关于移动式光伏、移动式储能方舱的研究

赵道青 伊发成

摘要：在当前的能源研究和应用领域中，太阳能被认为是一种极具潜力且环保的可再生能源。开发和利用清洁的可再生能源势在必行。太阳能的利用因此受到世界各国的普遍关注,其中光伏并网发电是太阳能利用的主要发展趋势,必将得到快速的发展。近年来,新型光伏发电系统对整机的体积、重量及效率提出了更高的要求。在21世纪,电力可持续发展已经成为了实现社会经济可持续发展的基础,并在社会经济、能源与环境协调发展中起着重要的平衡作用，大型地面集中式光伏电站应运而生。然而，传统的光伏系统通常安装在固定位置，这在某些情况下可能限制了其使用。为了解决这一问题，移动式光伏和储能技术受到了广泛关注。它们可以提供灵活、可移动的能源解决方案，适应各种环境和需求。尤其在电力缺乏地区、随车供电、应急保障、灾害抢险、工程施工、军队野外作战等场景中需要离网用电的领域，如何有效的利用太阳能保障供电、供热显得尤为重要。

关键词：移动式光伏；移动式储能方舱；光伏发电；储能系统；优化设计

引言

随着能源需求日益增长，新型可再生能源如太阳能的应用越来越广泛。其中，移动式光伏、移动式储能方舱，结合了光伏发电和储能技术的优势，为各种需要灵活、高效能源供应的场景提供了解决方案。

一、移动式光伏、移动式储能方舱的设计

1. 结构设计

本文所述的移动式光伏、移动式储能方舱，采用标准化的模块设计，便于组装与维护。其结构主要包括方舱本体、光伏组件及组件滑道、10kw太阳能储能集成逆变模块、快装支架、配电箱等部分。

方舱本体：方舱本体是方舱的支撑和保护单元，它通常由钢材或铝合金等材料制成，确保方舱的稳定性和安全性。

光伏组件及组件滑道：光伏板是方舱中的发电单元，它可以将太阳能转化为直流电；组件滑道可更方便取用光伏组件。

10kw太阳能储能集成逆变模块：10kw太阳能储能集成逆变模块是方舱中的储能单元，它负责储存光伏板产生的电能，并在需要时释放。

快装支架：用于光伏组件的安装，可根据不同纬度下调节光伏组件倾角。

配电箱：将10kw太阳能储能集成逆变模块的电力电压主配电线路分散到各个用电点，有着分时控制、电力调节、过载电流保护、短路保护等功能，起到保障用电点的安全操作和正常运行的作用。

2 .功率与能量管理

光伏板负责太阳能的收集，通过逆变器将直流电转换为交流电，同时为储能电池充电。控制系统负责管理整个过程的能量流动，确保系统的稳定运行。

      

二、移动式光伏、移动式储能方舱的性能优化

1.提高光电转换效率

通过选用高效光伏板，优化光伏板布局，增加光电转换效率。此外，采用最大功率点追踪（MPPT）技术，动态调整工作点，以提高能量收集效率。进一步地，定期清理光伏板表面的灰尘和污垢，以保持其良好的光吸收效率。

2. 增强储能系统效率

采用高能量密度的锂离子电池作为储能主体，配以电池管理系统（BMS），有效提高储能效率。通过温度控制和电池均衡策略，延长电池寿命。为了进一步提高储能效率，可以引入先进的能量管理系统，如需求响应管理系统（DRMS），根据用电需求调整储能电池的充电和放电策略。

3. 优化逆变与充电控制

采用先进的逆变器技术和控制算法，提高电能转换效率，降低损耗。同时，采用智能充电算法，优化充电过程，保护电池寿命。具体地，可以采用功率追踪技术，动态调整逆变器和充电器的运行状态，以达到最优的运行效率。此外，引入充电保护系统，以防止过充或欠充对电池造成损害。

三、移动式光伏、移动式储能方舱的应用场景

1. 应急供电领域

在灾害救援、野外作业等场景下，移动式光伏、移动式储能方舱可以提供稳定、持续的电力供应，保障现场设备的正常运行。例如，在地震灾区，移动式光伏、移动式储能方舱可以快速部署，为救援设备提供电力支持，避免因电力中断而造成的设备无法运行的情况。

2. 移动能源领域

在电力供应不足或无法建立固定电力设施的地区，如偏远山区、野外科考等场景，移动式光伏、移动式储能方舱可以作为移动式电源，满足现场设备的电力需求。例如，在偏远山区的小学或诊所，移动式光伏、移动式储能方舱可以为电子教学设备或医疗设备提供持续的电力供应。

3. 户外设施领域

移动式光伏、移动式储能方舱可为户外设施提供电力供应，如公路养护、森林防火、野外作业等场景。同时，其便携、易转移的特点使得其在户外设施领域具有广泛的应用前景。例如，在公路养护工作中，移动式光伏、移动式储能方舱可以为照明设备或其他电动设备提供电力支持。再如，在森林防火季节，它可以为监控设备和消防设备提供稳定的电力供应。此外，还可以考虑将其应用于户外科研或探险活动中，作为电源设备支持各种科研设备或生活设施的运行。

四、移动式光伏、移动式储能方舱的行业前景

移动式光伏、移动式储能方舱的市场前景受到多种因素影响，包括政策支持、技术进步、市场需求等。以下是一些可能影响市场前景的关键因素：

政策支持：政府出台的政策对移动式光伏、移动式储能方舱的市场前景具有重要影响。随着全球对可再生能源的需求不断增加，各国政府都在积极推动可再生能源的发展，并出台了一系列政策和补贴措施，鼓励和支持光伏储能系统的发展。

技术进步：随着技术的不断进步，移动式光伏、移动式储能方舱的效率和可靠性不断提高，成本也在不断下降，这将有利于市场的扩大。

市场需求：随着电动汽车、智能家居等新兴市场的不断涌现，对电能储存和管理的需求也在不断增加，这将为移动式光伏、移动式储能方舱带来更多的应用场景和市场需求。

总体来看，移动式光伏、移动式储能方舱的市场前景较为广阔。在未来，随着技术的不断进步和市场规模的不断扩大，移动式光伏、移动式储能方舱的成本将进一步降低，应用场景也将更加广泛，市场前景将更加广阔。

五、结论

本文提出的移动式光伏、移动式储能方舱是一种将光伏发电系统与储能系统结合的设备，可以在不同地点提供电力供应。具有灵活、高效、环保等特点，为各种需要灵活、高效能源供应的场景提供了解决方案。通过进一步优化设计，可提高其光电转换效率、储能系统效率和逆变充电控制效率，从而更好地满足实际应用的需求。未来，移动式光伏、移动式储能方舱将在应急供电、移动能源和户外设施等领域发挥更大的作用。

参考文献：

[1]靳志会，太阳能光伏发电系统设计及运行分析[D].河北工业大学。2012.

[2]彭道福，超级电容器储能系统在光伏发电系统中的研究与应用[D].北京交通大学。2011.