太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種太陽能儲(chǔ)能裝置，尤其涉及一種太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備。包括：若干太陽能電池板，用于將太陽能轉(zhuǎn)換成電能；所述的太陽能電池板還連接直流電機(jī)，直流電機(jī)連接水泵，由水泵連通低位封閉式蓄水池，將低位蓄水池的水送到高位水堡，高位水堡通過管線連接水力發(fā)電機(jī)，水力發(fā)電機(jī)連接到電網(wǎng)。本實(shí)用新型節(jié)能環(huán)保，儲(chǔ)能周期不受限制；有效提高太陽能的利用率，穩(wěn)定太陽能發(fā)電的輸出功率；單位太陽能電池板陣列發(fā)生故障，可以單獨(dú)檢修排查，不影響電站整體的正常工作。
【專利說明】太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種太陽能儲(chǔ)能裝置，尤其涉及一種太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]長期以來，為了滿足電力負(fù)荷的要求，電力部門不得不根據(jù)最大負(fù)荷要求建設(shè)發(fā)電能力。這一方面造成了大量發(fā)電能力的過剩和浪費(fèi)，另一方面，電力部門又不得不常常在用電高峰時(shí)段限制用電。因此迫切需要經(jīng)濟(jì)、可靠、高效的電力儲(chǔ)能系統(tǒng)與之相配套。更為重要的是，電力儲(chǔ)能系統(tǒng)是目前制約可再生能源大規(guī)模利用的最重要瓶頸之一。目前主要的可再生能源，如風(fēng)能、太陽能、潮汐能等，均是間歇式能源，如何利用儲(chǔ)能技術(shù)將這些間歇式能源“拼接”起來，是提高可再生能源比例必須解決的問題。同時(shí)，電力儲(chǔ)能系統(tǒng)還是分布式能源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。分布式能源系統(tǒng)采用大量小型分布式電力系統(tǒng)代替常規(guī)大型集中式電力系統(tǒng)，具有能源綜合利用、熱效率高、低污染等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)由于線路、運(yùn)行等原因造成的系統(tǒng)故障率會(huì)高于常規(guī)大型集中式電力系統(tǒng)。并且，由于系統(tǒng)的容量較小，系統(tǒng)負(fù)荷的波動(dòng)也將大幅增加。因此，采用電力儲(chǔ)能系統(tǒng)作為負(fù)荷平衡裝置和備用電源是分布式能源系統(tǒng)必須考慮的措施。
[0003]新能源要同時(shí)符合兩個(gè)條件:一是蘊(yùn)藏豐富不會(huì)枯竭；二是安全、干凈，不會(huì)威脅人類和破壞環(huán)境。太陽能作為一種干凈的可再生的新能源，越來越受到人們的青睞，在人們生活、工作中有廣泛的作用，其用途之一就是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。
[0004]照射在地球上的太陽能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽能，足以供全球人類一年能量的消費(fèi)。可以說，太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發(fā)電絕對干凈，不產(chǎn)生公害。所以太陽能發(fā)電被譽(yù)為是理想的能源。
[0005]太陽能的不足之處是:①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。要使太陽能發(fā)電真正達(dá)到實(shí)用水平，一是要提高太陽能光電變換效率并降低其成本，二是要實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電同電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。
[0006]為解決太陽能的時(shí)間性限制和輸出不穩(wěn)定的問題，電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的構(gòu)建尤為重要。目前已有電力儲(chǔ)能技術(shù)包括抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、蓄電池、超導(dǎo)磁能、飛輪和電容等。但由于容量、儲(chǔ)能周期、能量密度、充放電效率、壽命、運(yùn)行費(fèi)用、環(huán)保等原因，目前已在大型商業(yè)系統(tǒng)中運(yùn)行的只有抽水儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能兩種。抽水儲(chǔ)能系統(tǒng)具有技術(shù)成熟、效率高、容量大、儲(chǔ)能周期不受限制等優(yōu)點(diǎn)，是目前廣泛使用的電力儲(chǔ)能系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型為解決太陽能間歇性出現(xiàn)，大量太陽能得不到利用的問題，提供了一種太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備，利用白天的充足太陽能通過水栗將水從封閉式低位蓄水池送到高位水堡，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為水的勢能存儲(chǔ)起來，在夜間無法使用太陽能時(shí)，水從高位水堡排放至低位蓄水池驅(qū)動(dòng)水力發(fā)電機(jī)發(fā)電。提高太陽能的利用率和時(shí)效性，將不不穩(wěn)定、不可控的太陽能變成按照電網(wǎng)峰谷需求的電能，較好解決上網(wǎng)發(fā)電問題。本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案得以解決:
[0008]一種太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備，包括:若干太陽能電池板，用于將太陽能轉(zhuǎn)換成電能；眾所周知，太陽能電池板所發(fā)出的是直流電，所述的太陽能電池板還連接直流電機(jī)(省去了故障率高、價(jià)格昂貴的逆變器)，直流電機(jī)連接水栗，由水栗連通高位水塔，所述的高位水塔包括蓄水池和高位水堡，高位水堡通過管線連接水力發(fā)電機(jī)，水力發(fā)電機(jī)連接到電網(wǎng)。太陽能電池板陣列利用白天的充足太陽能，一方面通過直流電機(jī)帶動(dòng)水栗，將水從低位蓄水池輸送到高位水堡，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為水的勢能存儲(chǔ)起來；另一方面通過發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸送電力；在無太陽能時(shí)，還可以按照電網(wǎng)需求將水從高位水堡排放至低位蓄水池驅(qū)動(dòng)水力發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)發(fā)電。
[0009]針對以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的太陽能電池板呈分布式陣列排列，每一陣列的太陽能電池板連接到一個(gè)直流電機(jī)，每一個(gè)直流電機(jī)連接到一個(gè)水栗。分布式陣列排列的太陽能電池板數(shù)量和位置可以根據(jù)實(shí)際需要排布，并保證直流電機(jī)和水栗的正常工作，各陣列出現(xiàn)故障時(shí)可以單獨(dú)檢修，不影響其他陣列的作業(yè)。
[0010]針對以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的直流電機(jī)的電壓為400-600V。
[0011]針對以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，每一陣列的太陽能電池板輸出功率為200KW或以上。
[0012]針對以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的高位水堡還連接有水輪機(jī)。水輪機(jī)將水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。
[0013]針對以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的水輪機(jī)與水力發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)軸固接。由水輪機(jī)帶動(dòng)水力發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0014]針對以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的蓄水池為封閉式蓄水池。封閉式蓄水池具有防凍保溫功效，保溫防凍層厚度設(shè)計(jì)要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r和最大凍土層深度確定，保證池水不發(fā)生結(jié)冰和凍脹破壞，從而保證太陽能抽水儲(chǔ)能系統(tǒng)的正常工作。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]利用白天的充足太陽能通過水栗將水從低位水庫送到高位水庫，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為水的勢能存儲(chǔ)起來，一方面通過直流電機(jī)帶動(dòng)水栗，將水從低位水庫輸送到高位水庫，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為水的勢能存儲(chǔ)起來；另一方面通過發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸送電力；在無太陽能時(shí)，還可以按照電網(wǎng)需求將水從高位水庫排放至低位水庫驅(qū)動(dòng)水力發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)發(fā)電。節(jié)能環(huán)保，儲(chǔ)能周期不受限制；有效提高太陽能的利用率，穩(wěn)定太陽能發(fā)電的輸出功率；單位太陽能電池板陣列發(fā)生故障，可以單獨(dú)檢修排查，不影響電站整體的正常工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型整體工作流程圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型水塔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]其中:1-封閉式低位蓄水池，2a-水栗，2b-水栗，2c_水栗，2d-水栗，3-水力發(fā)電機(jī)，4-高位水堡。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面以四組太陽能電池板陣列為例，結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0021]參見圖1，一種太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備，包括:若干太陽能電池板，用于將太陽能轉(zhuǎn)換成電能；所述的太陽能電池板還連接直流電機(jī)，直流電機(jī)連接水栗，由水栗連通高位水塔，所述的高位水塔包括相互連通的蓄水池I和高位水堡4，高位水堡4通過管線連接水力發(fā)電機(jī)3，水力發(fā)電機(jī)3連接到電網(wǎng)。所述的高位水堡4還連接有水輪機(jī)。水輪機(jī)將水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。所述的水輪機(jī)與水力發(fā)電機(jī)3的傳動(dòng)軸固接。由水輪機(jī)帶動(dòng)水力發(fā)電機(jī)3發(fā)電。所述的太陽能電池板呈分布式陣列排列，每一陣列的太陽能電池板連接到一個(gè)直流電機(jī)，每一個(gè)直流電機(jī)連接到一個(gè)水栗。在本實(shí)施例中，如圖2所示，由4個(gè)太陽能電池板陣列連接4個(gè)直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)四個(gè)水栗2a、2b、2c、2d，分別將蓄水池I中的水抽入高位水堡4。為使水栗正常工作，所述的直流電機(jī)的電壓為400-600V，因此，每一陣列的太陽能電池板輸出功率為200KW或以上。分布式陣列排列的太陽能電池板數(shù)量和位置可以根據(jù)實(shí)際需要安排，并保證直流電機(jī)和水栗的正常工作，各陣列出現(xiàn)故障時(shí)可以單獨(dú)檢修，不影響其他陣列的作業(yè)。
[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例的工作流程如圖1所示，一方面通過四個(gè)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)四個(gè)水栗，將水從低位蓄水池I輸送到高位水堡4，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為水的勢能存儲(chǔ)起來；根據(jù)電網(wǎng)電力需要，將水從高位水堡4排放至低位蓄水池1，水流驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)水力發(fā)電機(jī)3發(fā)電，為電網(wǎng)提供可控和穩(wěn)定的電力。
[0023]為適應(yīng)各種不同環(huán)境的需要，本實(shí)用新型所述的蓄水池I為封閉式蓄水池。封閉式蓄水池具有防凍保溫功效，保溫防凍層厚度設(shè)計(jì)要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r和最大凍土層深度確定，保證池水不發(fā)生結(jié)冰和凍脹破壞，從而保證太陽能抽水儲(chǔ)能系統(tǒng)的正常工作。
[0024]以上對本實(shí)用新型所提供的一種太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，例如附圖中所給出的只是本實(shí)施例的一種情況。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備，包括: 若干太陽能電池板，用于將太陽能轉(zhuǎn)換成電能； 其特征在于，所述的太陽能電池板還連接直流電機(jī)，直流電機(jī)連接水栗，由水栗連通低位封閉式蓄水池，將低位蓄水池的水送到高位水堡，高位水堡通過管線連接水力發(fā)電機(jī)，水力發(fā)電機(jī)連接到電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備，其特征在于:所述的太陽能電池板呈分布式陣列排列，每一陣列的太陽能電池板連接到一個(gè)直流電機(jī)，每一個(gè)直流電機(jī)連接到一個(gè)水栗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備，其特征在于:所述的直流電機(jī)的電壓為400-600V。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備，其特征在于:每一陣列的太陽能電池板輸出功率為200KW或以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備，其特征在于:所述的高位水堡還連接有水輪機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能抽水儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備，其特征在于:所述的水輪機(jī)與水力發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)軸固接。
【文檔編號】H02S10/20GK203604105SQ201320736778
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】李同強(qiáng), 黃亮, 楊靜, 王粵 申請人:李同強(qiáng)