[发明专利]一种柔性光伏一体化电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种新能源光伏系统，具体地，涉及一种柔性光伏一体化电源系统。

背景技术

太阳能光伏发电是清洁可再生能源中备受青睐和期待的能源，太阳照射到地球上的能量可以满足全人类生存所需要的全部能源。太阳能光伏发电最早用在人造卫星上，一般民用是从1994年左右开始的，虽然只有短短十几年历史，但是发展却非常迅速。传统的硅基薄膜太阳电池沉积在玻璃等刚性衬底上，此种太阳电池的体积大，质量大，耗材耗能，只能用于固定平板位置的发电，限制了其应用范围。

沉积在聚酯膜等柔性衬底上的柔性薄膜太阳电池，能够很好地规避刚性太阳电池的缺点和弊端。柔性太阳电池通常具有厚度薄、重量轻，有良好的收拢体积比。中试或生产过程中节材节能，并且不受限于安装面的形状，可以方便地任意弯曲或卷曲；也可以把它用作紧急情况下的备用电源或通讯器用电源；也可以用作太空用人造卫星的电源。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用柔性薄膜太阳电池组件作为供电电源，将太阳能转化为电能，并采用化学电源作为储能电源实现电能的存储。该系统能够更好地应用在不受限制的曲率基板上，可以实现不同面积大小，不同曲率形状的无缝连接。 

为了达到上述目的，本发明提供了一种柔性光伏一体化电源系统，其中，该电源系统包含物理电源、化学电源以及电源控制器。

所述的物理电源将太阳能转化为电能。采用柔性薄膜太阳电池组件，包含非晶硅薄膜太阳电池组件，微晶硅薄膜太阳电池组件，非晶硅锗薄膜太阳电池组件，以及其中任意一种或几种所组成的叠层太阳电池组件，或铜铟镓硒薄膜太阳电池组件。

所述的化学电源能够作为储能电源实现电能的存储，采用蓄电池组件，包含镍镉电池组件，镍氢电池组件，锂离子电池组件，碱锰充电电池组件或铅酸蓄电池组件。

所述的电源控制器为太阳能电源单路输出控制器，型号是V-ST10，分别与物理电源、化学电源以及负载相连接，作为调控物理电源和化学电源的电源控制器。

上述的柔性光伏一体化电源系统，其中，所述的太阳能电源单路输出控制器是通过脉冲宽度调制（PMW）实现对蓄电池进行太阳能充电的单片机智能控制器。太阳能电池属于光伏设备（主要部分为半导体材料），它经过光线照射后发生光电效应产生电流。由于材料和光线所具有的属性和局限性，其生成的电流也是具有波动性的曲线，如果将所生成的电流直接充入蓄电池内或直接给负载供电，则容易造成蓄电池和负载的损坏，严重减小了他们的寿命。因此我们必须把电流先送入太阳能控制器，采用专用芯片电路对其进行数字化调节，并加入多级充放电保护。对负载供电时，也是让蓄电池的电流先流入太阳能控制器，经过它的调节后，再把电流送入负载。这样做一是为了稳定放电电流；二是为了保证蓄电池不被过放电；三是可对负载和蓄电池进行一系列的监测保护。所述的太阳能电源单路输出控制器使用了单片机和软件，实现智能控制；利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性，即不同的放电率具有不同的终了电压。具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制；以上保护均不损坏任何部件，不烧保险；采用了串联式PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM高3%-6%，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统有更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿；直观的LED发光管指示当前蓄电池状态，让用户了解使用状况；所有控制全部采用工业级芯片，能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制，定时控制精确。 

上述的柔性光伏一体化电源系统，其中，所述的柔性薄膜太阳电池组件通过串联或并联连接作为物理电源，所述的蓄电池组件并联连接作为化学电源。

上述的柔性光伏一体化电源系统，其中，所述的柔性薄膜太阳电池沉积在金属箔柔性衬底或聚酯膜柔性衬底上。

上述的柔性光伏一体化电源系统，其中，所述的柔性薄膜太阳电池为非晶硅（α-Si）叠层内联薄膜太阳电池。

上述的柔性光伏一体化电源系统，其中，所述的非晶硅叠层内联薄膜太阳电池由下至上包含柔性背板，柔性衬底，背反射电极，非晶硅叠层，透明导电膜，栅线，引出电极以及封装层。所述的非晶硅叠层分别包含N层，本征层（I层）以及P层。