CN101656428A - 太阳能光伏系统及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能光伏系统与应用方法，本发明系统包括太阳能电池板、控制器和蓄电池，控制器分别与太阳能电池板和蓄电池电连接，控制器包括DC/DC转换单元、充电管理单元和放电管理单元。本发明方法，包括以下步骤：太阳能电池板将太阳光转换为直流电；所述直流电经控制器给蓄电池充电；蓄电池经控制器输出直流电直接给直流用电器使用。本发明由于将蓄电池的直流电直接输出给直流用电器使用，没有逆变器，其技术效果在于：降低了太阳能电池板的功率、重量以及成本；同时也降低了蓄电池的体积、重量和成本；增强了可靠性和安全性等。
Description
技术领域
本发明涉及供电技术领域，特别是涉及利用太阳能供电的系统及方法。
背景技术
现有太阳能光伏系统包括太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器，见图8所示。太阳光经太阳能电池板1′转换为直流电，直流电经控制器给蓄电池充电，蓄电池经控制器输出直流电给DC/AC逆变器，DC/AC逆变器将直流电转换为110/220V交流电给交流用电器使用，如电视机、卫星接收机、收音机、日光灯、路灯等交流用电器。由于存在逆变器，现有太阳能光伏装置存在以下缺点：效率低；有110/220VAC交流电，超出安全电压42.4VAC/60VDC，安全性低；需通过强性安全制认证方可销售；系统构造复杂笨重；可靠性低；成本高；运输、安装、维护费用昂贵。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种直接输出直流电的太阳能光伏系统及应用方法。
本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：
设计、使用一种太阳能光伏系统，包括太阳能电池板、控制器和蓄电池，所述控制器分别与太阳能电池板和蓄电池电连接，所述控制器包括：
DC/DC转换单元，用于将所述太阳能电池板输出转换成稳定的直流输出或者将所述蓄电池输出直流电转换为直流用电器所需的直流电；
充电管理单元，用于向所述蓄电池进行恒流充电或浮充充电，提供对蓄电池的过压保护；
放电管理单元，用于向所述蓄电池进行欠压保护、过放保护和/或温度补偿。
提供一种太阳能光伏应用方法，包括以下步骤：
①太阳能电池板将太阳光转换为直流电；
②所述直流电经控制器给蓄电池充电；
③所述蓄电池经控制器输出直流电直接给直流用电器使用。
本发明由于将蓄电池的直流电直接输出给直流用电器使用，没有逆变器，由于逆变器的转换效率一般不到90％，同现有技术相比较，本发明的技术效果在于：在用电器功耗相同的情况和用电时将相同的情况下，降低了所述太阳能电池板的功率、重量以及成本，减小了太阳能电池板的面积；同时也降低了蓄电池的体积、重量和成本；增强了可靠性和安全性，节省了维护和保养费用。
附图说明
图1是本发明实施例一的方框示意图；
图2是本发明实施例二的方框示意图；
图3是本发明实施例三的方框示意图；
图4是本发明实施例四的方框示意图；
图5是本发明实施例五的方框示意图；
图6是本发明实施例六的方框示意图；
图7是本发明实施例七的方框示意图；
图8是现有技术中的太阳能光伏装置的方框示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
本发明的实施例一如图1所示，包括太阳能电池板1、控制器1和蓄电池1。所述控制器包括四个模块单元：充电管理单元21、放电管理单元22、第一DC/DC转换单元23、第二DC/DC转换单元24。
具体连接如下：
太阳能电池板1输出至第一DC/DC转换单元23，第一DC/DC转换单元23输出至充电管理单元21，充电管理单元21输出至蓄电池3，蓄电池3连接至放电管理单元22，放电管理单元22输出至第二DC/DC转换单元23。
太阳能电池板由于光照变化引起的输出电压、电流不稳定，第一DC/DC转换单元23用于将太阳能电池板1输出转换成稳定的直流输出；经第一DC/DC转换单元23转换为稳定的电压或电流，可以实现对电池恒压、恒流或浮充充电，将太阳能电池板1的利用率达到最大。充电管理单元21用于对蓄电池3进行恒流充电或浮充充电、电池过压保护而防止电池过充损坏等。放电管理单元22用于对蓄电池3进行欠压保护、过放保护、温度补偿，防止电池过放损坏。由于蓄电池输出电压、电流随着负载变化而变化，负载得到的电压、电流不稳定。蓄电池经第二DC/DC转换单元24转换后可以给负载提供稳定的电压或电流。第二DC/DC转换单元24将蓄电池3输出直流电转换为直流用电器所需的各种直流电。
本实施例二如图2所示，所述控制器2包括三个模块单元：DC/DC转换单元23、充电管理单元21、放电管理单元22。
具体连接如下：
太阳能电池板1输出连接至DC/DC转换单元23，DC/DC转换单元23输出连接至充电管理单元21，充电管理单元21输出连接至蓄电池3，蓄电池3连接至放电管理单元22。放电管理单元22输出连接至直流用电器。
DC/DC转换单元23将太阳能电池板1输出转换成稳定的直流输出，并将太阳能电池板1的输出功率利用到最大化。充电管理单元21用于对蓄电池3进行恒压、恒流充电、浮充充电、电池过压保护、防止电池过充损坏等。放电管理单元22用于对蓄电池3提供欠压保护、过放保护、温度补偿、防止电池过放损坏。
本发明实施例三如图3所示，所述控制器2包括三个模块单元：充电管理单元21、放电管理单元22、DC/DC转换单元23。
具体连接如下：
太阳能电池板1输出端连接至充电管理单元21输入端，充电管理单元21输出端连接至蓄电池3，蓄电池3输出端连接至放电管理单元22输入端，放电管理单元22输出端连接至DC/DC转换单元23输入端。DC/DC转换单元输23出端连接至直流用电器。
充电管理单元21用于对蓄电池3进行恒压、恒流充电或浮充充电，电池过压保护而防止电池过充损坏等。放电管理单元22用于对蓄电池3进行欠压保护、温度补偿，过放保护、防止电池过放损坏。DC/DC转换单元23将蓄电池输出直流电转换为直流用电器所需的各种直流电。
本发明实施例四如图4所示，所述控制器包括三个模块单元：充电管理单元21、DC/DC转换单元23、放电管理单元22。
太阳能电池板1连接至DC/DC转换单元23输入端和充电管理单元21输入端，DC/DC转换单元23输出端连接至直流用电器输出端。充电管理单元21输出端连接至给蓄电池3输入端，蓄电池3输出端连接至放电管理单元23输入端。放电管理单元23输出端连接至直流用电器。
充电管理单元21对蓄电池3进行恒压、恒流充电或浮充充电，电池过压保护、防止电池过充损坏等。DC/DC转换单元23将太阳能电池板1输出直流电转换为直流电给直流用电器，并将太阳能电池板1的输出功率利用到最大化。放电管理单元22对蓄电池3提供欠压保护、温度补偿，过放保护、防止电池过放损坏。
本发明实施例五如图5所示，所述控制器2包括四个模块单元：充电管理单元21、单向导电控制单元25、放电管理单元22和DC/DC转换单元23。
太阳能电池板1输出端连接至单向导电控制单元25输入端和充电管理单元21输入端，单向导电控制单元25输出端连接至DC/DC转换单元23输入端，DC/DC转换单元23输出端连接至直流用电器。充电管理单元21连接至蓄电池3，蓄电池3输出端连接至放电管理单元22输入端，放电管理单元22输出端连接至DC/DC转换单元23输入端，DC/DC转换单元23输出端连接至直流用电器。
充电管理单元21对蓄电池3进行恒压、恒流充电或浮充充电，提供温度补偿、电池过压保护，防止电池过充损坏等。单向导电控制单元25将放电管理单元22与充电管理单元21相互隔离，以保证各单元稳定的工作，并提高太阳能电池板利用率。放电管理单元22提供欠压保护、过放保护，防止电池过放损坏。DC/DC转换单元23将太阳能电池板3输出直流电转换为直流电给直流用电器。
本发明实施例六如图6所示，所述控制器2包括四个模块单元：DC/DC转换单元23、充电管理单元21、单向导电控制单元25、放电管理单元22。
太阳能电池板1输出端连接至DC/DC转换单元23输入端，DC/DC转换单元23输出端连接至单向导电控制单元25输入端和充电管理单元21输入端，单向导电控制单元25输出端连接至直流用电器端。充电管理单元21输出端连接至蓄电池3输入端，蓄电池3输出端连接至放电管理单元22输入端，放电管理单元22输出端连接至直流用电器。
DC/DC转换单元23将太阳能电池板1输出直流电转换为直流电给充电管理单元21和单向导电控制单元25；并将太阳能电池板的输出功率利用到最大化。充电管理单元21对蓄电池3进行恒压、恒流充电或浮充充电，提供电池过压保护、防止电池过充损坏等。单向导电控制单元25将放电管理单元22与充电管理单元21相互隔离。放电管理单元22对蓄电池3提供欠压保护、温度补偿，过放保护、防止电池过放损坏。
本发明实施例七如图7所示，所述控制器2包括三个模块单元充电管理单元21、单向导电控制单元25和放电管理单元22。
太阳能电池板输出端连接至单向导电控制单元输入端和充电管理单元输入端，单向导电控制单元输出端连接至直流用电器。充电管理单元输出端连接至蓄电池输入端，蓄电池输出端连接至放电管理单元输入端。放电管理单元输出端连接至直流用电器。
充电管理单元用于对蓄电池进行恒压、恒流充电、浮充充电、电池过压保护，防止电池过充损坏等。单向导电控制单元将放电管理单元与充电管理单元相互隔离。放电管理单元提供欠压保护、温度补偿，过放保护、防止电池过放损坏。
Claims (7)
1.一种太阳能光伏系统，包括太阳能电池板、控制器和蓄电池，所述控制器分别与太阳能电池板和蓄电池电连接，其特征在于：所述控制器包括：
DC/DC转换单元，用于将所述太阳能电池板输出转换成稳定的直流输出或将所述蓄电池输出直流电转换为直流用电器所需的直流电；
充电管理单元，用于向所述蓄电池进行恒压、恒流充电或浮充充电，提供对蓄电池的过压保护；
放电管理单元，用于提供欠压保护、过放保护和/或温度补偿。
2.如权利要求1所述的太阳能光伏系统，其特征在于：所述控制器包括两个DC/DC转换单元，第一DC/DC转换单元用于将所述太阳能电池板输出转换成稳定的直流输出，第二DC/DC转换单元用于将所述蓄电池输出直流电转换为直流用电器所需的直流电。
3.如权利要求1所述的太阳能光伏系统，其特征在于：所述控制器还包括单向导电控制单元，用于将所述充电管理单元和放电管理单元相互隔离。
4.一种太阳能光伏应用方法，包括以下步骤：
①太阳能电池板将太阳光转换为直流电；
②所述直流电经控制器给蓄电池充电，
其特征在于：
③所述蓄电池经控制器输出直流电直接给直流用电器使用。
5.如权利要求4所述的太阳能光伏应用方法，其特征在于：步骤③具体包括以下步骤：
A.所述控制器的DC/DC转换单元用于将所述太阳能电池板输出转换成稳定的直流输出或者将所述蓄电池输出直流电转换为直流用电器所需的直流电；
B.所述控制器的充电管理单元对蓄电池进行恒压、恒流充电或浮充充电、电池过压保护，放电管理单元用于对蓄电池进行欠压保护、过放保护和/或温度补偿。
6.如权利要求5所述的太阳能光伏应用方法，其特征在于：所述控制器的第一DC/DC转换单元将所述太阳能电池板输出转换成稳定的直流输出，所述控制器的第二DC/DC转换单元将所述蓄电池输出直流电转换为直流用电器所需的直流电。
7.如权利要求5所述的太阳能光伏应用方法，其特征在于：所述控制器的单向导电控制单元将控制器的充电管理单元和放电管理单元相互隔离。
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