一种分布式光伏发电储能模组制造技术

本发明专利技术公开了一种分布式光伏发电储能模组，包括有光伏板，在光伏板的边框内部装有用于储能的电池模组以形成基础储能模组；电池模组包括有电路板和电池，由边框形成对电池模组的安装及防护结构，光伏板通过电缆连接电路板以实现将电能储存于电池中。本发明专利技术通过铝型材边框等将锂电池封装进铝型材内部，组成分布式基础储能模组或扩展储能模组，不需要额外建设基础设施，可大幅压缩基建成本。且这种分布式基础储能模组或扩展储能模组可以大幅降低锂电池引发火灾和燃爆事故，将因个体差异导致的事故影响限制在电池本身所处的小范围空间，不会将事故扩大蔓延到整个储能系统。还可以迅速定位故障模组，方便维修和更换拆装，可减低维护成本。护成本。护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式光伏发电储能模组


[0001]本专利技术涉及光伏发电
，具体涉及一种分布式光伏发电储能模组系统。

技术介绍

[0002]太阳能作为主要的清洁能源之一，近年来越来越受到人们的重视，但由于太阳能、风力发电等可再生能源的特殊性，并网发电会给电网的消纳能力带来非常大的压力，因此甚至被称为“垃圾电”。为了缓解发电与电网的矛盾，近年来许多地方政府将高比例配置储能作为新能源发电前置条件。例如安徽省规定2021年光伏并网容量4574MW，要求配置电化学储能容量961.5MW，风电装机容量1426MW，要求配置电化学储能容量600.4MW，同时规定电化学储能电站连续储能时长为1小时。而大多数省份的配置比例要求在10％～15％，时长两小时。
[0003]既然有配储的刚性需求，就绕不开储能技术的经济性和安全性。但低价储能系统可能造成的环境问题和安全风险，是储能长远发展的重大隐忧。目前，由于锂电池的高能量密度优势在各行各业广泛的应用，而海量的需求又大幅降低了锂电池的制造成本，低瓦时成本使锂电池为主的电化学储能是当下最成熟最热门的一种新型储能。然而，现行技术的锂电池储能电站都是以集中式储能站的形式存在，这些集中式储能站前期需要建设固定设施，如钢筋混凝土建筑或专用集装箱，不仅提高了项目的审批难度，也进一步推高了项目的建设成本和工程安装成本，更重要的是其存在较高的安全风险。由于近年来国内外的自燃和爆炸事故频发，锂电池的安全性也屡屡成为热点问题，一旦发生重大事故，就将会对储能行业前景造成巨大的负面影响。
[0004]由于锂电池在生产制造环节存在差异，因此很难保证锂电池的一致性；而性能各异的锂电池通过串联和并联组成电池组并组装成储能模组甚至电站时，性能低的锂电池和性能好的电池在同样的充放电条件下，个别性能差的锂电池极易发热甚至起火爆燃。由于这些锂电池通常又被集中在一个空间内，单个电池安全风险被无限放大到整个储能单元，单粒电芯着火引发的火灾就会存在极高的施救难度，而电站偏远、交通不便更易导致事故蔓延，从而导致集中式锂电池储能的安全风险大增，让锂电池仅有的万分之一的安全风险扩大到百分之百的概率。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的缺点，提供一种实现结构简单、设计更合理、安全系数更高、成本更低的分布式光伏发电储能模组。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种分布式光伏发电储能模组，包括有光伏板，光伏板包括有光伏片、边框和钢化玻璃，钢化玻璃装于光伏片周围，其特征在于：在边框内部设置有安装孔，在安装孔内装有用于储能的电池模组以形成基础储能模组；电池模组包括有电路板和电池，电池与电路板连接组合后一起嵌入装设在安装孔内，由边框形成对电池模组的安装及防护结构，光伏板通过电缆连接电路板以实现将电能储存于
电池中。
[0007]优选地，在边框内部靠近安装孔的位置设置有填充孔，在填充孔内填充有松散的粒状绝缘散热物料，比如石英砂、氧化铝砂、碳化硅砂、碳化硼、氮化硼等一种或几种导热性能良好的绝缘体混合物，以保障锂电池在充放电时产生的热量可以快速散发到空气环境中。绝缘散热物料的松散程度以保持良好的散热性能和足以吸收电池电芯发热爆燃所产生的能量为准。
[0008]优选地，对应每一光伏板的各基础储能模组的电池总容量与该光伏板的输出功率相匹配。比如，由于市售太阳能光伏电板的输出电压多为40V左右，所以基础储能模组的总电压也设定在40V左右。由于各种电池的平台电压不同，如采用三元锂电池串联电池组，则总节数为10节；采用磷酸铁锂和钛酸锂电池串联电池组，则总节数为12节。以边框长度减去封口长度再除以电池节数，即为平板电池的长度。
[0009]优选地，在光伏板的背面设置有具有IP68防水等级的接线盒，每一基础储能模组则设置有具有IP68防水等级的防水接头，通过电缆将防水接头与接线盒连接使每一基础储能模组均与光伏板连接；所述电缆为耐高温耐候的树脂或复合材料护套单芯、双芯或多芯电缆，如铜芯、铝芯或其他形式的导电线缆。基础储能模组的边框兼容现行市场通用的太阳能光伏板安装支架和光伏板的封装要求，其电池电芯的安装不会影响光伏板的安装，也不会影响发电功能及发电效率，从而不会增加光伏板的安装成本。
[0010]优选地，所述电池包括但不限于柱状电芯、硬包平板式电芯、方形电芯、电容式电芯、软包式电芯及刀片式电芯等各种形状的电池，如三元锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、锰酸锂电池、金属锂电极锂电池，等等。电池的工作环境温度为
‑
40℃～70℃，储存温度≥85℃。通过管理系统来管理储能模组的充放电，在环境温度低于
‑
40℃、超过65℃时，电池停止充放电，处于休眠状态。
[0011]进一步地，所述基础储能模组的外表面采用表面光洁且可反射太阳光辐射的近镜面银色材料制作，可把太阳热辐射引起的温升降到最低，而基础储能模组的内侧面和背阴处则采用可增大散热面积的翅片式结构，可最大限度的把光伏板传导过来的热量散发到空气中；电池模组所在的安装孔与边框上用于安装钢化玻璃的安装槽之间设置有隔热层以阻断光伏板的集热。
[0012]对于已运营的未装储能的光伏发电设施，或者用于增加储能容量以及对基础储能模组的维护性补充容量，则采用以下分布式光伏发电储能模组，即包括有光伏板和支架，光伏板安装在支架上，该光伏板可以是已经安装基础储能模组的光伏板，也可以是未安装基础储能模组的光伏板；其特征在于：通过支架还安装有扩展储能模组，扩展储能模组包括有若干根中空的型材，各型材通过支架安装在光伏板的背面；在型材的内部装设有电池模组，电池模组包括有电路板和电池，电池与电路板连接组合后一起嵌入装设在型材内部，型材的两端通过密封端盖密封固定；由型材及密封端盖形成对电池模组的安装及防护结构，光伏板通过电缆连接电路板以实现将电能储存于电池中。
[0013]优选地，所述型材为铝合金型材，在型材内部靠近电池模组的位置填充有松散的粒状绝缘散热物料；所述密封端盖采用灌注灌封胶、胶粘或者焊接以实现密封。
[0014]优选地，在光伏板的背面设置有具有IP68防水等级的接线盒，每一扩展储能模组则设置有具有IP68防水等级的防水接头，通过电缆将防水接头与接线盒连接使每一扩展储
能模组均与光伏板连接；所述电缆为耐高温耐候的树脂或复合材料护套单芯、双芯或多芯电缆。上述接线结构为与现有太阳能光伏发电站布线模式相兼容的设计，各引线接插件采用和现有太阳能光伏板通用标准的接插件，可以尽可能的减少布线带来的安装成本。
[0015]优选地，扩展储能模组面向光伏板的一侧采用表面光洁且可反射太阳光辐射的近镜面银色材料制作，而其侧面和背阴处则采用可增大散热面积的翅片式结构，可把环境温度对锂电池的影响降到最低。
[0016]本专利技术通过应用与现有太阳能发电板兼容的铝型材(如边框)，将适合在高温和低温环境使用的锂电池封装进铝型材内部，组成分布式基础储能模组或扩展储能模组，由于是基于现有的太阳能光伏发电板的封装安装标准，因而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏发电储能模组，包括有光伏板，光伏板包括有光伏片、边框和钢化玻璃，钢化玻璃装于光伏片周围，其特征在于：在边框内部设置有安装孔，在安装孔内装有用于储能的电池模组以形成基础储能模组；电池模组包括有电路板和电池，电池与电路板连接组合后一起嵌入装设在安装孔内，由边框形成对电池模组的安装及防护结构，光伏板通过电缆连接电路板以实现将电能储存于电池中。2.根据权利要求1所述的分布式光伏发电储能模组，其特征在于：在边框内部靠近安装孔的位置设置有填充孔，在填充孔内填充有松散的粒状绝缘散热物料。3.根据权利要求1所述的分布式光伏发电储能模组，其特征在于：对应每一光伏板的各基础储能模组的电池总容量与该光伏板的输出功率相匹配。4.根据权利要求1所述的分布式光伏发电储能模组，其特征在于：在光伏板的背面设置有具有IP68防水等级的接线盒，每一基础储能模组则设置有具有IP68防水等级的防水接头，通过电缆将防水接头与接线盒连接使每一基础储能模组均与光伏板连接；所述电缆为耐高温耐候的树脂或复合材料护套单芯、双芯或多芯电缆。5.根据权利要求1所述的分布式光伏发电储能模组，其特征在于：所述电池包括柱状电芯、硬包平板式电芯、方形电芯、电容式电芯、软包式电芯及刀片式电芯。6.根据权利要求1所述的分布式光伏发电储能模组，其特征在于：所述基础储能模组的外表面采用表面光洁且可反射太阳光辐射的近镜面银色材料制作，而基础储能模组的内侧面和背阴处...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆，
申请(专利权)人：庆泓技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：