CN102255360A - 离网式太阳能—磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统，包括：太阳能电池、磷酸铁锂锂离子蓄电池、智能充电控制器、电池监控测量系统和DC-AC逆变器，DC-AC逆变器连接交流负载并对其供电。本发明利用磷酸铁锂锂离子蓄电池作为离网式储能设备；同时优化了光伏系统中蓄电池充放电方式，检测采集由光能转化为电能的能量。本发明克服了传统系统中铅酸蓄电池的缺点，使储能电池的使用寿命增长、充放电容量增加、所用的单个电池少、蓄电池统一性较好、系统稳定、采集光能增加、系统利用率提高以及无污染等特点。

Description

离网式太阳能—磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统

技术领域

本发明属于太阳能与锂离子蓄电池的应用领域，尤其涉及一种离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统。

背景技术

目前，人类面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下，新能源已成为全球的热点问题，要解决能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发和利用可再生洁净能源。我国太阳能资源非常丰富，如果按陆地面积的1％，转换效率平均按20％计，一年可提供的能量大约为48亿吨标准煤。多数地区的年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，年日照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比，接近美国，优于日本、欧洲，因而有巨大的开发潜能，终将成为21世纪后期的主导能源。

太阳能发电系统按照其运行方式主要可分为离网式和联网式两大类。离网式是未与公共电网联接的太阳能发电系统，主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊处所，如边远偏僻农村、牧区、高原、沙漠、公路、气象站等，提供照明、看电视等基本生活用电；离网式太阳能发电系统根据用电负载的特点，可分为直流系统、交流系统和交直流混合系统等几种。其主要区别在于系统中是否带有逆变器。离网式太阳能发电系统主要由太阳能电池、DC-AC逆变器、控制系统和蓄电池等组成。联网式是与公共电网联接的太阳能发电系统，建设联网式太阳能发电系统投资巨大，建设期长，需要复杂的控制和配电设备，并要占用大片土地，因而发展不快。而离网式太阳能发电系统，由于建设容易，已成为太阳能发展的主流。

太阳能电池，如同一个能量转换器，在有光照(无论是太阳光还是其他发光体产生的光照)情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，产生“光生压电”，即光生伏打效应。它是一种把太阳能直接转化电能的半导体器件，太阳能电池将光能转变为电能的基本原理是：太阳能电池吸收一定能量的光子后，半导体内产生电子-空穴对，两者电性相反，电子带负电，空穴带正电；电性相反的电子-空穴对被半导体P-N结所产生的静电场分离开；光生载流子电子和空穴分别被太阳能电池的正、负极所收集，并在外电路中产生电流，从而获得电能。

DC-AC逆变器：由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，当负载是交流负载时，逆变器是将直流电转换成交流电的必不可少的设备。逆变器按运行方式分，可分为独立运行逆变器和并网运行逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，并网运行逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。若按输出波型分，可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦和对谐波要求不高的系统；正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。逆变器是通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调质、滤波、升压等，得到与负载频率、额定电压等匹配的正弦交流电，供系统终端用户使用。

控制系统：太阳能发电系统中控制系统是作为主要部件，其可靠性直接影响用电器的正常工作。控制器按太阳能电池最大输出功率选型，并且要求具有夜间防反充电保护、蓄电池过充电保护、蓄电池过放电保护、蓄电池开路保护、负载过电压保护、输出过载保护及输出短路保护、太阳能电池接反保护、蓄电池接反保护等功能。

蓄电池：它将太阳能电池产生的电能储存起来，当光照不足或晚上，负载需求大于太阳能电池所发的电量时，将存储的电能释放以满足负载的能量要求，它是太阳能发电系统的储能部件。在太阳能电池供电系统中，太阳能电池的输出能量极不稳定，所以需要配置蓄电池系统才能正常工作。太阳能电池产生的直流电进入蓄电池储存，此时蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。举太阳能供电照明系统为例，太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，达到一定阀值，再供应照明负载。蓄电池容量选择的一般原则是：在能够满足夜晚照明前提下，把白天太阳能电池的能量尽量存储下来，同时还要能够存储预定的连续阴雨天夜晚照明需要的电能。在太阳能供电系统中，太阳能电池和控制装置的使用寿命在25年以上，而普通蓄电池的使用寿命一般为2-3年，所以蓄电池是太阳能供电系统中最薄弱的环节。储能电容虽然使用寿命可以达到10年以上，但昂贵的价格限制了它的应用。铅酸蓄电池虽然价格便宜，但污染环境，放电电压平台低，均一性不高，寿命不长，因质量比能量、体积比能量都比较低，使得质量重，搬运不便。所以铅酸蓄电池存在它的局限性。

通常，铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等可充电电池在使用时，会由多节电池串联构成蓄电池。进行充电控制的方法一般有以下几种：恒流充电，用一定的电流对电池组进行充电，通过限定充电时间来控制充电过程，该方法效率较高，但电源成本过高；恒压充电，充电初期电流较高，充电末期电流会变低，在此充电方式中，充电末期充电电压达到峰值后会下降，充电电流变大，导致电池温度升高，通常设定最大电池电压，当电池电压达到设定值，停止充电；分阶段充电，最初的充电电流较高，当电池电压达到控制点时，电流变为涓流，再补充一段时间。上述几种方法都采用一个标准充电控制参数，而在实际中电池电压情况不同，充电电流对电池的电压也会产生影响，太阳能所输出的能量也是极不稳定，因此可能会出现严重的充电不足或者过充现象，不能极大化采集太阳光的能量，同时也可能会影响蓄电池的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统，结合了太阳能电池与磷酸铁锂锂离子蓄电池的长处，弥补两者的不足，同时改进了系统的充电方式，从而克服了现有技术上的缺陷，该供电系统实用可行、不消耗有形能源。

一种离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统，包括：

太阳能电池，用于将光能转换为电能；

磷酸铁锂锂离子蓄电池，用于存储电能同时向负载供能；

智能充电控制器，用于控制所述太阳能电池向所述磷酸铁锂锂离子蓄电池充电，使得所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的充电电流始终保持在所述磷酸铁锂锂离子蓄电池可接受电流附近，从而快速充电；

电池监控测量系统，用于实时监测由所述太阳能电池产生并输入到所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的电流、电压和能量大小，并且通过改变所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的放电方式来测试所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的放电性能，从而防止所述磷酸铁锂锂离子蓄电池过充过放；

DC-AC逆变器，与负载连接，将所述太阳能电池产生的直流电变为民用的交流电，供交流负载使用；

其中，所述太阳能电池的正负极分别对应接所述智能充电控制器的接线端的输入端，所述智能充电控制器的接线端的输出端接所述电池监控测量系统的正负极输入端，所述电池监控测量系统的正负极输出端对应接上所述磷酸铁锂锂蓄电池的正负极输入端，所述磷酸铁锂锂蓄电池的正负极输出端对应接所述DC-AC逆变器的正负极，所述DC-AC逆变器与交流负载连接。

所述的离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统的整个工作原理如下：

太阳能电池通过智能充电控制器向磷酸铁锂锂离子蓄电池充电，充电过程中，由智能充电控制器来控制磷酸铁锂锂离子蓄电池的充电电量，使得磷酸铁锂锂离子蓄电池的充电电流始终保持在磷酸铁锂锂离子蓄电池可接受电流的范围内，从而使磷酸铁锂锂离子蓄电池快速充电，并对磷酸铁锂锂离子蓄电池的影响较小，充电的同时，电池监控测量系统监控磷酸铁锂锂离子蓄电池的充电性能(例如充电时电流以及电压的变化等)，得到相应的数据；当太阳能电池给磷酸铁锂锂离子蓄电池充好电之后，磷酸铁锂锂离子蓄电池通过DC-AC逆变器将直流电转化为交流电，并供电给交流负载使用，同时，电池监控测量系统监控磷酸铁锂锂离子蓄电池的放电性能。当光照强度不够的时候，整个电路是处于断开状态，不工作。因此，光照强度要使得太阳能电池达到工作电压时，整个电路才能正常工作。

本发明中，所述智能充电控制器包括：采集器和微控制器。所述采集器是通过电压信号采集电流信号。所述微控制器包括微积分计算模块和模糊控制模块，其中，所述微积分计算模块由微分计算模块和积分计算模块构成，用于接收自所述采集器输入的电压和电流信号，并将所述的电压和电流分别对时间进行微分和积分计算，得出所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的电压变化趋势及电量；所述模糊控制模块，用于实时接收自所述微积分计算模块输出的所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的电压变化趋势及电量，并输出是否进行充电的指令，以及更新所述模糊控制模块内已存储的充电参数。

所述智能充电控制器的工作原理是：在开始充电时，所述模糊控制模块按照其内已存储的充电参数对所述磷酸铁锂锂离子蓄电池进行充电。在充电过程中，所述采集器实时采集充电电压和电流，然后将电压和电流数据传输给所述微积分计算模块，得出所述磷酸铁锂锂离子蓄电池充电电压的变化趋势和当前已充电量，此时，所述模糊控制模块实时接收所述微积分计算模块输入的所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的当前已充电量，并实时将该电量与其内已存储的电量值进行比较，当两值相同时，所述模糊控制模块会依据充电电压变化趋势判断所述磷酸铁锂锂离子蓄电池是否已充满，若充电电压变化趋势为下降趋势时，判断出磷酸铁锂锂离子蓄电池已经充满，立即输出停止充电的控制指令，及时停止对磷酸铁锂锂离子蓄电池的充电，若充电电压变化趋势不是为下降趋势时，模糊控制模块会输出继续充电的控制指令，继续对磷酸铁锂锂离子蓄电池充电，直至充电完成，同时给出磷酸铁锂锂离子蓄电池容量识别错误的信息提示，并及时更新已存储的充电参数。下一次充电时，模糊控制模块会按此次储存的已更新的电压参数对电池进行充电。在所述智能充电控制器中设置所述模糊控制模块，能够合理选择相应的充电参数，从而保证磷酸铁锂锂离子蓄电池充电后，能够充满而不会发生过充现象。

所述模糊控制模块是基于模糊控制技术，模糊控制技术是基于数学理论，通过模拟人的近似推理和综合决策过程，使控制算法的可控制性、适应性和合理性提高。所述模糊控制模块的原理是：当磷酸铁锂锂离子蓄电池开始充电时，模糊控制模块输出充电控制信号，智能充电控制器开始充电；充电完毕时，若磷酸铁锂锂离子蓄电池两端的电压还没达到电池充满电压值，则输出电压容量识别错误的信号，模糊控制模块再次输出充电控制信号，继续给磷酸铁锂锂离子蓄电池充电，若磷酸铁锂锂离子蓄电池两端的电压达到充满电压值，模糊控制模块会自动更改其内存储存的相关充电参数，经过几次的更改，模糊控制模块就能识别当前使用的磷酸铁锂锂离子蓄电池的容量。下一次充电时，由于磷酸铁锂锂离子蓄电池参数发生改变，模糊控制模块将再次经历上述学习记忆的过程。

可见，本发明中，太阳能电池给磷酸铁锂锂离子蓄电池充电的方式选择一种智能充电方式，这种方式使磷酸铁锂锂离子蓄电池的充电电流始终保持在磷酸铁锂锂离子蓄电池可接受的电流附近，从而使磷酸铁锂锂离子蓄电池能得到快速充电，几乎完全接受太阳能电池所产生的电流，且对磷酸铁锂锂离子蓄电池影响较小。

本发明中，所述电池监控测量系统能够全程监测由所述太阳能电池产生并输送给所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的电流大小，监测磷酸铁锂锂离子蓄电池的内阻和电压，测试磷酸铁锂锂离子蓄电池的充电性能，测试磷酸铁锂锂离子蓄电池供电给交流负载使用时的放电性能。在所述磷酸铁锂锂离子蓄电池充放电过程中，所述电池监控测量系统可以改变所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的充放电方式，使其按照恒流充电、恒压充电、脉冲充电、恒流放电、脉冲放电等过程依次进行，实现对所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的充放电性能的监测，从而防止所述磷酸铁锂锂离子蓄电池过充和过放。

本发明中，所述太阳能电池与所述磷酸铁锂锂离子蓄电池容量的匹配取决于负载的大小。负载所需的功率P与工作时间决定了负载所需能量W₁＝P*H*T(一般负载每天以12小时，连续工作4天来计算)。太阳能电池功率计算根据公式：Wo＝P*H/(t*η)计算；式中Wo为太阳能电池功率，P为负载功率，H为每天使用时间，t为峰值日照时数，η为太阳能光伏发电部分的总效率。磷酸铁锂锂离子蓄电池容量Q计算根据公式：Q＝P*H*T/(V*q)计算；式中P为负载功率，H为每天使用时间，T为连续使用天数，V为磷酸铁锂锂离子蓄电池电压，q为磷酸铁锂锂离子蓄电池逆变系统总功率。

以下将以负载功率为60瓦为例，对本供电系统的参数配置进行说明：

根据查阅资料计算，用t＝4小时，η＝0.65来初步计算太阳能电池功率Wo，太阳能电池功率可选择180-300瓦。从系统优化角度考虑，可配置额定功率为190瓦的太阳能电池，可选用电池板采集光的面积约为0.64～0.9m²，工作电压为35.5～36.5伏特，工作电流为5.27～5.29安培的太阳能电池板，太阳能电池板由72块功率大约2.64瓦左右的单晶硅组成，12串6并安装。其安装角度可根据太阳光角度的变化上下调节，调节角度范围在30°～60°，以达到一天当中太阳能电池接受阳光照射时间最长；安装方向为南偏西。

中国江南四季分明，梅雨季节连续阴雨可达十天半月，冬季连续雨雪天也可能较长，若完全靠太阳能供电，则太阳能电池和磷酸铁锂锂离子蓄电池配置将十分庞大，不符合经济原则，所以梅雨季节和冬季雨雪天气切换至常规电力网供电。按照4天阴雨储能计算来配置磷酸铁锂锂离子蓄电池的容量，根据实际情况，选择H＝12小时，T＝4天，V＝24伏特，q＝0.6来计算磷酸铁锂锂离子蓄电池容量Q，同时考虑到系统优化，配置电池容量为60～120Ah，开路电压为12～36伏特的磷酸铁锂锂离子蓄电池。具体可以选择配置电池容量为60Ah、90Ah、120Ah，开路电压为12伏特、24伏特、36伏特的磷酸铁锂锂离子蓄电池。磷酸铁锂锂离子蓄电池可以用16～96个容量为15Ah，电压为3.2伏特左右的磷酸铁锂锂离子电池单体按4串4并、8串6并或12串8并方式组装得到。

根据所选用的太阳能电池与磷酸铁锂锂离子蓄电池的参数对电池监控测量系统进行配置，电池监控测量系统选用最大电流为300Ah，最大电压为40伏特。该电池监控测量系统可以同时测试磷酸铁锂锂离子蓄电池和磷酸铁锂锂离子电池单体的充放电性能，并且能防止磷酸铁锂锂离子蓄电池过充和过放。

本发明的离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统，采用磷酸铁锂锂离子蓄电池作为离网式储能设备，利用太阳能电池对磷酸铁锂锂离子蓄电池进行充电并优化其充电方式，采用电池监控测量系统对磷酸铁锂锂离子蓄电池的能量以及充放电方式进行监控测量。

本发明克服了传统太阳能电池系统中铅酸蓄电池的缺点，使蓄电池使用寿命增长、所用单体电池少、统一性较好，从而系统稳定、采集光能增加、利用率提高以及无污染等。

与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：

1、延长了供电系统的蓄电池维护更换周期及使用寿命。与铅酸蓄电池相比，本发明的磷酸铁锂锂离子蓄电池使用寿命更长，维护更方便。

2、提高了供电系统的可靠性。蓄电池是系统中的重要环节，本发明采用磷酸铁锂锂离子蓄电池，大大提高了系统的可靠性能。

3、提高了供电系统的整体性能。由于采用了各方面性能优异的磷酸铁锂锂离子蓄电池，整个系统的综合性能得到了提高。

4、优化了充电方式。智能充电方式使磷酸铁锂锂离子蓄电池的充电电流始终保持在其可接受的电流附近，使其能得到快速充电，几乎完全接受太阳能电池所产生的电流，且对其影响较小。

附图说明

图1为本发明的离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统的电路示意图。

图2为智能充电控制器的结构示意图。

图3为磷酸铁锂锂离子蓄电池三月某天充电曲线。

图4为磷酸铁锂锂离子蓄电池在0.22C倍率下放电曲线。

图5为磷酸铁锂锂离子蓄电池在0.5C倍率下放电曲线。

图6为磷酸铁锂锂离子蓄电池在1.1C放电倍率、100ms放电时间的脉冲放电曲线。

图7为图6中的单脉冲放电曲线。

图8为磷酸铁锂锂离子蓄电池春季每天采集到的能量图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图来详细说明本发明，但本发明并不仅限于此。

实施例1：

如附图1所示：一种离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统，由太阳能电池1、智能充电控制器2、DC-AC逆变器3、磷酸铁锂锂离子蓄电池5和电池监控测量系统6组成，其中，太阳能电池1的正负极分别对应接智能充电控制器2的接线端的输入端，再将智能充电控制器2的接线端的输出端接上电池监控测量系统6的正负极输入端，电池监控测量系统6的正负极输出端对应接上磷酸铁锂锂离子蓄电池5的正负极输入端，最后磷酸铁锂锂离子蓄电池5的正负极输出端再接上DC-AC逆变器3的正负极，DC-AC逆变器3连接到交流负载4上并对其供电。

智能充电控制器2的结构如图2所示，包括：采集器和微控制器。微控制器包括微积分计算模块和模糊制模块。采集器实时采集在充电过程中的充电电压和电流，并经微积分计算模块计算出当前磷酸铁锂锂离子蓄电池5已经充入的电量以及充电电压的变化趋势，再由模糊控制模块依据充电电压的变化趋势判断磷酸铁锂锂离子蓄电池5是否已经充满，并输出控制指令，使得磷酸铁锂锂离子蓄电池5已经充满时及时停止充电，同时实时更新已存储的充电参数，从而能够合理选择相应的充电参数，从而保证充电后，磷酸铁锂锂离子蓄电池5能够充满而不会发生过充现象。

智能充电控制器2的工作原理如下：在开始充电时，模糊控制系统按照其内已存储的充电参数对磷酸铁锂锂离子蓄电池5进行充电。在充电过程中，采集器实时采集充电电压和电流，然后将电压和电流数据传输给微积分计算模块；微积分计算模块根据接收到的电压和电流信号，对上述电压对时间进行微分计算，得出充电电压的变化趋势；将电流信号对时间进行积分计算，得出当前磷酸铁锂锂离子蓄电池5已充电的电量，此时，模糊控制模块实时接收由微积分计算模块输入的已充电的电量，并实时将该电量与其内已存储的电量值进行比较，当两值相同时，模糊控制模块会依据充电电压变化趋势判断磷酸铁锂锂离子蓄电池5是否已充满，若充电电压变化趋势为下降趋势时，判断出磷酸铁锂锂离子蓄电池5已经充满，立即输出停止充电的控制指令，及时停止对磷酸铁锂锂离子蓄电池5的充电；若充电电压变化趋势不是为下降趋势时，模糊控制模块会输出继续充电的控制指令，继续对磷酸铁锂锂离子蓄电池5充电，直至充电完成，同时给出磷酸铁锂锂离子蓄电池5容量识别错误的信息提示，并及时更新已存储的充电参数。下一次再充电时，模糊控制模块会按此次储存的已更新的电压参数对电池进行充电。

上述的离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统的工作原理如下：

太阳能电池1将光能转换为电能，并通过智能充电控制器2向磷酸铁锂锂离子蓄电池5充电，充电过程中，智能充电控制器2控制磷酸铁锂锂离子蓄电池5的充电电量，使得磷酸铁锂锂离子蓄电池5的充电电流始终保持在磷酸铁锂锂离子蓄电池5可接受的范围内，从而使磷酸铁锂锂离子蓄电池5快速充电，并对磷酸铁锂锂离子蓄电池5的影响较小，充电的同时，电池监控测量系统6监控磷酸铁锂锂离子蓄电池5的充电性能(例如充电时电流以及电压的变化等)，得到相应的数据；充好电之后，磷酸铁锂锂离子蓄电池5通过DC-AC逆变器3将直流电转化为交流电，并供电给交流负载4使用，同时，电池监控测量系统6监控磷酸铁锂锂离子蓄电池5的放电性能，观测磷酸铁锂锂离子蓄电池5的充放电性能。当光照强度不够时，整个电路处于断开状态，不工作。因此光照强度要使得太阳能电池1达到工作电压的时候，整个电路才能正常工作，给磷酸铁锂锂离子蓄电池5充电。

以下将以具体参数配置的供电系统为例来说明上述供电系统的性能。

上述供电系统的各参数配置如下：

太阳能电池1选择电池板采集光的面积为0.64～0.9m²，工作电压为35.5～36.5伏特，工作电流为5.27～5.29安的太阳能电池板，太阳能电池板由72块功率约为2.64瓦的单晶硅组成，12串6并安装。太阳能电池板的安装角度可根据太阳光角度的变化上下调节，调节角度范围在30°～60°；安装方向为南偏西，从而达到太阳能电池接受阳光照射时间最长。

磷酸铁锂锂离子蓄电池5的电池容量为90Ah，开路电压为24伏特，可以采用48个容量为15Ah，电压为3.2伏特左右的磷酸铁锂锂离子电池单体按8串6并方式组装得到。

采用上述参数配置的供电系统给交流负载供电，交流负载能够持续一段时间正常工作。由于该组供电系统中的磷酸铁锂锂离子蓄电池容量是90Ah，电压是24伏特，所以适合接功率较大的交流负载，能较长时间持续蓄电和放电。

磷酸铁锂锂离子蓄电池5的充电曲线如图3所示，从图3的曲线可以看出春季杭州地区有效的光照时间为10点左右到17点左右，中午12点到14点是一天中产生的电流最大的时候，太阳能电池1给磷酸铁锂锂离子蓄电池5的充电电流范围为0-2.8左右，磷酸铁锂锂离子蓄电池5总共所储存的能量为286.573瓦时(Wh)。从图3中可以看出磷酸铁锂锂离子蓄电池5的充电电流随着太阳能电池1产生的电流进行动态变化，可见该系统通过智能充电控制器2，使得磷酸铁锂锂离子蓄电池5最大限度的接受太阳能能量。

磷酸铁锂锂离子蓄电池5先后在两个白天充好电后，分别以0.22C和0.5C的放电倍率进行放电的曲线分别如图4和5所示，从图4和5的曲线可以看出0.22C倍率下放电平台为25伏特左右，放电容量为12Ah，0.5C倍率下的放电平台为24.5伏特左右，放电容量为8Ah，放电倍率越大电压平台有所下降，从而说明大倍率下放电，电压平台下降。

磷酸铁锂锂离子蓄电池5在1.1C的放电倍率，100ms放电时间的脉冲放电曲线如图6和7所示，图7是图6中的一个单脉冲放电曲线，从图6和7的曲线可以看出磷酸铁锂锂离子蓄电池5的瞬间放电性能较好，在100ms的放电时间内，电池电压由24伏特降到22.4伏特，说明磷酸铁锂锂离子蓄电池5具有瞬间大功率放电能力，能满足实际情况下对蓄电池的需求。

磷酸铁锂锂离子蓄电池5在春季每天采集到的能量图如图8所示，从图8的曲线可以看出五月份磷酸铁锂锂离子蓄电池5所采集的光能最多，其次是四月份，最少的就是三月份的，五月份每天平均储能为：173.93瓦时(Wh)，四月份每天平均储能为：198.53瓦时(Wh)，三月份每天平均储能为：131.3瓦时(Wh)，从而说明随着光照的增强，磷酸铁锂锂离子蓄电池5所能储蓄的能量越来越多，因而，在杭州春季光照角度为45°时，最佳储能时间为4月份左右。

实施例2

采用与实施例1相同结构的离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统，其工作原理与实施例1也相同，不同仅在于磷酸铁锂锂离子蓄电池的参数配置。磷酸铁锂锂离子蓄电池5的电池容量60Ah，开路电压为12伏特，可以采用16个容量为15Ah，电压为3.2伏特左右的磷酸铁锂锂离子电池单体按4串4并方式组装得到。

实施例3

采用与实施例1相同结构的离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统，其工作原理与实施例1也相同，不同仅在于磷酸铁锂锂离子蓄电池的参数配置。磷酸铁锂锂离子蓄电池5的电池容量120Ah，开路电压为36伏特，可以采用96个容量为15Ah，电压为3.2伏特左右的磷酸铁锂锂离子电池单体按12串8并方式组装得到。

采用该参数配置的供电系统给交流负载供电，交流负载能够持续一段时间正常工作，由于该组供电系统中的磷酸铁锂锂离子蓄电池容量是120Ah，电压是36伏特，所以适合接功率较大的交流负载，充电时间长，持续供电时间长。

Claims (2)

1.一种离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统，其特征在于，包括：太阳能电池、磷酸铁锂锂离子蓄电池、智能充电控制器、电池监控测量系统和DC-AC逆变器，其中，所述太阳能电池的正负极分别对应接所述智能充电控制器的接线端的输入端，所述智能充电控制器的接线端的输出端接所述电池监控测量系统的正负极输入端，所述电池监控测量系统的正负极输出端对应接上所述磷酸铁锂锂蓄电池的正负极输入端，所述磷酸铁锂锂蓄电池的正负极输出端对应接所述DC-AC逆变器的正负极，所述DC-AC逆变器与交流负载连接。

2.如权利要求1所述的离网式太阳能-磷酸铁锂锂离子蓄电池供电系统，其特征在于，所述智能充电控制器包括：采集器和微控制器，所述采集器是通过电压信号采集电流信号，所述微控制器包括微积分计算模块和模糊控制模块，其中，所述微积分计算模块由微分计算模块和积分计算模块构成，用于接收自所述采集器输入的电压和电流信号，并将所述的电压和电流分别对时间进行微分和积分计算，得出所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的电压变化趋势及电量；所述模糊控制模块，用于实时接收自所述微积分计算模块输出的所述磷酸铁锂锂离子蓄电池的电压变化趋势及电量，并输出是否进行充电的指令，以及更新所述模糊控制模块内已存储的充电参数。

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