[实用新型]太阳能离网发电系统

说明书

技术领域

本实用新型属于能量转换技术领域，具体涉及一种太阳能离网发电系统。

背景技术

随着世界经济的高速发展，煤、石油和天然气等传统化石能源大量使用，造成严重的能源匮乏和环境污染，能源问题越来越受到全球各国的重视。许多国家都将注意力转向了新能源，如水能、风能、生物能、太阳能、海洋能及地热能等。其中，太阳能以其储量的“无限性”、存在的普遍性、开发利用的清洁性以及逐渐显露出的经济性等优势，得到了广泛的开发和利用。

太阳能作为绿色能源，具有无污、无噪音、取之不尽用之不竭等优点，越来越受到人们的关注。由于光伏系统主要问题是电池的转换效率低且价格昂贵，因此，如何进一步提高太阳能电池的转换效率，如何充分利用光伏阵列转换的能量，是预待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种太阳能离网发电系统，通过对太阳能光伏板的改进和能量转换电路的改造提高能量利用效率。

本实用新型的技术方案是：一种太阳能离网发电系统，包括太阳能光伏板、三元锂电池组和BMS锂电智能管理单元，所述太阳能光伏板由光电转换材料将具有光谱吸收互补性的多片电池板组合而成。所述太阳能电池板包括具有较高光谱带宽的前电池和具有较低光谱带宽的后电池。所述光电转换材料为低频带隙共轭高分子材料。所述BMS锂电智能管理单元采用低内阻的MOSFET，低压降和单向导电性的肖特基二极管组成充电电路。

本实用新型有如下积极效果：本实用新型的太阳能光伏板同单层光伏电池相比，串联光伏电池在利用太阳能方面更有效，尤其是它能最大程度地减少其他能量的损失。通过采用更多的太阳光吸收层，串联光伏电池维持了充电电流并提高了充电电压，进而提升了太阳能转化效率。低内阻的MOSFET，低压降和单向导电性的肖特基二极管减小系统的传导损耗和开关损耗。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的MOSFET的漏源电压和漏源电流的关系图；

图2为本实用新型具体实施方式的二极管反向恢复示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本实用新型提供的太阳能离网发电系统，包括太阳能光伏板、三元锂(NCM)电池组、BMS锂电智能管理单元，能在实现太阳能发电储能的同时，通过合理匹配法，串联结构光伏电池，均衡保护等电路的设置，使光伏电池的利用率达到90％以上，系统的能耗降至最小，极大的提高了系统的可靠度。

由于太阳光光谱的能量分布较宽，现有的任何一种半导体材料都只能吸收其中能量比其禁带宽度值高的光子。太阳光中能量较小的光子将透过电池被背电极金属吸收，转变成热能；而高能光子超出禁带宽度的多余能量，则通过光生载流子的能量热释作用传给电池材料本身的点阵原子，使材料本身发热。这些能量都不能通过光生载流子传给负载变成有效电能。因此对于单结太阳能电池，即使是晶体材料制成的，其转换效率的理论极限一般也只有25％左右。

本实用新型提供的太阳能电池板串联结构包括具有较高光谱带宽的前电池和具有较低光谱带宽的后电池，两块电池板之间由低频带隙共轭高分子材料串联而成，频带隙决定着高分子吸收太阳光谱的波段。借助拥有不同光谱吸收带的双电池结构，串联光伏电池为收获太阳辐射中更宽的光谱提供了有效的途径。为有效地获取光能，用于串联光伏电池的光电转换材料之间必须相匹配。将具有光谱吸收互补性的多片感光层组合起来，构成了串联高分子光伏电池。

同单层光伏电池相比，串联光伏电池在利用太阳能方面更有效，尤其是它能最大程度地减少其他能量的损失。通过采用更多的太阳光吸收层(每层吸收不同频段的光谱)，串联光伏电池维持了充电电流并提高了充电电压，进而提升了太阳能转化效率。

太阳能离网发电储能系统属于一种能量转换系统。能量转换系统必定存在效率损耗，在实际应用中我们只能尽可能地获得接近100％的转换效率。本电路系统的损耗大部分来自开关器件MOSFET和二极管。MOSFET和二极管由于其自身特性，会大大降低系统效率。相关损耗主要分成两部分：传导损耗和开关损耗。