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CN103190055A - 具有应急开关的能源转化发电系统 - Google Patents

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CN103190055A
CN103190055A CN2011800495812A CN201180049581A CN103190055A CN 103190055 A CN103190055 A CN 103190055A CN 2011800495812 A CN2011800495812 A CN 2011800495812A CN 201180049581 A CN201180049581 A CN 201180049581A CN 103190055 A CN103190055 A CN 103190055A
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CN
China
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storage device
energy conversion
load
generation system
energy
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CN2011800495812A
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English (en)
Inventor
闫广川
匡超
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CSI Solar Power Group Co Ltd
Original Assignee
CSI Solar Power China Inc
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Publication date
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J9/02—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which an auxiliary distribution system and its associated lamps are brought into service
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

一种能源转换发电系统位于蓄电装置（3）与负载或蓄电装置与DC-AC逆变器（5）之间，能源转换发电系统还与一个应急开关（4）串联。当出现突发情况且蓄电装置处于过放状态而被切断与负载的电连接，通过手动闭合应急开关可使负载继续使用。该能源转换发电系统可克服当蓄电装置的电量低于过放阀值、蓄电装置切换成保护模式时，负载无法启动的缺陷。因此，当出现如地震、火灾等紧急情况时，照明负载可以继续使用，使运用能源转换发电系统作为电源的用于逃生的照明设备或其他应急设备具有更高的安全性。

Description

具有应急幵关的能源转换发电系统
【技术领域】
本发明涉及一种能源转化发电系统， 具体地， 涉及一种能源转化发电 系统的应急开关。
【背景技术】
众所周知， 光伏能源转化的发电系统由光伏组件、 控制器、 蓄电装置、
DC-AC逆变器及互联的金属导线组成。 光伏能源转化的发电系统广泛运用 于偏远无电地区， 解决照明、 播放收音机、 播放电池等基本用电需求。 光 伏能源转化发电系统的基本原理是基于光伏组件的光电效应。 白天， 光伏 组件将光能转换为电能， 并通过控制器将转化的电能储存于蓄电装置中； 夜间， 通过控制器的管理由蓄电装置向负载提供电源。 当蓄电装置的电量 低于预定过放阀值时， 控制器将对蓄电装置开启过放保护模式， 断开蓄电 装置与负载之间的电连接， 以保护蓄电装置的使用寿命。
可见， 在现有技术中， 如出现地震、 火灾等紧急情况， 并且控制器开 启过放保护模式而断开蓄电装置与负载之间的连接， 将导致负载无法正常 工作， 从而导致各种危险情况的发生。 例如， 利用太阳能的能源转化发电 系统供电的应急照明灯， 如果由于连续阴天或电量消耗大而导致控制器开 启保护模式。 当出现地震等紧急情况时， 由能源转化发电系统供电的应急 照明灯等电器将无法正常开启， 从而导致人员无法及时疏散或逃生， 进而 可能造成险情的发生。 因此， 现有技术中的能源转化发电系统在为应急设 备提供电力时存在一定的隐患。
【发明内容】
本发明目的在于， 针对上述问题， 提出一种能源转化发电系统， 其能 够确保蓄电装置即使在进入保护模式时， 也可以在紧急情况下提供应急电 力。
本发明釆用的技术方案是一种能源转化发电系统， 用于将特定形式的 能源转化为电能， 并输出给负载使用。 该系统包括能源转化装置， 用于将 特定形式的能源转化为电能； 蓄电装置， 与所述能源转化装置连接以储存 被转化的电能， 并可向负载提供电力； 控制器， 至少用于控制蓄电装置向 负载放电， 其具有保护模式， 可使蓄电装置与负载间无法建立电连接； 应 急开关， 与所述蓄电装置串联而将蓄电装置连接到负载， 以当控制器无法 在蓄电装置与负载间建立电连接时， 可被导通而在蓄电装置和负载之间建 立新的电连接。
作为本发明的进一步改进 , 所述保护模式包括蓄电装置的过放保护模 式、 或过温保护模式、 或过流保护模式。
作为本发明的进一步改进， 所述应急开关与所述控制器并联在蓄电装 置和负载之间。
作为本发明的进一步改进， 所述应急开关包括可人为触发的开关。 作为本发明的进一步改进， 所述蓄电装置包括化学电池、 或储能电容。 作为本发明的进一步改进， 所述能源转化装置包括光伏组件， 所述光 伏组件包括用于将光能转化为电能的光伏电池。
作为本发明的进一步改进， 所述能源转化装置包括风力发电装置， 所 述风力发电装置包括用于将风能转化为电能的风力发电机。
作为本发明的进一步改进， 该系统还包括在接入交流负载前用于将直 流电转化为交流电的逆变器。
作为本发明的进一步改进， 所述应急开关与所述控制器并联在蓄电装 置和逆变器之间。
与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 由于使用应急开关来强制导 通蓄电装置与负载之间的控制装置， 从而在发生紧急情况下， 即使控制器 进入保护模式而无法在蓄电装置和负载之间建立电连接， 也可以通过手动 闭合应急开关， 直接在蓄电装置与负载之间建立新的电连接。
下面通过附图和实施例， 对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
图 1为本发明能源转化发电系统第一实施方式的工作原理示意图。 图 2为本发明能源转化发电系统第二实施方式的工作原理示意图。 图 3为本发明能源转化发电系统第三实施方式的工作原理示意图。 图 4为本发明能源转化发电系统第四实施方式的工作原理示意图。 结合附图， 本发明实施例中附图标记如下：
1-光伏组件； 2-控制器； 3-蓄电装置； 4、 7-应急开关； 5-DC-AC逆 变器； 6-风力发电装置
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明， 应当理解， 此处所描 述的优选实施例仅用于说明和解释本发明， 并不用于限定本发明。
图 1 揭示本发明能源转化发电系统的第一种实施方式。 本实施方式描 述的是该光伏能源转化发电系统连接直流负载。 该能源转化发电系统包括 光伏组件 1、 控制器 2、 蓄电装置 3、 应急开关 4。 光伏组件 1与控制器 2 电连接， 光伏组件 1可通过控制器 2直接给负载充电， 或者通过控制器 2 来给蓄电装置 3充电。 蓄电装置 3通过控制器 2与负载连接， 从而为负载 提供备用电力。
光伏组件用于吸收光能， 并将光能转化为电能输出， 其可以是由若干 光伏电池（或称太阳能电池） 串联后进行封装并按方阵排列形成的大面积 电池组件。 其中， 光伏电池吸收光能， 电池两端出现异性电荷的积累， 即 产生 "光生电压"， 这就是 "光生伏特效应"。 在光生伏特效应的作用下， 光伏电池的两端产生电动势， 从而将光能转换成电能。 光伏电池一般由两 块或多块半导体薄片组成， 半导体材料通常是硅， 如单晶硅、 多晶硅、 非 晶硅等。
控制器 2 可用来管理蓄电装置 3 , 其可以是包括微控制器 （Micro Controller Unit, MCU ) 的集成电路， 当然也可以釆用其它形式的集成电路， 如特定用途集成电路 ( Application Specific Integrated Circuit, ASIC )或现场 可编程门阵列（ Field-programmable Gate Array, FPGA )等。控制器 2对蓄电 装置 3的管理至少包括过放保护， 即监测蓄电装置的电量， 并在蓄电装置 3 的电量低于预定的过放阔值时断开蓄电装置 3 和负载之间的电连接。 控制 器 2对蓄电装置 3的管理还包括对蓄电装置 3进行过充保护， 即监测蓄电 装置 3的电量， 并在蓄电装置 3的电量高于预定的过充阔值时断开蓄电装 置 3和光伏组件 1之间的电连接。 此外，控制器 2还可以用于对蓄电装置 3 进行过温保护和过流保护等， 如当蓄电装置 3 工作温度或工作电流大于预 定的过温或过流阔值而可能存在安全隐患时， 控制器 2会断开蓄电装置和 负载之间电连接（放电时）或蓄电装置和光伏组建之间电连接（充电时）。 由于这些实现方式均为本领域普通技术人员所熟知， 所以申请人在此不再 予以赘述。 蓄电装置 3 可以是化学电池， 如铅酸电池、 锂电池等， 也可以 是其它形式的储能元件， 如储能电容等。
本实施方式中， 能源转化发电系统还包括一应急开关 4, 其与蓄电装置 3串联而将蓄电装置 3连接到直流负载中。该应急开关 4与控制器 2并联在 蓄电装置 3和直流负载之间， 从而即使在控制器 2因进入保护模式而断开 蓄电装置 3与负载间的电连接时，应急开关 4可被导通而重新在蓄电装置 3 和直流负载之间建立电连接。 例如， 当发生地震、 火灾等紧急状况时， 蓄 电装置 3 因进入保护模式（如过放、 过温、 过流） 而已被控制器 2切断了 与负载间的连接， 这时可通过导通应急开关 4而在蓄电装置 3和直流负载 (如紧急照明设备） 间建立新的电连接。 应急开关 4可以是通过人为触发 的各种类型的开关， 如滑动开关、 薄膜开关、 按钮开关、 钮子开关、 琴键 开关等。
图 2揭示本发明能源转化发电系统的第二种实施方式。 本实施方式描 述的是光伏能源转化发电系统连接交流负载的工作示意图。 与第一实施方 式的主要区别在于， 系统在接入交流负载前还会事先经过一 DC-AC逆变器 5将直流电转化为交流电。 同样地，应急开关 4与所述控制器 2并联在蓄电 装置 3和逆变器 5之间。
图 3是揭示本发明能源转化发电系统的第三种实施方式。 本实施方式 描述的是光伏能源转化发电系统同时连接直流负载和交流负载的工作示意 图。 本实施方式中， 系统包括两个应急开关 4、 7分别串联在蓄电装置 3与 直流负载之间以及蓄电装置 3与 DC-AC逆变器 5之间。 从而， 可在紧急状 况下选择接通直流负载、 或交流负载、 或直流和交流负载由于该系统的其 它组成部分与上述实施方式中的相同， 所以申请人在此不再予以赘述。
图 4是揭示本发明能源转化发电系统的第四种实施方式， 其与第三实 施方式类似， 主要区别在于： 本实施方式将一风力发电装置 6替换了第三 实施方式中的光伏组件， 其包括风力发电机， 从而可将风能转化为电能并 由蓄电装置 3储存起来。 当然， 本领域的普通技术人员可轻易想到的是， 除了光伏组件和风力发电装置外， 还可以釆用其它的能源转化形式， 如利 用水力发电或利用热能发电等。
与现有技术相比， 由于使用应急开关来强制导通蓄电装置与负载之间 的控制装置， 从而在发生紧急情况下， 即使控制器进入保护模式而无法在 蓄电装置和负载之间建立电连接， 也可以通过手动闭合应急开关， 直接在 蓄电装置与负载之间建立新的电连接。
应当理解， 虽然本说明书按照实施方式加以描述， 但并非每个实施方 式仅包含一个独立的技术方案， 说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见 , 本领域技术人员应当将说明书作为一个整体， 各实施例中的技术方案也可 以经适当组合， 形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。 此外， 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 对于本领域的技术人员 来说， 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其 中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任 何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

  1. 权 利 要求
    1. 一种能源转化发电系统， 用于将特定形式的能源转化为电能， 并输 出给负载使用， 其特征在于， 该系统包括：
    能源转化装置， 用于将特定形式的能源转化为电能；
    蓄电装置， 与所述能源转化装置连接以储存被转化的电能， 并可向负 载提供电力；
    控制器， 至少用于控制蓄电装置向负载放电， 其具有保护模式， 可使 蓄电装置与负载间无法建立电连接；
    应急开关， 与所述蓄电装置串联而将蓄电装置连接到负载， 以当控制 器无法在蓄电装置与负载间建立电连接时， 可被导通而在蓄电装置和负载 之间建立新的电连接。
  2. 2. 根据权利要求 1所述的能源转化发电系统， 其特征在于， 所述保护 模式包括蓄电装置的过放保护模式、 或过温保护模式、 或过流保护模式。
  3. 3. 根据权利要求 1所述的能源转化发电系统， 其特征在于， 所述应急 开关与所述控制器并联在蓄电装置和负载之间。
  4. 4. 根据权利要求 1所述的能源转化发电系统， 其特征在于， 所述应急 开关包括可人为触发的开关。
  5. 5. 根据权利要求 1所述的能源转化发电系统， 其特征在于， 所述蓄电 装置包括化学电池、 或储能电容。
  6. 6. 根据权利要求 1所述的能源转化发电系统， 其特征在于， 所述能源 转化装置包括光伏组件， 所述光伏组件包括用于将光能转化为电能的光伏 电池。
  7. 7. 根据权利要求 1所述的能源转化发电系统， 其特征在于， 所述能源 转化装置包括风力发电装置， 所述风力发电装置包括用于将风能转化为电 能的风力发电机。
  8. 8. 根据权利要求 1所述的能源转化发电系统， 其特征在于， 该系统还 包括在接入交流负载前用于将直流电转化为交流电的逆变器。
  9. 9. 根据权利要求 8所述的能源转化发电系统， 其特征在于， 所述应急 开关与所述控制器并联在蓄电装置和逆变器之间。
CN2011800495812A 2011-03-29 2011-03-29 具有应急开关的能源转化发电系统 Pending CN103190055A (zh)

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PCT/CN2011/072276 WO2012129780A1 (zh) 2011-03-29 2011-03-29 具有应急开关的能源转换发电系统

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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