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項目階段:在研

本發(fā)明公開了一種光伏光熱一體化裝置，包括光伏模塊、溫控箱、預(yù)熱水儲水箱和太陽能熱水器；其中，光伏模塊包括光伏電池和水流通道，水流通道的進(jìn)水口與外界自來水管路連通，水流通道的出水口連通溫控箱，溫控箱通過虹吸管與預(yù)熱水儲水箱連通；預(yù)熱水儲水箱底部設(shè)有冷水進(jìn)口和冷水出口，預(yù)熱水儲水箱冷水出口通過出水管路與太陽能熱水器連通，預(yù)熱水儲水箱冷水入口連通外界自來水管路；太陽能熱水器底部安裝有熱水出水管道。本發(fā)明光伏光熱一體化裝置利用自來水冷卻光伏電池，一方面提高了光伏電池的發(fā)電效率，另一方面也有效回收利用了光伏電池的熱能，將升溫的冷卻水儲存，使用時通入太陽能熱水器，利用了廢熱，減少了加熱時間，實現(xiàn)了節(jié)能。

太陽能光伏發(fā)電綠色無污染，而且我國太陽能資源豐富，水平面總輻射約 1680 吉瓦（1 吉瓦=1000 兆瓦=109瓦），大部分可以用于太陽能光伏發(fā)電。隨著光伏材料以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，光伏發(fā)電成本已經(jīng)大幅度降低，光伏能源作為一種新型清潔能源在我國的應(yīng)用規(guī)模迅速增長。光伏發(fā)電已經(jīng)跨越了示范應(yīng)用階段，進(jìn)入了大規(guī)模推廣的階 段。近年來，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速增長。截止到 2015 年 6 月底，中國光伏發(fā)電累計裝機(jī)容量達(dá)到了 35.78 吉瓦，其中光伏電站 30.07吉瓦，分布式光伏 5.71 吉瓦。根據(jù)美國 IHS 咨詢公司預(yù)計，2015 年全球光伏裝機(jī)量增長 16%~25%，達(dá)到 53-57 吉瓦之間。

太陽能光伏發(fā)電綠色無污染，而且我國太陽能資源豐富，水平面 總輻射約 1680 吉瓦（1 吉瓦=1000 兆瓦=109 瓦），大部分可以用于太 陽能光伏發(fā)電。隨著光伏材料以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，光伏發(fā)電成本已 經(jīng)大幅度降低，光伏能源作為一種新型清潔能源在我國的應(yīng)用規(guī)模迅 速增長。光伏發(fā)電已經(jīng)跨越了示范應(yīng)用階段，進(jìn)入了大規(guī)模推廣的階 段。近年來，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速增長。截止到 2015 年 6 月底， 中國光伏發(fā)電累計裝機(jī)容量達(dá)到了 35.78 吉瓦，其中光伏電站 30.07 吉瓦，分布式光伏 5.71 吉瓦。根據(jù)美國 IHS 咨詢公司預(yù)計，2015 年 全球光伏裝機(jī)量增長 16%~25%，達(dá)到 53-57 吉瓦之間。 項目特色和創(chuàng)新之處： 分布式光伏系統(tǒng)便于實施，是受到各級政府鼓勵的分布式電源模 式，但是由于在設(shè)計、管理和評價機(jī)制等方面的制約，特別是過高的 后期維護(hù)費用，使其推廣過程遇到一些障礙。高效率的分布式光伏云 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對電站中光伏組件的輸出性能進(jìn)行實時的監(jiān)測，并 對形成的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的大數(shù)據(jù)分析，從而獲得電站運行的性能 評價指標(biāo)，以及可能影響電站性能的因素，并給出進(jìn)行電站性能優(yōu)化 的建議，提高電站產(chǎn)出。由于采用了高可靠性的無線數(shù)據(jù)采集技術(shù)， 可進(jìn)行無人化的值守和遠(yuǎn)程監(jiān)控，大大降低運維費用。 相比國內(nèi)產(chǎn)品，具有通信速率高、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定等優(yōu)勢，達(dá)到國 際先進(jìn)水平。本項目方案綜合成本低，有利于增加光伏電站的透明度。 與國外同類產(chǎn)品相比，成本只有其 1/4 左右，具有很強(qiáng)的市場競爭力。 組件級的光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊。每塊太陽能組件對應(yīng)一個電壓監(jiān)測模塊，方陣中每個組串串聯(lián)電流監(jiān)測模塊都通過本地通訊鏈路將 數(shù)據(jù)上報至數(shù)據(jù)中繼模塊，將數(shù)據(jù)通過電站路由器上傳至云數(shù)據(jù)服務(wù) 器，傳輸過程中進(jìn)行了數(shù)據(jù)加密，保證數(shù)據(jù)的可靠性和安全性，所有 的數(shù)據(jù)在云數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)進(jìn)行存儲與處理，用戶可通過 PC 或移動終 端進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)取和查看。 主要技術(shù)指標(biāo)及條件 組件級的電站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有速度快，可靠性高等特點，具體 的技術(shù)指標(biāo)如下： 最大采集頻率：120 次/分鐘 自身平均功耗：5mA 峰值功耗：150mW 環(huán)境溫度：-20~80℃ 最大電站規(guī)模：1GWp 應(yīng)用前景及社會價值： 該技術(shù)可以在已建或新建光伏電站上應(yīng)用，大幅提升光伏電站的 運行質(zhì)量和發(fā)電量，降低運維成本,最終實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能管 理、智能運維、智能監(jiān)控，使得光伏電站也真正進(jìn)入“智能化”時代。 該項技術(shù)能夠大幅提升國內(nèi)光伏電站的技術(shù)水平，從而為節(jié)能降耗做 貢獻(xiàn)。

汽車充電站作為電動汽車的能源補(bǔ)給站，是新能源汽車得以廣泛推廣的強(qiáng)有力保障。結(jié)合現(xiàn)有電網(wǎng)供電的光伏汽車充電站不但克服了單純利用現(xiàn)有電網(wǎng)供電的弊端，而且利用儲量豐富、價格免費、清潔、可再生的太陽能資源發(fā)電，將對節(jié)約不可再生能源，保障國家能源安全，改善環(huán)境污染問題做出重要貢獻(xiàn)。 東北大學(xué)建設(shè)的基于光伏發(fā)電的新型電動汽車充電站,主要有分布式光伏發(fā)電裝置、分布式儲能設(shè)備，綜合優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)和智能充電樁構(gòu)成，通過智能接入式能量整定裝置，能量監(jiān)控核和開放式通信結(jié)構(gòu)協(xié)議，結(jié)合智能的能量分配和管理、綜合優(yōu)化與控制決策支持系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)能量和信息的安全可靠、高效經(jīng)濟(jì)和智能接入式的分配和控制，同時可實現(xiàn)充電負(fù)載的快、慢速可調(diào)節(jié)充電，相關(guān)技術(shù)成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。 本項目所研制的充電樁可實現(xiàn)負(fù)載的快速充電，其主要由電源模塊、充電機(jī)和充電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成，其主要特點是：   1)實現(xiàn)了模塊化、大功率電動汽車充電模塊在電動汽車快速充電中的應(yīng)用。該充電模塊主要具有如下優(yōu)點：a.采用APFC功率因數(shù)校正技術(shù)，對電網(wǎng)污染小；b.采用自主均流技術(shù)，可實現(xiàn)多臺電源冗余并聯(lián)，擴(kuò)大輸出功率；c.自帶風(fēng)機(jī)，強(qiáng)制風(fēng)冷。具有過溫關(guān)機(jī)功能以及電池防反接功能。 2)充電機(jī)模塊實現(xiàn)APFC校正功能。由于輸入端有整流元件和濾波電容，單相AC/DC開關(guān)電源及大部分整流電源供電的電子設(shè)備，其電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅為0. 65左右。采用有源功率校正技術(shù)后可提高到0. 95~0. 99，既治理了電網(wǎng)的諧波污染，又提高了開關(guān)電源的整體效率。3)電動汽車充電樁設(shè)計方案采用ARM核心結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了視頻自動監(jiān)控功能。

本實用新型旨在一種可折疊便攜式微型太陽能光伏電站，包括可折疊便攜式 電池板(9)，太陽能充放 電主控制模塊M1，與M1相連的LCD液晶顯示電路M2、 DC-DC轉(zhuǎn)換電路M3、DC-AC逆變電路M4、太陽能光伏電 池陣列及蓄電池充電電路 M5、發(fā)光二極管顯示電路M6、輸出開關(guān)繼電器電路M7、輸出接口M8，其中可折 疊 便攜式電池板(9)的輸出與電路M5相連，DC-AC逆變電路M4和DC-DC轉(zhuǎn)換 電路M3分別與輸出開關(guān)繼電器電路 M7相連，同時電路M4與開關(guān)繼電器電路M7 與輸出接口M8相連。本實用新型提供了一種基于單片機(jī)控制的，可折疊、便于 攜帶的，具有多種形式電壓輸出的微型太陽能光伏電站。

超高分辨率光矢量分析設(shè)備采用“微波光子學(xué)方法”，首創(chuàng)具有國際領(lǐng)先水平的“超高分辨率光矢量分析技術(shù)”，集成了電-光、光-電和光-光3類元器件頻譜響應(yīng)的測量功能，可應(yīng)用于光纖通信、光纖傳感、光信號處理和集成光子學(xué)等領(lǐng)域。 技術(shù)特征 關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點一：基于120度電橋的高抑制比光單邊帶調(diào)制技術(shù)和基于光載波抑制與平衡光電探測的非線性誤差對消技術(shù)。 關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點二：光頻梳通道化測量技術(shù)和基于光希爾伯特變換的鏡像邊帶抑制技術(shù)。 關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點三：多種測量模式融合與系統(tǒng)軟硬件集成技術(shù)。 工作波長：1528-1565 nm 最高波長分辨率：50 kHz（即0.4 fm） 幅度分辨率：0.01 dB 幅度精確度：±0.11 dB 相位分辨率：0.01° 相位精確度：±1.2° 對比國際上最高水平商用光矢量分析儀表LUNA OVA5000，設(shè)備的分辨率提升了4000倍，動態(tài)范圍提升了31倍（15dB），相位精確度提升了2.5倍（單通道40GHz范圍內(nèi)），幅度分辨率也提升5倍以上，打破國外技術(shù)壁壘，實現(xiàn)進(jìn)口替代。

面向當(dāng)前人工焊接效率低下、焊接質(zhì)量難于保證的缺點，以線結(jié)構(gòu)光傳感器為主要感知工具，構(gòu)建了一套面向3D空間曲線焊縫的焊接機(jī)器人智能導(dǎo)引編程系統(tǒng)，實現(xiàn)了對3D空間曲線焊件的在線感知、焊縫精確提取，以及焊縫軌跡編程軌跡的優(yōu)化生成等。具體技術(shù)指標(biāo)： （1）焊縫掃描精度在0.2mm以內(nèi)、掃描速率最高可達(dá)1kHz； （2）可面向多種不同類型的焊縫實現(xiàn)自動化作業(yè)； （3）無需人工示教編程，可根據(jù)掃描模型自動生成機(jī)器人的焊接路徑。 創(chuàng)新點： （1）基于3D視覺處理方式，受環(huán)境影響小，無需光照條件； （2）可處理的焊縫類型多，適用面廣； （3）去人工示教，智能化編程方式。

成果來源于承擔(dān)的國家“863計劃”課題。該技術(shù)將光伏發(fā)電、太陽能集熱、熱泵供熱技術(shù)有機(jī)結(jié)合，研發(fā)了一體化的高性能太陽能光伏/集熱裝置，收集熱能的同時有效降低光伏組件溫度，光電效率可相對提高10[[%]]；基于熱泵技術(shù)對太陽能、空氣熱能進(jìn)行高效捕集與復(fù)合利用，為建筑提供全年熱水與采暖，能效比達(dá)4.0以上。 該技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)(ZL 200810020840.9等多項發(fā)明專利)，實現(xiàn)了太陽能熱電聯(lián)供及與空氣熱能的多能互補(bǔ)，應(yīng)用前景廣闊。曾獲江蘇省技術(shù)發(fā)明二等獎。