本發(fā)明涉及便攜式發(fā)電站以及便攜式發(fā)電站用的太陽(yáng)能面板陣列模塊裝配。

背景技術(shù)：

在全球范圍內(nèi)，氣候變化推動(dòng)了對(duì)減排目標(biāo)和強(qiáng)制性碳排放報(bào)告的要求。加上諸如勞動(dòng)力、物流和燃料(例如煤、天然氣、柴油和液化石油氣(LPG))的發(fā)電成本不斷增加，這些因素正在增加對(duì)可再生能源技術(shù)的需求。

期望提供一種產(chǎn)生電力并減少碳排放和燃料成本的替代方式。

本發(fā)明尋求克服或基本上改善現(xiàn)有技術(shù)的至少一些缺陷，或者至少提供替代方案。

應(yīng)當(dāng)理解，如果在此引用任何現(xiàn)有技術(shù)信息，那么這樣的引用并不造成在澳大利亞或任何其他國(guó)家承認(rèn)該信息形成本領(lǐng)域中的公知常識(shí)的一部分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種便攜式發(fā)電站，包括：

外殼，以及

至少一個(gè)面板結(jié)構(gòu)，其上具有至少一個(gè)太陽(yáng)能面板，其中所述面板結(jié)構(gòu)可在從所述外殼內(nèi)的收納位置到所述面板結(jié)構(gòu)從所述外殼展開(kāi)并暴露所述至少一個(gè)太陽(yáng)能面板的展開(kāi)位置之間移動(dòng)，

其中所述至少一個(gè)太陽(yáng)能面板包括可調(diào)節(jié)傾斜安裝件。

優(yōu)選地，至少一個(gè)第三相對(duì)距離包括第一與第二板之間的預(yù)定最小距離。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述外殼包括底壁、側(cè)壁、端壁和頂壁，并且基本上構(gòu)造為船運(yùn)集裝箱。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述外殼包括集裝箱角部。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述側(cè)壁和端壁的至少上部可從所述外殼移除。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述便攜式發(fā)電站包括形成太陽(yáng)能陣列的多個(gè)面板結(jié)構(gòu)。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述太陽(yáng)能陣列包括四個(gè)大致水平的面板結(jié)構(gòu)。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在所述收納位置，所述面板結(jié)構(gòu)以堆疊方式布置在所述外殼的頂壁下方。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在所述展開(kāi)位置，每個(gè)面板結(jié)構(gòu)在各自的橫向方向上向外展開(kāi)到所述外殼之外。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述上部的內(nèi)表面包括在其上的太陽(yáng)能面板。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述頂壁包括在其上的太陽(yáng)能面板。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述外殼包括頂蓋，所述頂蓋用于保護(hù)所述頂壁的太陽(yáng)能面板。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述便攜式發(fā)電站的內(nèi)部部件包括以下中的至少一個(gè)：發(fā)電機(jī)、電池組、太陽(yáng)能逆變器、太陽(yáng)能控制器、電池逆變器、AC/DC開(kāi)關(guān)板、衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器和天線、下一代調(diào)制解調(diào)器和天線、閉路電視(CCTV)、氣象站、脫鹽-46、分體式空調(diào)系統(tǒng)和水過(guò)濾單元。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述外殼包括可移動(dòng)支架組件，所述可移動(dòng)支架組件用于允許所述面板結(jié)構(gòu)在其收納位置和展開(kāi)位置之間移動(dòng)。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述外殼包括傾斜機(jī)構(gòu)，以對(duì)各面板結(jié)構(gòu)進(jìn)行傾斜調(diào)節(jié)。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述傾斜機(jī)構(gòu)包括傾斜托架、球形接頭和/或位置可鎖定的伸縮桿中的一個(gè)或多個(gè)。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述面板結(jié)構(gòu)的收納位置包括與其相應(yīng)的鄰近壁平行的其垂直取向。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)面板結(jié)構(gòu)可圍繞其頂部邊緣樞轉(zhuǎn)。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述外殼還包括與所述上部的下邊緣對(duì)準(zhǔn)的內(nèi)部屋頂。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述便攜式發(fā)電站還包括在所述側(cè)壁和端壁中的至少一個(gè)中的至少一個(gè)通道門(mén)。

在另一方面，本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能面板陣列裝配組件模塊，包括：

具有內(nèi)部空間的框架，所述框架具有集裝箱角部；

太陽(yáng)能陣列，其容納在所述內(nèi)部空間內(nèi)并且可在收納位置和展開(kāi)位置之間移動(dòng)；

其中所述組件可通過(guò)所述集裝箱角部裝配到船運(yùn)集裝箱。

優(yōu)選地，所述框架包括矩形基部、矩形頂部和在它們之間延伸的角部立柱。

優(yōu)選地，所述陣列裝配組件包括可移除的側(cè)蓋和頂蓋。

優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能陣列包括四個(gè)可水平移動(dòng)的面板結(jié)構(gòu)和頂部面板。

優(yōu)選地，處于所述收納位置的所述面板結(jié)構(gòu)以堆疊方式布置在所述頂部面板下方。

優(yōu)選地，處于所述展開(kāi)位置的所述面板結(jié)構(gòu)在各自的橫向方向上向外展開(kāi)到所述框架之外。

還公開(kāi)了本發(fā)明的其它方面。

附圖說(shuō)明

盡管其它形式也可能落入本發(fā)明的范圍內(nèi)，但是現(xiàn)在將僅通過(guò)示例的方式參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的便攜式發(fā)電站處于其打開(kāi)操作配置的立體圖；

圖2是圖1的便攜式發(fā)電站處于關(guān)閉配置的立體圖；

圖3是圖1的便攜式發(fā)電站的太陽(yáng)能面板的可移動(dòng)支架組件的示意性立體圖；

圖4示出可移動(dòng)支架組件的部件，其中(a)是處于展開(kāi)位置的太陽(yáng)能面板的俯視圖，(b)是(a)的側(cè)視圖，(c)示出C形槽道中的輥，(d)示出C形槽道中的止動(dòng)擋塊；

圖5是示出圖1的便攜式發(fā)電站的太陽(yáng)能面板用的傾斜組件的立體圖，其中(a)是分解圖，(b)是組裝圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一方面的陣列裝配組件模塊的立體圖，該陣列以展開(kāi)位置示出；

圖7是裝配有圖6的陣列裝配組件模塊的發(fā)電站船運(yùn)集裝箱外殼的端視圖；

圖8是圖7的組件的立體圖；以及

圖9是圖7的組件的立體圖，其中陣列裝配組件處于收納位置。

實(shí)施方案的描述

應(yīng)當(dāng)指出，在以下描述中，不同實(shí)施例中相似或相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的特征。

圖1和圖2示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的便攜式發(fā)電站10。便攜式發(fā)電站10被設(shè)計(jì)為容納在標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的船運(yùn)集裝箱(10英尺、20英尺、40英尺)內(nèi)的100％便攜式完整系統(tǒng)，用于提供電力。

便攜式發(fā)電站10包括具有底壁14、側(cè)壁16、端壁18和頂壁20的外殼12。外殼12是具有集裝箱角部22的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的船運(yùn)集裝箱，并且提供船運(yùn)集裝箱的各種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，如剛性、可堆疊性以及由于其標(biāo)準(zhǔn)尺寸和集裝箱角部22而易于搬運(yùn)、運(yùn)輸和船運(yùn)。集裝箱12可以是任何標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。

為了說(shuō)明的目的，圖1中省略了側(cè)壁16和端壁18。如圖2所示，側(cè)壁16和端壁18中的每一個(gè)包括可移除的上部82。上部82是從頂壁20延伸的矩形細(xì)長(zhǎng)部分，并且覆蓋側(cè)壁16和端壁18的面積的約1/5。側(cè)壁16和端壁18的其余部分包括永久部分和通道門(mén)的組合。

外殼12包括跨上部82的下邊緣延伸并與其對(duì)準(zhǔn)的內(nèi)部屋頂(未示出)。內(nèi)部屋頂將外殼12的內(nèi)部空間分成上內(nèi)部空間23和下內(nèi)部空間24。內(nèi)部屋頂是封閉的，并且為下內(nèi)部空間24提供流體密封。

一個(gè)側(cè)壁16包括永久部分71、寬度在2.6米至3米之間的雙門(mén)72和單個(gè)門(mén)76。一個(gè)端壁18包括全門(mén)74。相對(duì)的端壁18也包括另一個(gè)全門(mén)(未示出)。

相對(duì)的側(cè)壁(未示出)是標(biāo)準(zhǔn)封閉的船運(yùn)集裝箱壁，但是也可以按鏡像配置在其上設(shè)置有附加的類(lèi)似的門(mén)72和76。從集裝箱的兩個(gè)側(cè)壁16開(kāi)口的門(mén)提供了穿過(guò)并離開(kāi)另一側(cè)的能力。

上部82可從外殼12移除。在運(yùn)輸期間，上部82保持裝配到外殼12，以保護(hù)其容納在便攜式發(fā)電站10的上內(nèi)部空間23內(nèi)的內(nèi)部部件。在使用時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)，移除上部82，這允許接近內(nèi)部部件并且根據(jù)需要使用它們。

便攜式發(fā)電站10包括太陽(yáng)能陣列30，太陽(yáng)能陣列30包括四個(gè)大致水平的面板結(jié)構(gòu)32。面板結(jié)構(gòu)32可在上內(nèi)部空間23內(nèi)的收納位置和展開(kāi)(使用中)位置之間移動(dòng)。在收納位置，面板結(jié)構(gòu)32以堆疊方式布置在頂壁20下方，并且可以通過(guò)上部82封閉在外殼12內(nèi)，如圖2所示。在展開(kāi)位置，每個(gè)面板結(jié)構(gòu)32在各自的橫向方向上向外展開(kāi)到外殼12之外，如圖1所示。

因此，太陽(yáng)能陣列30是包含在便攜式發(fā)電站10屋頂區(qū)域內(nèi)的集成結(jié)構(gòu)。面板結(jié)構(gòu)32從集裝箱頂壁20下方滑出，在外殼12的每一側(cè)具有一個(gè)面板結(jié)構(gòu)。每個(gè)面板結(jié)構(gòu)32在其上表面上承載多個(gè)太陽(yáng)能面板34，因此在其展開(kāi)位置這些太陽(yáng)能面板34被暴露。

頂壁20、上部82和內(nèi)部屋頂因此用作太陽(yáng)能陣列30的蓋。上部82用作蓋，它們被移除并且可以在其對(duì)應(yīng)的面板結(jié)構(gòu)32下面或者在頂壁20下面滑動(dòng)。作為選擇，上部82可以被配置為用于其他用途，例如可連接以為人員提供遮蔽結(jié)構(gòu)，或者這種上部82的內(nèi)表面可以承載附加的太陽(yáng)能面板34，其然后可連接到便攜式發(fā)電站10。頂壁20可以額外承載太陽(yáng)能面板34，并且外殼12可以包括用于保護(hù)頂壁太陽(yáng)能面板的另一個(gè)蓋。

內(nèi)部空間24內(nèi)的內(nèi)部部件包括發(fā)電機(jī)41、由多達(dá)120個(gè)電池單元組成的電池組42、兩個(gè)太陽(yáng)能逆變器、兩個(gè)太陽(yáng)能控制器、多達(dá)三個(gè)(但至少一個(gè))電池逆變器(離網(wǎng)型逆變器)、AC/DC開(kāi)關(guān)板(switchboard)、衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器和天線、下一代((next G))調(diào)制解調(diào)器和天線/天線，分體式空調(diào)系統(tǒng)(split system air conditioner)和水過(guò)濾單元。

可經(jīng)由雙門(mén)72接近電池組部分42，可經(jīng)由門(mén)74接近逆變器部分，可經(jīng)由門(mén)76以及安裝在鄰近門(mén)76的另一端壁16中的另一個(gè)門(mén)(未示出)接近發(fā)電機(jī)部分。相對(duì)的側(cè)壁，如果安裝有附加的類(lèi)似的門(mén)72和76，則允許以步行穿過(guò)的方式接近電池組42和發(fā)電機(jī)41。

外殼還可以包括將逆變器室與電池室隔開(kāi)的兩個(gè)內(nèi)壁和將發(fā)電機(jī)室與電池室隔開(kāi)的壁。電池室是有內(nèi)襯的/絕緣的和通風(fēng)的。發(fā)電機(jī)室也是通風(fēng)的。

圖3和圖4示出可移動(dòng)支架組件50，其允許面板結(jié)構(gòu)32在它們的收納位置和展開(kāi)位置之間移動(dòng)。支架組件50包括安裝在外殼12的角部結(jié)構(gòu)13之間的靜態(tài)托架構(gòu)件51。第一對(duì)輥52以懸臂方式安裝到托架構(gòu)件51。具有C形槽道54的中間構(gòu)件53將輥52收納在其中。中間構(gòu)件53包括裝配到其與槽道54相對(duì)的面56的第二對(duì)輥55。具有C形槽道58的第二構(gòu)件57將第二輥55收納在其中。第二構(gòu)件57裝配到或支撐面板結(jié)構(gòu)32的端部邊緣。

因此，上述支架組件50允許中間構(gòu)件53相對(duì)于托架構(gòu)件51滑動(dòng)，并且允許第二構(gòu)件57相對(duì)于中間構(gòu)件53滑動(dòng)。止動(dòng)擋塊61用于限制構(gòu)件53和57向外移動(dòng)。這導(dǎo)致允許各面板結(jié)構(gòu)32從頂壁20下方滑動(dòng)到其展開(kāi)位置，從而暴露其上的太陽(yáng)能面板34。

支架組件50和/或面板結(jié)構(gòu)32被設(shè)計(jì)成使各面板結(jié)構(gòu)32傾斜到最佳太陽(yáng)能面板暴露角度。參考圖5，每個(gè)面板結(jié)構(gòu)32的近端33可樞轉(zhuǎn)地裝配到第二構(gòu)件57。面板結(jié)構(gòu)32的遠(yuǎn)端35未被裝配，從而允許面板結(jié)構(gòu)32傾斜。在所示的例子中，傾斜托架67用于在遠(yuǎn)端35和第二構(gòu)件57之間延伸，以支撐傾斜的面板結(jié)構(gòu)32。

如圖5所示，太陽(yáng)能面板34可以通過(guò)直角支架59支撐于第二構(gòu)件57。連接片58可以用于將太陽(yáng)能面板34彼此連接。

該陣列在8英尺的集裝箱上輸出大約3.5kW，在10英尺的集裝箱上輸出4.5kW，在20英尺的集裝箱上輸出高達(dá)13kW，在40英尺的集裝箱上輸出高達(dá)22kW。

支架組件50和/或面板結(jié)構(gòu)32可以按其它方式配置，以使面板結(jié)構(gòu)32在其他方向上傾斜。例如，面板結(jié)構(gòu)32可以被構(gòu)造為沿著在遠(yuǎn)端35處的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)傾斜，或者面板結(jié)構(gòu)32可以由球形接頭或其他合適的機(jī)構(gòu)(如位置可鎖定的伸縮桿)支撐，這將允許面板結(jié)構(gòu)32在任何橫向方向上傾斜。

便攜式發(fā)電站10具有如下多個(gè)特征：

·100％便攜性。即，包含在標(biāo)準(zhǔn)尺寸的船運(yùn)集裝箱內(nèi)的完整發(fā)電系統(tǒng)。

·包括船運(yùn)在內(nèi)的可運(yùn)輸性，這意味著可出口。便攜式發(fā)電站10包括部件智能減震安裝技術(shù)，包括電池組，在集裝箱在側(cè)面或頂部掉落的情況下，也具有密封的外殼和結(jié)構(gòu)。

·快速和容易安裝和調(diào)試。即，不需要技術(shù)人員。只需要簡(jiǎn)單的解鎖、插入和開(kāi)機(jī)過(guò)程，并且預(yù)計(jì)兩個(gè)人需要大約一小時(shí)來(lái)安裝和開(kāi)機(jī)。

·太陽(yáng)能陣列作為集成結(jié)構(gòu)包括在集裝箱屋頂區(qū)域內(nèi)。陣列區(qū)域覆蓋物被簡(jiǎn)單地移除并滑入到陣列框架結(jié)構(gòu)的下方，并且陣列從集裝箱屋頂空間內(nèi)滑出，每側(cè)滑出一個(gè)平面。該陣列平面滑動(dòng)結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為允許傾斜到最佳日照性能角度。

·從3kW連續(xù)到160kW功率輸出的靈活設(shè)計(jì)。

·能夠接受風(fēng)力渦輪機(jī)電力輸入。

·100％可監(jiān)測(cè)性，即，可以通過(guò)下一代和衛(wèi)星通信技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能、維護(hù)和故障查找。還可以設(shè)置其他重要的監(jiān)測(cè)要求，包括燃料水平報(bào)警、天氣監(jiān)測(cè)、閉路電視等。便攜式電站10可以在其他系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生故障的情況下提供通信。

·具有并入水過(guò)濾或脫鹽廠用于救災(zāi)應(yīng)用等的能力。

·供電可靠性。便攜式發(fā)電站10提供三個(gè)獨(dú)立的發(fā)電裝置，即：柴油發(fā)電機(jī)AC、太陽(yáng)能/電池/逆變器AC、電池組DC。在該系統(tǒng)中的一個(gè)可能失效的情況下，這提供兩個(gè)潛在的冗余層。

·更換性：在系統(tǒng)使用壽命到期或系統(tǒng)部件需要更換的情況下，作為整體單元的電站10可以容易地調(diào)換成另一個(gè)。也就是說(shuō)，當(dāng)租賃期或使用壽命已經(jīng)結(jié)束時(shí)，新的單元到來(lái)并被調(diào)試，舊的歸還給供應(yīng)商或所有者。

·用于控制和調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程安裝的太陽(yáng)能PV達(dá)到大約兩倍的逆變器電力額定連續(xù)功率輸出容量。

·用于在柴油動(dòng)力微型電網(wǎng)中提供峰值需求支持和負(fù)載曲線整形。

便攜式發(fā)電站10將有效地為目前由其他不可靠或昂貴的裝置，如各種燃料，供電的地點(diǎn)提供發(fā)電解決方案的替代方案。便攜式電站10為諸如監(jiān)測(cè)站、通信站、采礦營(yíng)地、電網(wǎng)支持、應(yīng)急電網(wǎng)備份、緊急服務(wù)、自然災(zāi)害服務(wù)、離網(wǎng)住宅和偏遠(yuǎn)社區(qū)等眾多的不同應(yīng)用提供便攜式整體解決方案。

雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行修改。

在可能的修改中，面板結(jié)構(gòu)32的收納位置可以是其垂直取向，在其垂直取向，其平行于并且鄰近其相應(yīng)的側(cè)壁或端壁。每個(gè)面板結(jié)構(gòu)32然后可以圍繞其頂部邊緣樞轉(zhuǎn)。

圖6至圖9示出根據(jù)本發(fā)明的另一方面的太陽(yáng)能面板陣列裝配組件模塊110。該陣列裝配組件模塊110被設(shè)計(jì)為裝配到包含在標(biāo)準(zhǔn)尺寸的船運(yùn)集裝箱200內(nèi)的便攜式發(fā)電系統(tǒng)，用于使該便攜式發(fā)電系統(tǒng)增加太陽(yáng)能發(fā)電能力。

陣列裝配組件110包括矩形棱柱框架112，矩形棱柱框架112具有矩形基部114、矩形頂部116和在它們之間延伸的角部立柱118，它們一起限定內(nèi)部空間123。陣列裝配組件110包括集裝箱角部122并且由于框架112和集裝箱角部122而提供各種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，如剛性、可堆疊性、連接性和易于處理、運(yùn)輸和船運(yùn)。框架112高度在標(biāo)準(zhǔn)船運(yùn)集裝箱的高度的1/5至1/2之間。

陣列裝配組件110包括可移除的側(cè)蓋182和頂蓋184。在運(yùn)輸期間，蓋182和184保持裝配以保護(hù)容納在內(nèi)部空間123內(nèi)的內(nèi)部部件。

陣列裝配組件110包括太陽(yáng)能陣列30，太陽(yáng)能陣列30包括四個(gè)可水平移動(dòng)的面板結(jié)構(gòu)32和頂部面板33。面板結(jié)構(gòu)32可在內(nèi)部空間123內(nèi)的收納位置和展開(kāi)(使用中)位置之間移動(dòng)。在收納位置，面板結(jié)構(gòu)32以堆疊方式布置在頂部面板33下方，并且可以由蓋182和184封閉在陣列裝配組件110內(nèi)，如圖2所示。在展開(kāi)位置，每個(gè)面板結(jié)構(gòu)32在各自的橫向方向上向外展開(kāi)到陣列裝配組件110之外。

面板結(jié)構(gòu)32從頂部面板33下方滑出，在外殼12的每一側(cè)具有一個(gè)面板結(jié)構(gòu)。每個(gè)面板結(jié)構(gòu)32包括類(lèi)似于上述實(shí)施例的可移動(dòng)支架組件或合適的可伸縮支撐組件。每個(gè)面板結(jié)構(gòu)32在其頂表面上承載多個(gè)太陽(yáng)能面板，這些太陽(yáng)能面板因此在其展開(kāi)位置暴露。頂部面板33另外也承載太陽(yáng)能面板。太陽(yáng)能面板可樞轉(zhuǎn)地裝配到至少一個(gè)邊緣并且可以經(jīng)由支撐件傾斜到期望的角度。頂蓋184另外也包括太陽(yáng)能面板。在所示的實(shí)施例中，頂蓋184被分成三至六個(gè)可移除的屋頂部分，每個(gè)屋頂部分上都具有太陽(yáng)能面板。

陣列裝配組件110可通過(guò)在船運(yùn)集裝箱200和陣列裝配組件110的相鄰角部之間的扭鎖連接器裝配到容納在船運(yùn)集裝箱200中的便攜式電力系統(tǒng)。然后在太陽(yáng)能陣列30和該電力系統(tǒng)之間進(jìn)行電連接。

該陣列裝配組件因此提供太陽(yáng)能發(fā)電能力，該能力可以被添加到便攜式發(fā)電系統(tǒng)，特別是容納在船運(yùn)集裝箱中的便攜式發(fā)電系統(tǒng)。該陣列裝配組件可以容易地與船運(yùn)集裝箱一起運(yùn)輸。