CN108521167A - 太阳能移动小车 - Google Patents

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梅晓妍
陈健
李豪义
李科伟
谢昌
徐良林
裘杭斌
沈佳焕
何发冬
王力
童镓渝
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Abstract

本发明公开了太阳能移动小车，包括太阳能电池组件、控制器、蓄电池、DC/AC逆变器、LED显示屏、5V‑USB接口、交直流负载，所述太阳能电池组件将太阳辐射能转换为电能，所述控制器对系统所发电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充放电保护的作用，所述蓄电池将光伏组件提供的电能转化为化学能储存起来，所述DC/AC逆变器将蓄电池的直流电变为交流电，根据蓄电池的寿命增加小车使用效率，从而保证太阳能移动小车自身的电量，并且通过系统的转换，将电量合理的储存，并且降低了电池的储存空间，扩大一倍的蓄电池容量，而通过5V‑USB接口用于手机的USB连接，确保为手机高效率充电。

Description

太阳能移动小车
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，具体为太阳能移动小车。
背景技术
随着经济、科技的进步，手机也逐渐在非洲普及，在欧亚手机市场饱和的情况下，非洲成了各手机品牌枪占的市场，但是，非洲地区传统电力建设极不完善、电网覆盖面积较少，很多非洲地区用电极为不便，因此给如何手机充电成了非洲人面临的新问题。
发明内容
本发明提供太阳能移动小车，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：太阳能移动小车，包括太阳能电池组件、控制器、蓄电池、DC/AC逆变器、LED显示屏、5V-USB接口、交直流负载，所述太阳能电池组件将太阳辐射能转换为电能，所述控制器对系统所发电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充放电保护的作用，所述蓄电池将光伏组件提供的电能转化为化学能储存起来，所述DC/AC逆变器将蓄电池的直流电变为交流电，所述LED显示屏显示蓄电池当前电压，便于客户了解蓄电池的电量，所述5V-USB接口用于手机的USB连接，所述交直流负载确保为手机高效率充电。
进一步的，所述蓄电池容量的计算可以根据用电负荷和连续阴雨天数来确定，实际计算可按式:
式中，C一蓄电池容量，S一蓄电池供电支持的天数，即连续阴雨天数，L一负载平均每天用电量，DOD一蓄电池放电深度，W-从蓄电池到负荷的效率，K一蓄电池放电容量修正系数等于蓄电池Amp-hour效率的倒数。
进一步的，所述太阳能电池组件功率为150W，所述太阳能电池组件的输出曲线是非线性的，受环境影响很大，为确保系统能最大输出电能，需采用最大功率跟踪控制技术，通过自寻优方法使系统跟踪并稳定运行在最大输出功率点，从而提高太阳能输出电能利用率。
进一步的，所述控制器电源电流为12V/10A。
进一步的，所述DC/AC逆变器功率为12V/1000W，所述DC/AC逆变器(4)在满载时，效率必须在95％以上，在50W/M2的日照强度下，即可向电网供电，所述DC/AC逆变器输入功率为额定功率10％时，也要保证90％以上的转换效率；
所述DC/AC逆变器的输出波形为使光伏阵列所产生的直流逆变后向公共电网并网供电，就必须是逆变器的输出电压波形、幅值及相位与公共电网一致，实现无扰平滑电网供电；
所述DC/AC逆变器输入直流电压的范围:要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度的变化范围比较大，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压稳定性。
进一步的，所述5V-USB接口共20个，所述交直流负载连接有交流插座，交流插座共28个。
进一步的，当电网由于电气故障、误操作或自然因素等外部原因引起的中断供电时，为防止损坏用电设备以及确保电网维修人员的安全，系统必须具有孤岛保护的能力。
进一步的，系统应具有显示功能:通讯接口；监控功能；宽直流输入电压范围和完善的保护功能。
与现有技术相比，本发明的有益效果：根据蓄电池的寿命增加小车使用效率，从而保证太阳能移动小车自身的电量，并且通过系统的转换，将电量合理的储存，并且降低了电池的储存空间，扩大一倍的蓄电池容量，而通过5V-USB接口用于手机的USB连接，确保为手机高效率充电。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的结构示意图；
图中标号：1、太阳能电池组件；2、控制器；3、蓄电池；4、DC/AC逆变器；5、LED显示屏；6、5V-USB接口；7、交直流负载。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1所示，本发明提供技术方案，太阳能移动小车，包括太阳能电池组件1、控制器2、蓄电池3、DC/AC逆变器4、LED显示屏5、5V-USB接口6、交直流负载7，太阳能电池组件1将太阳辐射能转换为电能，控制器2对系统所发电能进行调节和控制，蓄电池3将太阳能电池组件1提供的电能转化为化学能储存起来，DC/AC逆变器4将蓄电池3的直流电变为交流电，LED显示屏5显示蓄电池3当前电压，便于客户了解蓄电池的电量，5V-USB接口6用于手机的USB连接，交直流负载7确保为手机高效率充电。
进一步的，蓄电池3容量的计算可以根据用电负荷和连续阴雨天数来确定，实际计算可按式:
式中，C一蓄电池容量，S一蓄电池供电支持的天数，即连续阴雨天数，L一负载平均每天用电量，DOD一蓄电池放电深度，W-从蓄电池到负荷的效率，K一蓄电池放电容量修正系数等于蓄电池Amp-hour效率的倒数。
进一步的，太阳能电池组件1功率为150W，太阳能电池组件1功率为150W，所述太阳能电池组件1的输出曲线是非线性的，受环境影响很大，为确保系统能最大输出电能，需采用最大功率跟踪控制技术，通过自寻优方法使系统跟踪并稳定运行在最大输出功率点，从而提高太阳能输出电能利用率。
进一步的，控制器2电源电流为12V/10A。
进一步的，DC/AC逆变器4功率为12V/1000W，DC/AC逆变器4在满载时，效率必须在95％以上，在50W/M2的日照强度下，即可向电网供电，DC/AC逆变器4输入功率为额定功率10％时，也要保证90％以上的转换效率；
DC/AC逆变器4的输出波形为使光伏阵列所产生的直流逆变后向公共电网并网供电，就必须是逆变器的输出电压波形、幅值及相位与公共电网一致，实现无扰平滑电网供电；
DC/AC逆变器4输入直流电压的范围:要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度的变化范围比较大，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压稳定性。
进一步的，5V-USB接口6共20个，交直流负载7连接有交流插座，交流插座共28个。
进一步的，当电网由于电气故障、误操作或自然因素等外部原因引起的中断供电时，为防止损坏用电设备以及确保电网维修人员的安全，系统必须具有孤岛保护的能力。
进一步的，系统应具有显示功能；通讯接口；监控功能；宽直流输入电压范围和完善的保护功能。
本发明的工作原理及使用流程：太阳电池组件1利用半导体材料的光电效应将太阳辐射能转换为电能，控制器2将电能充到蓄电池中，并对蓄电池2起到过充放电保护的作用，同时给5V-USB接口6提供直流电压，蓄电池2释放出来，DC/AC逆变器4能将蓄电池3的直流电变为可供交直流负载7及LED显示屏5使用的交流电。
年发电量＝当地年辐射总量(KW2h/m2)3光伏方阵面积(M2)电池组件转换效率修正系数，其中光伏组件转换效率为单晶14％，修正系数K＝0.48，根据以上设计与计算结果可知；当地年辐射总量为1348.37KwZh/m，光伏方阵面积＝1.6503×0.99233m2＝4.9m2，则年发电量P＝1348.37×4.9×14％×0.48＝443.99KW2h，目前电价是0.3599元/度，国家补贴标准是0.359元/度，家庭发电卖给供电企业，电价是0.7189元/度，比正常的电价0.5653/度，高出了0.1536元/度，国家财政补贴0.45元/度+市级补贴0.25元，其中家庭式光伏电站用户还可获得每瓦3元的一次性投资补贴，补贴政策:0.45元+0.25元＝0.7元.本系统选用750W电池组件，所以可以获得一次性补贴750×3＝2250元，年补贴金额＝443.99×0.7＝310.793元，其中自家一年可用电1.346×365＝491.29KW/h，故每年还需要向国家电网用电所需费用(491.29-443.99)×0.3599＝17元；每年获得补贴310.793-17＝307.793元，每年节省省下来的电费491.29×0.3599＝176.81元，所以每年获利307.793+176.81＝484.6元，根据采购预期估算，本家庭分布式光伏发电系统需要15000元，计算可知，(30000-2250)六484.6＝15年。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.太阳能移动小车，包括太阳能电池组件(1)、控制器(2)、蓄电池(3)、DC/AC逆变器(4)、LED显示屏(5)、5V-USB接口(6)、交直流负载(7)，其特征在于：所述太阳能电池(1)组件将太阳辐射能转换为电能，所述控制器(2)对系统所发电能进行调节和控制，所述蓄电池(3)将太阳能电池组件(1)提供的电能转化为化学能储存起来，所述DC/AC逆变器(4)将蓄电池(3)的直流电变为交流电，所述LED显示屏(5)显示蓄电池当前电压，便于客户了解蓄电池的电量，所述5V-USB接口(6)用于手机的USB连接，所述(7)交直流负载确保为手机高效率充电。
2.根据权利要求1所述的太阳能移动小车，其特征在于，所述蓄电池(3)容量的计算可以根据用电负荷和连续阴雨天数来确定，实际计算可按式:
式中，C一蓄电池容量，S一蓄电池供电支持的天数，即连续阴雨天数，L一负载平均每天用电量，DOD一蓄电池放电深度，W-从蓄电池到负荷的效率，K一蓄电池放电容量修正系数等于蓄电池Amp-hour效率的倒数。
3.根据权利要求1所述的太阳能移动小车，其特征在于，所述太阳能电池组件(1)功率为150W，所述太阳能电池组件(1)的输出曲线是非线性的，受环境影响很大，为确保系统能最大输出电能，需采用最大功率跟踪控制技术，通过自寻优方法使系统跟踪并稳定运行在最大输出功率点，从而提高太阳能输出电能利用率。
4.根据权利要求1所述的太阳能移动小车，其特征在于，所述控制器(2)电源电流为12V/10A。
5.根据权利要求1所述的太阳能移动小车，其特征在于，所述DC/AC逆变器(4)功率为12V/1000W，所述DC/AC逆变器(4)在满载时，效率必须在95％以上，在50W/M2的日照强度下，即可向电网供电，所述DC/AC逆变器(4)输入功率为额定功率10％时，也要保证90％以上的转换效率；
所述DC/AC逆变器(4)的输出波形为使光伏阵列所产生的直流逆变后向公共电网并网供电，就必须是逆变器的输出电压波形、幅值及相位与公共电网一致，实现无扰平滑电网供电；
所述DC/AC逆变器(4)输入直流电压的范围:要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度的变化范围比较大，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压稳定性。
6.根据权利要求1所述的太阳能移动小车，其特征在于，所述5V-USB接口(6)共20个，所述交直流负载(7)连接有交流插座，交流插座共28个。
7.根据权利要求1所述的太阳能移动小车，其特征在于，当电网由于电气故障、误操作或自然因素等外部原因引起的中断供电时，为防止损坏用电设备以及确保电网维修人员的安全，系统必须具有孤岛保护的能力。
8.根据权利要求7所述的太阳能移动小车，其特征在于，系统应具有显示功能；通讯接口；监控功能；宽直流输入电压范围和完善的保护功能。
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