最大功率點跟蹤控制器功能。

相較于現(xiàn)有的太陽能發(fā)電陰極保護裝置，本實用新型的有益效果主要體現(xiàn)如下：

（1）本實用新型為傳統(tǒng)管線陰極保護配套的太陽能發(fā)電系統(tǒng)提供了一種可曲面貼裝的安裝形式。通過柔性太陽能組件的使用，可使太陽能發(fā)電系統(tǒng)直接就近貼裝在管線、球罐區(qū)域的配套設備工作地點附近，配合保護設備就近部署，可根據(jù)需要安裝在兩個中繼站之間的任意弱保護區(qū)段，或按最佳距離分散安裝在整個管線，從而簡化保護系統(tǒng)的設計；

（2）本實用新型采用小型化、模塊化的外加電源型陰極保護裝置，采用化整為零的形式，將小功率保護設備分散安裝在管線各區(qū)段，能夠替代和補足大型的大功率設備；

（3）本實用新型采用鋰電池儲能技術，作為系統(tǒng)的儲能裝置，在日照條件下收集剩余太陽能發(fā)電，在太陽能發(fā)電不足提供額外的能源保障，且采用鋰電池對高/低溫度環(huán)境具有很好的適應性；

（4）本實用新型采用的薄膜柔性太陽能組件可直接貼裝在管線、球罐等曲面表面，不需要額外的支架系統(tǒng)和地面空間，施工安裝條件要求低；

（5）本實用新型采用的薄膜柔性太陽能組件采用質(zhì)量極輕的乙烯-四氟乙烯共聚物等非金屬材料封裝，對原有管線、球罐、鋼結(jié)構(gòu)等安裝載體無影響。

附圖說明

圖1是本實用新型的分布式陰極保護系統(tǒng)的安裝示意圖；

圖2是本實用新型的分布式陰極保護系統(tǒng)的組成示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步闡述。

如圖1所示，本實用新型的分布式陰極保護系統(tǒng)，主要包括柔性太陽能組件101，和恒電位陰極保護裝置102。其中，柔性太陽能組件101可曲面貼裝于屋頂、管線、儲罐等被保護設備200的表面。利用柔性太陽能組件101的可曲面貼裝的特性，實現(xiàn)在管線、球罐等結(jié)構(gòu)表面貼裝。

參見圖2，本實用新型實施例中，分布式陰極保護系統(tǒng)的電路組成主要包括：柔性太陽能組件（PV1，PV2，……），以及與PV組件相連接的恒電位陰極保護裝置（ICCPSYS）。柔性太陽能組件連接到恒電位陰極保護裝置的輸入端，恒電位陰極保護裝置的輸出端連接至目標金屬表面或者接地。

如圖2所示，本實施例中，恒電位陰極保護裝置主要包括：太陽能調(diào)壓電路，和恒電位發(fā)生電路。其中，太陽能調(diào)壓電路，可將所述柔性太陽能組件產(chǎn)生的波動直流電調(diào)理為標準的12V/24V直流電；并可具有MPPT（Maximum Power Point Tracking，最大功率點跟蹤）控制器功能，使其發(fā)電量最大化。恒電位發(fā)生電路，用于產(chǎn)生管線保護電壓，持續(xù)輸出恒電位電源。其中，恒電位陰極保護裝置是外加電源式陰極保護裝置的一種，通過對目標管線施加額外的微小能量的恒定電流，抵消金屬管線的電化學腐蝕效果。

進一步地，恒電位陰極保護裝置（ICCPSYS）還可以包括：儲能裝置、和電池充電電路，電池充電電路可對儲能裝置充電。

進一步地，本實用新型的太陽能調(diào)壓電路可以直接為恒電位陰極保護裝置提供直流輸出，也可以利用電池充電電路將柔性光伏組件轉(zhuǎn)化的電能給儲能裝置充電，從而在無光照條件下使用儲能裝置對陰極保護裝置提供電流。傳統(tǒng)的陰極保護裝置用電為220V，由站區(qū)電網(wǎng)供給，或者由站內(nèi)太陽能發(fā)電裝置為陰極保護裝置供電，但太陽能發(fā)電裝置提供的總的能量變化是經(jīng)過直流-交流-直流兩次AC/DC變化的。而本實用新型中，由于采用太陽能能直接供電的形式，不存在AC/DC轉(zhuǎn)化，此外還設計了MPPT最大功率跟蹤功能，因此，整體能源使用效率優(yōu)于傳統(tǒng)集中式太陽能陰極保護裝置15%以上。

傳統(tǒng)的陰極保護裝置，是采用集中保護設計，設備體積較大，常使用配電柜落地安裝。該設備一般安裝于管線沿線的加壓站、監(jiān)測站。從配電柜引出的線纜，一般是通過焊接、螺栓緊固的形式與管線連接。

而本實用新型的分布式陰極保護系統(tǒng)，采用小型化、模塊化設計，整個恒電位陰極保護裝置的功率范圍為90~1800w。且整個恒電位陰極保護裝置集成于一體化箱體內(nèi)。優(yōu)選地，恒電位極保護裝置內(nèi)部采用灌膠封裝，提高了環(huán)境適用性，和性能穩(wěn)定性。

結(jié)合圖1和圖2所示，本實用新型的分布式陰極保護系統(tǒng)是分散安裝的，設備外形小巧，其中的恒電位陰極保護裝置（ICCPSYS）下表面為導電面，與管線表面緊密貼合，可以通過金屬圓箍方式綁定在管道或儲罐表面，當然，也可以采用其他常見的或者已有的連接方式將恒電位陰極保護裝置固定于被保護設備上。

通過將陰極保護裝置模塊化，有別于傳統(tǒng)集中式保護設備，采用化整為零的形式將小功率保護設備分散安裝在管線各區(qū)段，以替代和補足傳統(tǒng)的大型大功率設備。小型化、模塊化的恒電位陰極保護設計，能夠?qū)崿F(xiàn)分布式安裝。

較佳地，本實用新型采用薄膜柔性太陽能發(fā)電組件，優(yōu)選可彎曲的銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽能組件作為光伏轉(zhuǎn)換材料，具有良好的發(fā)電效率；并且具有較寬的光伏響應范圍，在清晨、傍晚、陰雨天等弱光照條件下仍可發(fā)電。

優(yōu)選地，柔性太陽能組件采用采用乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）等輕質(zhì)非金屬材料進行封裝，在兼顧環(huán)境耐候性能的同時，具有更輕質(zhì)、可彎曲的特點。

其中，薄膜柔性太陽能組件可根據(jù)用電設備要求進行串聯(lián)或并聯(lián)，通過光伏控制器最大功率跟蹤技術（MPPT）的調(diào)節(jié)可為用電設備提供能源，并對電池進行充電。

優(yōu)選地，儲能裝置采用鋰電池儲能技術，可以在日照條件下收集剩余太陽能發(fā)電，在太陽能發(fā)電不足提供額外的能源保障。因采用鋰電池對高/低溫度環(huán)境具有很好的適應性。

綜上所述，本實用新型采用了一種模塊化、小型化的陰極保護裝置設計，并通過采用可彎曲的薄膜柔性太陽能組件，實現(xiàn)了分散式的部署形式，創(chuàng)新性地直接將太陽能發(fā)電子系統(tǒng)貼裝在金屬管線、球罐等金屬曲面表面。薄膜柔性太陽能發(fā)電系統(tǒng)的曲面可安裝特性提供了可直接貼裝在管線表面的靈活安裝方式，并解決了陰極保護裝置的用電需求。從而可根據(jù)管線、球罐保護需求將模塊化陰極保護裝置分散安裝在各區(qū)段，為目標區(qū)段的金屬管線施加外加電流，抵消原有電化學腐蝕。

以上實施例僅用于對本實用新型進行具體說明，其并不對本實用新型的保護范圍起到任何限定作用，本實用新型的保護范圍由權(quán)利要求確定。根據(jù)本領域的公知技術和本實用新型所公開的技術方案，可以推導或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本實用新型的保護范圍。