太陽能直流電供電電站的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種太陽能直流電供電電站，包括：太陽能光伏電池、蓄電池、太陽能發(fā)電控制器、互補(bǔ)充電控制器、市電充電模塊、蓄電池放電模塊、直流負(fù)載；其中，太陽能發(fā)電控制器對太陽能光伏電池轉(zhuǎn)換的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載，另一方面把多余能量進(jìn)行儲存，當(dāng)太陽能光伏電池所發(fā)的電不能滿足直流負(fù)載需要時(shí)，控制器又把蓄電池的電能通過放電模塊送往直流負(fù)載；互補(bǔ)充電控制器用于當(dāng)蓄電池電量不足時(shí)控制市電充電模塊為蓄電池充電，使蓄電池可持續(xù)地為直流負(fù)載進(jìn)行直流供電。本實(shí)用新型提供的太陽能直流電供電電站可以為公用電網(wǎng)供電不穩(wěn)定的農(nóng)村、牧區(qū)、山區(qū)等地提供穩(wěn)定持續(xù)的直流電，方便用戶照明及生活。
【專利說明】太陽能直流電供電電站

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別地，涉及一種太陽能直流電供電電站。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能發(fā)電是利用電池組件將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。在廣大的電力網(wǎng)穩(wěn)定性不足的地區(qū)，該裝置可以方便地實(shí)現(xiàn)為用戶照明及生活供電。
[0003]傳統(tǒng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要包括:太陽能光伏電池、太陽能發(fā)電控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負(fù)載等組成。其中，太陽能光伏電池和蓄電池為電源系統(tǒng)，控制器和逆變器為控制保護(hù)系統(tǒng)，負(fù)載為系統(tǒng)終端。具體地，太陽能發(fā)電控制器對所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載或交流負(fù)載，另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲存，當(dāng)所發(fā)的電不能滿足負(fù)載需要時(shí)，控制器又把蓄電池的電能送往負(fù)載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過充。當(dāng)蓄電池所儲存的電能放完時(shí)，控制器要控制蓄電池不被過放電，保護(hù)蓄電池。蓄電池組的任務(wù)是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負(fù)載用電。逆變器負(fù)責(zé)把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負(fù)載使用。
[0004]現(xiàn)有傳統(tǒng)的用戶照明負(fù)載一直沿用交流電照明，然而有研究表明交流電的頻閃性對人們的視力造成了很大影響，特別是容易導(dǎo)致人們眼睛近視。采用直流照明負(fù)載可以有效解決上述問題，但太陽能發(fā)電提供的直流電源的持續(xù)穩(wěn)定性存在問題，比如在夜間或連續(xù)陰雨天氣，蓄電池過度用電，太陽能發(fā)電控制器為避免蓄電池多度放電會(huì)控制蓄電池停止供電，終端直流電源的饋送，影響用戶使用。
[0005]另一方面，對于的太陽能富裕發(fā)電量，現(xiàn)有的做法是將上述富裕電量逆變?yōu)榻涣麟姴⑷牍╇娋W(wǎng)絡(luò)中賣給電力公司，而正常的家用電器的使用仍從供電網(wǎng)絡(luò)獲取交流電源。在此太陽能所發(fā)直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⑷牍╇娋W(wǎng)絡(luò)的過程中，勢必造成太陽能發(fā)電的能量損耗，而且用戶也不能有效利用太陽能發(fā)電降低家庭用電成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能直流電供電電站，能夠相互補(bǔ)充地使用市電和太陽能發(fā)電為蓄電池充電，使蓄電池為直流負(fù)載持續(xù)地進(jìn)行低壓直流供電。
[0007]為了解決上述問題，一方面提供了一種太陽能直流電供電電站，包括:太陽能光伏電池、蓄電池、太陽能發(fā)電控制器、互補(bǔ)充電控制器、為所述蓄電池充電的市電充電模塊、蓄電池放電模塊、直流負(fù)載；其中，所述太陽能發(fā)電控制器對所述太陽能光伏電池轉(zhuǎn)換的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載，另一方面把多余的能量送往蓄電池進(jìn)行儲存，當(dāng)太陽能光伏電池所發(fā)的電不能滿足所述直流負(fù)載需要時(shí)，控制器控制所述蓄電池放電模塊將所述蓄電池儲存的電能輸出給所述直流負(fù)載；所述互補(bǔ)充電控制器用于當(dāng)蓄電池電量不足時(shí)控制所述市電充電模塊為所述蓄電池充電，使所述蓄電池可持續(xù)地為所述直流負(fù)載進(jìn)行直流供電。
[0008]可選的，所述市電充電模塊具體為一個(gè)直流開關(guān)電源，所述直流開關(guān)電源的輸入端分別連接市電供電電路和互補(bǔ)充電控制器的輸出端，所述直流開關(guān)電源的輸出端連接所述蓄電池的充電端。
[0009]可選的，所述互補(bǔ)充電控制器具體包括:一個(gè)繼電器、一個(gè)遲滯比較器、以及為所述遲滯比較器提供基準(zhǔn)穩(wěn)壓源的線性穩(wěn)壓電壓源；其中，遲滯比較器的輸入端與蓄電池的正負(fù)極相連，遲滯比較器的輸出端與繼電器的輸入端相連，繼電器的輸出端與所述開關(guān)電源的輸入端相連；當(dāng)遲滯比較器檢測到所述蓄電池的端電壓低于預(yù)置電壓下限閾值時(shí)，繼電器閉合，接通所述開關(guān)電源利用市電供電電路為所述蓄電池充電；在市電充電模式下，當(dāng)遲滯比較器檢測到所述蓄電池的端電壓高于預(yù)置電壓上限閾值時(shí)，打開繼電器，切斷所述開關(guān)電源與市電供電電路的連接。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:本實(shí)用新型提供的太陽能直流電供電電站包括太陽能發(fā)電部分和市電充電模以及互補(bǔ)控制器。當(dāng)太陽能光伏電池所發(fā)的電不能滿足直流負(fù)載需要時(shí)，互補(bǔ)充電控制器可以控制市電充電模塊為蓄電池充電，使蓄電池可持續(xù)地為直流負(fù)載進(jìn)行低壓直流供電?？梢姡緦?shí)用新型提供的家庭用太陽能電站系統(tǒng)能夠并行使用市電和太陽能發(fā)電為蓄電池互補(bǔ)地充電，有效降低了整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載缺電率。與現(xiàn)有技術(shù)照明系統(tǒng)使用高頻交流供電相比，本實(shí)用新型提供的太陽能直流電供電電站輸出的低壓直流點(diǎn)避免照明燈具產(chǎn)生頻閃，可以有效減低人眼近視風(fēng)險(xiǎn)，適用于學(xué)校、家庭、機(jī)關(guān)單位等場所。與國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)民用電即220伏、50赫茲的單相交流電所產(chǎn)生的高頻磁場相比，太陽能直流電供電電站輸出的直流電產(chǎn)生的磁場很弱，對人的身體健康影響較小，避免了高頻磁場誘發(fā)人體多種疾病的潛在風(fēng)險(xiǎn)。尤其適合建設(shè)在公用電網(wǎng)供電不穩(wěn)定的農(nóng)村、牧區(qū)、山區(qū)等地區(qū)，方便、獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)為用戶照明及生活提供穩(wěn)定持續(xù)的直流電。
[0011]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型太陽能直流電供電電站實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型太陽能直流電供電電站實(shí)施例中市電充電控制部分的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015]本實(shí)用新型實(shí)施例的核心構(gòu)思之一在于，提供一種太陽能直流電供電電站，以太陽能發(fā)電作為用電的主要供電來源，利用太陽能輸出的直流電為直流負(fù)載提供電能。同時(shí)，由于太陽能發(fā)電系統(tǒng)受季節(jié)、晝夜、天氣陰晴等因素的影響，當(dāng)太陽能發(fā)電不能滿足家用負(fù)載的需要時(shí)，采用市電為蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，保證蓄電池為家用負(fù)載尤其是家庭用照明系統(tǒng)提供持續(xù)穩(wěn)定的直流電源。
[0016]參照圖1，示出了本實(shí)用新型太陽能直流電供電電站實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，包括:太陽能光伏電池11、太陽能發(fā)電控制器12、蓄電池13、互補(bǔ)充電控制器14、為蓄電池13充電的市電充電模塊15、蓄電池放電模塊16、直流負(fù)載17。
[0017]其中，太陽能光伏電池11是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。
[0018]太陽能發(fā)電控制器12用于對太陽能光伏電池11轉(zhuǎn)換的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載17，另一方面把多余的能量送往蓄電池13進(jìn)行儲存，當(dāng)太陽能光伏電池11所發(fā)的電不能滿足直流負(fù)載17的需要時(shí)，太陽能發(fā)電控制器12控制蓄電池放電模塊16將蓄電池13存儲的電能送往直流負(fù)載17。
[0019]互補(bǔ)充電控制器14作為本實(shí)用新型實(shí)施例的核心部件用于當(dāng)蓄電池13的電量不足時(shí)，控制市電充電模塊15為蓄電池13充電，使蓄電池13可持續(xù)地為直流負(fù)載17進(jìn)行直流供電。
[0020]市電充電模塊15用于采用市電即在我國為220伏或380伏交流電為蓄電池13儲存電能。在本實(shí)用新型實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】中，市電充電模塊15可以具體為一個(gè)直流開關(guān)電源，其功能是將電能質(zhì)量較差的原生態(tài)電源(粗電)，如市電電源或蓄電池電源，轉(zhuǎn)換成滿足直流負(fù)載要求的質(zhì)量較高的直流電壓(精電)。
[0021]如圖2所示的本實(shí)用新型實(shí)施例中市電充電控制部分的結(jié)構(gòu)框圖，本實(shí)用新型實(shí)施例中，直流開關(guān)電源151的輸入端分別連接市電供電電路和互補(bǔ)充電控制器14的輸出端，直流開關(guān)電源的輸出端連接蓄電池13的充電端。互補(bǔ)充電控制器14具體包括:一個(gè)繼電器141、一個(gè)遲滯比較器142、以及為遲滯比較器142提供基準(zhǔn)穩(wěn)壓源的線性穩(wěn)壓電壓源143。其中，遲滯比較器142的輸入端與蓄電池13的正負(fù)極相連，遲滯比較器142的輸出端與繼電器141的輸入端相連,繼電器141的輸出端與直流開關(guān)電源151的輸入端相連。
[0022]圖2所示市電充電控制部分的工作過程為:遲滯比較器142時(shí)刻檢測蓄電池13的端電壓，當(dāng)遲滯比較器檢測到蓄電池13的端電壓小于預(yù)置電壓的下限閾值時(shí)，觸動(dòng)繼電器141閉合，接通市電供電電路，直流開關(guān)電源151工作，以恒流為蓄電池13充電。在市電充電模式下，當(dāng)遲滯比較器142檢測到蓄電池13的端電壓高于預(yù)置電壓上限閾值時(shí)，觸動(dòng)繼電器141打開，切斷直流開關(guān)電源151與市電供電電路的連接，直流開關(guān)電源151停止工作。等到遲滯比較器142再次檢測到蓄電池13的端電壓小于預(yù)置電壓的下限閾值時(shí)，再次觸動(dòng)繼電器141閉合，接通市電供電電路，直流開關(guān)電源151工作以恒流為蓄電池13充電，如此循環(huán)。
[0023]本實(shí)用新型提供的太陽能直流電供電電站，在連續(xù)陰雨天氣等太陽能儲電不足的情況下，可以利用市電作為互補(bǔ)電源為蓄電池補(bǔ)充充電，從而使蓄電池?zé)o論在什么天氣條件下均可以為家用負(fù)載尤其是照明燈具提供穩(wěn)定、持續(xù)的直流電源，克服現(xiàn)有技術(shù)中太陽能供電受晝夜、晴雨、季節(jié)影響較大的缺點(diǎn)。由于太陽能家用電站為照明系統(tǒng)進(jìn)行低壓直流供電，與現(xiàn)有技術(shù)照明系統(tǒng)使用高頻交流供電相比，照明燈具不會(huì)產(chǎn)生頻閃，可以有效減低人眼近視風(fēng)險(xiǎn)，適用于學(xué)校、家庭、機(jī)關(guān)單位等場所。另一方面，與國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)民用電即220伏、50赫茲的單相交流電所產(chǎn)生的高頻磁場相比，太陽能直流電供電電站輸出的直流電產(chǎn)生的磁場很弱，對人的身體健康影響較小，避免了高頻磁場誘發(fā)人體多種疾病的潛在風(fēng)險(xiǎn)。可見，本實(shí)用新型提供的太陽能直流電供電電站特別適合建造于公用電網(wǎng)供電不穩(wěn)定的農(nóng)村、牧區(qū)、山區(qū)等地區(qū)，方便、獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)為用戶照明及生活提供穩(wěn)定持續(xù)的直流電。
[0024]本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。
[0025]以上對本實(shí)用新型所提供的一種太陽能直流電供電電站，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能直流電供電電站，其特征在于，包括:太陽能光伏電池、蓄電池、太陽能發(fā)電控制器、互補(bǔ)充電控制器、為所述蓄電池充電的市電充電模塊、蓄電池放電模塊、直流負(fù)載；其中，所述太陽能發(fā)電控制器對所述太陽能光伏電池轉(zhuǎn)換的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，一方面把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載，另一方面把多余的能量送往蓄電池進(jìn)行儲存，當(dāng)太陽能光伏電池所發(fā)的電不能滿足所述直流負(fù)載需要時(shí)，控制所述蓄電池放電模塊將所述蓄電池儲存的電能輸出給所述直流負(fù)載；所述互補(bǔ)充電控制器用于當(dāng)蓄電池電量不足時(shí)控制所述市電充電模塊為所述蓄電池充電，使所述蓄電池可持續(xù)地為所述直流負(fù)載進(jìn)行直流供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能直流電供電電站，其特征在于，所述市電充電模塊具體為一個(gè)直流開關(guān)電源，所述直流開關(guān)電源的輸入端分別連接市電供電電路和互補(bǔ)充電控制器的輸出端，所述直流開關(guān)電源的輸出端連接所述蓄電池的充電端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能直流電供電電站，其特征在于，所述互補(bǔ)充電控制器具體包括:一個(gè)繼電器、一個(gè)遲滯比較器、以及為所述遲滯比較器提供基準(zhǔn)穩(wěn)壓源的線性穩(wěn)壓電壓源；其中，遲滯比較器的輸入端與蓄電池的正負(fù)極相連，遲滯比較器的輸出端與繼電器的輸入端相連，繼電器的輸出端與所述開關(guān)電源的輸入端相連；當(dāng)遲滯比較器檢測到所述蓄電池的端電壓低于預(yù)置電壓下限閾值時(shí)，繼電器閉合，接通所述開關(guān)電源利用市電供電電路為所述蓄電池充電；在市電充電模式下，當(dāng)遲滯比較器檢測到所述蓄電池的端電壓高于預(yù)置電壓上限閾值時(shí)，打開繼電器，切斷所述開關(guān)電源與市電供電電路的連接。
【文檔編號】H02J9/04GK204089687SQ201420507861
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】楊敏杰 申請人:楊敏杰