本申請涉及太陽能光伏及鋰電儲能協(xié)同供電，具體為一種太陽能儲電和儲熱的雙儲能方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前很多邊遠(yuǎn)山區(qū)建設(shè)的通信基站，均無市電供電條件，采用太陽能及鋰電儲能協(xié)同供電的方式可以解決通信基站的持續(xù)供電問題。由于太陽能的時效性特點(diǎn)，儲能電池需要每天進(jìn)行充放電操作才可以保證基站的連續(xù)運(yùn)行，因此鋰電模組是此類基站的首選，具備3年以上的使用壽命。但鋰電池在應(yīng)用過程中通常要求在0℃以上才能正常運(yùn)行，低于這個溫度會造成放電容量下降甚至產(chǎn)生析鋰現(xiàn)象導(dǎo)致電池不可逆的損壞等情況。通常的解決方案是在鋰電模組中內(nèi)置加熱裝置，在低溫環(huán)境中將電池模組加熱到0℃以上，以保證電池模組的正常放電使用。但低溫環(huán)境通常是在夜間無光照的情況下，電池加熱浪費(fèi)了寶貴的儲能，極大的縮短了正常供電時長。也有方案采用浸沒式液冷方式，將儲能電池放在保溫的液冷套中，利用太陽能加熱液冷套給電池加熱保溫，在高溫環(huán)境，再用循環(huán)泵將導(dǎo)熱液導(dǎo)至散熱片進(jìn)行散熱，但此方案此系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、安裝維護(hù)困難，還存在導(dǎo)熱液泄露污染環(huán)境等問題。而一些現(xiàn)有的方案大都是在檢測到電池模組溫度過低時才開始加熱電池模組，如授權(quán)公告號為cn215266459u的專利文獻(xiàn)公開了一種電池包及光伏跟蹤支架公開的方案中，實(shí)時監(jiān)測鋰電池包外部環(huán)境溫度，當(dāng)保護(hù)板監(jiān)測到鋰電池包外部環(huán)境溫度低于設(shè)置的充放電允許的溫度值時，內(nèi)部加熱控制電路啟動加熱膜開啟加熱，這類方案在電池溫度已經(jīng)低了充放電性能降低了的情況下再去放電保溫，本身就影響了電池壽命，而且如果這時電池還帶載，并不能保證加熱模塊能得到加熱功率的保證，這種情況也浪費(fèi)了太陽能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請?zhí)峁┝艘环N太陽能儲電和儲熱的雙儲能方法和系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)無市電條件下太陽能發(fā)電高峰出現(xiàn)棄電現(xiàn)象、低溫環(huán)境電池還要額外耗電去給自身加熱以維持持續(xù)向設(shè)備供電并造成供電時間縮短或者低溫供電損害電池等問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本申請通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種太陽能儲電和儲熱的雙儲能方法：

4、采用下列步驟開啟儲電：

5、當(dāng)光伏組件輸出的線電壓大于電池模組的充電啟動電壓時，開啟電池模組的充電功能；

6、采用下列步驟開啟儲熱：

7、s11記錄最近24小時的電池模組內(nèi)置溫度傳感器的溫度變化曲線，取其最小值為t1；

8、s12按照計算頻率計算電池電加熱模塊的加熱溫度目標(biāo)設(shè)定值t0，t0=t-t1，其中t為加熱溫度常數(shù)，所述加熱溫度常數(shù)取值范圍為35℃±3℃，所述計算頻率取值范圍為0.6次/小時到12次/小時之間；

9、s13比較電池模組當(dāng)前溫度與加熱溫度目標(biāo)設(shè)定值t0，當(dāng)t0大于電池模組當(dāng)前溫度且光伏組件輸出的線電壓大于電池模組的充電額定電壓時，開啟電池電加熱模塊；

10、采用如下步驟切換電池模組的保溫套保溫和散熱模式：

11、s21根據(jù)最近24小時內(nèi)電池電加熱模塊的運(yùn)行情況，來確定電池模組的保溫套的工作模式：如果電池電加熱模塊啟動過則控制開合機(jī)構(gòu)關(guān)閉保溫套蓋，保溫套運(yùn)行于保溫模式，如果電池電加熱模塊沒有啟動過控制開合機(jī)構(gòu)打開保溫套蓋，保溫套運(yùn)行于散熱模式。

12、優(yōu)選的，所述加熱溫度常數(shù)取值為35℃。

13、優(yōu)選的，所述計算頻率使用每小時一次。

14、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本申請還公開一種太陽能儲電和儲熱的雙儲能系統(tǒng)，包括光伏組件、電壓轉(zhuǎn)換模塊、電池模組，所述光伏組件通過電壓轉(zhuǎn)換模塊給電池模塊充電，所述電池模組包括內(nèi)殼體、電芯組、電池管理系統(tǒng)和電池電加熱模塊，所述電池管理系統(tǒng)獲取電池的充放電狀態(tài)、電池電量及光伏組件輸出的線電壓，還包括加熱控制裝置、環(huán)境溫度采集裝置、保溫套、對向設(shè)置的保溫套蓋以及開合機(jī)構(gòu)，所述保溫套套于電池模組外部并在之間形成間隔空腔，所述保溫套蓋分別設(shè)置于保溫套的對向開口并受開合機(jī)構(gòu)控制，所述開合機(jī)構(gòu)使用前述的太陽能雙儲能方法將保溫套蓋與保溫套封閉或打開，所述加熱控制裝置使用前述的太陽能雙儲能方法開啟電池電加熱模塊。

15、優(yōu)選的，所述開合機(jī)構(gòu)使用電自動控制開合機(jī)構(gòu)。

16、優(yōu)選的，所述電自動控制開合機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、拉條、拉桿、門板、門板軸固定塊，所述電機(jī)固定安裝在保溫套蓋內(nèi)側(cè)中心，所述拉條中心固定在電機(jī)軸上并繞電機(jī)在平行于保溫套蓋的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所述門板通過自身邊緣的門板軸固定在門板軸固定塊內(nèi)，所述門板繞門板軸旋轉(zhuǎn)，所述門板軸固定塊固定在保溫套蓋邊緣與保溫套內(nèi)壁對應(yīng)的位置，所述拉桿一端固定在拉條遠(yuǎn)軸端，另一端固定在門板遠(yuǎn)門板軸端，所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)時帶動門板將保溫套蓋與保溫套封閉或打開。

17、優(yōu)選的，所述保溫套包括內(nèi)側(cè)的保溫層，所述保溫層內(nèi)部填充了相變材料。

18、本方案相對于現(xiàn)有技術(shù)，有益效果在于：本申請通過使用控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前環(huán)境溫度、當(dāng)前時間以前的夜間溫度、電池當(dāng)前容量等情況，綜合判斷并控制電池模組自身具備的加熱模塊對電池進(jìn)行加熱儲熱，從而形成儲電儲能雙儲能模式，再利用電池模組的保溫套采用智能控制方法自動切換保溫及散熱模式，充分利用了發(fā)電高峰的“棄電”實(shí)現(xiàn)儲熱，最大限度的利用了綠色能源，實(shí)現(xiàn)了光伏系統(tǒng)在發(fā)電高峰儲電和儲熱的雙儲能。

技術(shù)特征：

1.一種太陽能儲電和儲熱的雙儲能方法，在其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能儲電和儲熱的雙儲能方法，其特征在于：所述加熱溫度常數(shù)取值為35℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能儲電和儲熱的雙儲能方法，其特征在于：所述計算頻率使用每小時一次。

4.一種太陽能儲電和儲熱的雙儲能系統(tǒng)，包括光伏組件（1）、電壓轉(zhuǎn)換模塊（2）、電池模組（4），所述光伏組件（1）通過電壓轉(zhuǎn)換模塊（2）給用電設(shè)備供電并給電池模組（4）充電，所述電池模組（4）包括內(nèi)殼體、電芯組、電池管理系統(tǒng)和電池電加熱模塊，所述電池管理系統(tǒng)獲取電池的充放電狀態(tài)、電池電量及光伏組件（1）輸出的線電壓，其特征在于：還包括加熱控制裝置、環(huán)境溫度采集裝置、保溫套（3）、對向設(shè)置的保溫套蓋以及開合機(jī)構(gòu)，所述保溫套（3）套于電池模組（4）外部并在之間形成間隔空腔，所述保溫套蓋分別設(shè)置于保溫套（3）的對向開口并受開合機(jī)構(gòu)控制，所述開合機(jī)構(gòu)使用如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的太陽能儲電和儲熱的雙儲能方法將保溫套蓋與保溫套（3）封閉或打開，所述加熱控制裝置使用如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的太陽能儲電和儲熱的雙儲能方法開啟電池電加熱模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能儲電和儲熱的雙儲能系統(tǒng)，其特征在于：所述開合機(jī)構(gòu)使用電自動控制開合機(jī)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能儲電和儲熱的雙儲能系統(tǒng)，其特征在于：所述電自動控制開合機(jī)構(gòu)包括電機(jī)（71）、拉條（72）、拉桿（73）、門板（74）、門板軸固定塊（75），所述電機(jī)（71）固定安裝在保溫套蓋內(nèi)側(cè)中心，所述拉條中心固定在電機(jī)（71）軸上并繞電機(jī)在平行于保溫套蓋的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所述門板（74）通過自身邊緣的門板軸（741）固定在門板軸固定塊（75）內(nèi)，所述門板（74）繞門板軸（741）旋轉(zhuǎn)，所述門板軸固定塊（75）固定在保溫套蓋邊緣與保溫套（3）內(nèi)壁對應(yīng)的位置，所述拉桿（73）一端固定在拉條（72）遠(yuǎn)軸端，另一端固定在門板（74）遠(yuǎn)門板軸（741）端，所述電機(jī)（71）旋轉(zhuǎn)時帶動門板（74）將保溫套蓋與保溫套（3）封閉或打開。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能儲電和儲熱的雙儲能系統(tǒng)，其特征在于：所述保溫套（3）包括內(nèi)側(cè)的保溫層，所述保溫層內(nèi)部填充了相變材料。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種太陽能儲電和儲熱的雙儲能方法和系統(tǒng)，涉及太陽能光伏及鋰電儲能協(xié)同供電技術(shù)領(lǐng)域，僅僅通過對鋰電池模組內(nèi)置溫度傳感器溫度及光伏組件輸出電壓等相關(guān)條件的綜合判讀即可實(shí)現(xiàn)合理控制電池模組充電及加熱以及控制電池模組保溫或散熱運(yùn)行模式，從而達(dá)成在光伏發(fā)電高峰時實(shí)現(xiàn)充電和加熱的雙儲能效果，解決了現(xiàn)有技術(shù)無市電條件下太陽能供電系統(tǒng)發(fā)電高峰期棄電和夜間低溫環(huán)境中鋰電池模組有電無法用或者耗費(fèi)寶貴儲電進(jìn)行加熱造成供電時長縮短的難題，達(dá)到了充分利用發(fā)電高峰的光伏發(fā)電能量、最大限度利用綠色能源的有益效果。

技術(shù)研發(fā)人員：張世軍,于增強(qiáng),劉永峰,張鎖,付緯,黃寶鳳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：香江科技（集團(tuán)）股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19