CN108964577A - 一种太阳能发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能发电系统，太阳能发电系统包括太阳能组件、微控器、储能电池、无线充电模块以及输出接口，微控器分别与太阳能组件和储能电池电连接，无线充电模块和输出接口分别通过微控器与储能电池电连接，微控器用于控制太阳能组件的输出功率，无线充电模块和输出接口均用于向负载充电。通过该装置能够在使用时避免线路缠绕的情况发生，极大方便人们携带和使用。

Description

一种太阳能发电系统

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，特别是指一种太阳能发电系统。

背景技术

目前，太阳能发电系统尤其是薄膜太阳能发电系统以其轻、薄、柔的特点，在人们生活中得到快速发展和应用。例如充电宝、充电背包等。

现有技术中出现了很多薄膜太阳能发电的便携式太阳能充电装置，但这些太阳能充电装置仍存在许多缺陷，具体的，现有技术受环境影响大，在光照不强或夜间时，无法满足负载供电需求。并且，在使用过程中一般采用连接线将太阳能充电装置与待充电设备连接起来，通过线路传输实现充电功能。连接线在使用时经常发生缠绕，不便于人们携带和使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种太阳能发电系统。

基于上述目的本发明提供的一种太阳能发电系统，太阳能发电系统包括太阳能组件、微控器、储能电池、无线充电模块以及输出接口，微控器分别与太阳能组件和储能电池电连接，无线充电模块和输出接口分别通过微控器与储能电池电连接，微控器用于控制太阳能组件的输出功率，无线充电模块和输出接口用于向负载充电。

进一步地，太阳能发电系统具有第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态，在第一工作状态下，太阳能组件发电，并向储能电池充电，由储能电池向负载供电；在第二工作状态下，太阳能组件和储能电池同时向负载供电；在第三工作状态下，太阳能组件停止发电，储能电池向负载供电；微控器还包括检测模块，检测模块用于检测太阳能组件的工作参数，并根据工作参数控制太阳能发电系统处于第一工作状态、第二工作状态或第三工作状态。

进一步地，微控器包括：第一处理单元和第二处理单元，第一处理单元用于获取太阳能组件的工作参数，并根据工作参数获取太阳能组件的最大输出功率的范围参数；第二处理单元根据最大输出功率的范围参数调整太阳能组件的输出功率，并使太阳能组件的输出功率处于最大输出功率点。

进一步地，微控器包括：第三处理单元，第三处理单元用于获取太阳能组件的最大输出功率参数，并根据最大输出功率参数控制太阳能组件工作。

进一步地，无线充电模块包括：识别单元和输出单元，识别单元用于识别负载，输出单元用于向负载充电。

进一步地，无线充电模块还包括：第一判断单元和电压转换单元，第一判断单元用于判断负载的充电电压，电压转换单元用于转换输出单元的电压以使输出单元的电压与负载的充电电压相匹配。

进一步地，无线充电模块还包括：第二判断单元，第二判断单元用于判断负载的电量是否达到预设值，当负载的电量达到预设值时，输出单元停止向负载充电。

进一步地，太阳能发电系统还包括多个输出接口，多个输出接口均与储能电池连接。

进一步地，多个输出接口的输出电压至少包括5V、12V和20V。

进一步地，太阳能发电系统还包括卷轴和支撑部，卷轴可转动地设置在支撑部上，太阳能组件卷绕在卷轴上，微控器和储能电池均设置在卷轴内。

进一步地，太阳能发电系统还包括锁止件，锁止件用于锁止卷轴。

进一步地，太阳能发电系统还包括中心轴、两个侧护板和多个扇骨，扇骨和侧护板均可转动地设置在中心轴上，两个侧护板间隔设置在中心轴上，多个扇骨位于两个侧护板之间，太阳能组件贴设在多个扇骨上，微控器、储能电池和输出接口均设置在侧护板上。

从上面所述可以看出，本发明提供的太阳能发电系统，在该系统中设置太阳能组件、微控器、储能电池以及无线充电模块，通过微控器控制太阳能组件输出，能够确保太阳能组件在工作时的输出功率，储能电池可将多余电量进行储存并确保输出稳定电压，充电接口可向负载充电，无线充电模块可以以无线方式向负载充电，如此省去了线路连接，极大方便人们携带和使用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的太阳能发电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的无线充电的流程图；

图3为本发明实施例提供的卷轴式太阳能发电系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的折扇式太阳能发电系统的结构示意图；

图5为图4的折扇式太阳能发电系统的展开示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种太阳能发电系统，该太阳能发电系统包括太阳能组件10、微控器20、储能电池30、无线充电模块21以及输出接口40。其中，微控器20分别与太阳能组件10和储能电池30电连接，无线充电模块21和输出接口40分别通过微控器20与储能电池30电连接，微控器20能够控制太阳能组件10的输出功率，通过输出接口40和无线充电模块21均能够向负载充电。具体的，通过微控器20能够实时追踪太阳能组件10的最大功率点，通过调整太阳能组件10能够保证其输出功率，提高其输出效率。其中，太阳能组件10可以为晶硅太阳能组件或薄膜太阳能组件，无线充电模块21和输出接口40可以直接与储能电池30连接，也可通过微控器20间接与储能电池30连接，并且可以将无线充电模块21和输出接口40设置在微控器20上，如此便于电气元件集成。在本实施例中，储能电池30为独立的可拆卸结构，如此可便于从系统中拆出作为充电宝使用，提高了装置结构的适用性。

本实施例提供的太阳能发电系统包括太阳能组件10、微控器20、储能电池30、无线充电模块21以及输出接口40，通过微控器20控制太阳能组件10输出，通过输出接口40可以向负载进行有线充电，通过无线充电模块21可以以无线方式向负载充电，如此省去了线路连接，极大方便人们携带和使用。并且，通过微控器20控制太阳能组件10的输出功率，能够提高装置的输出效率。

在本发明提供的太阳能发电系统中，该系统具有第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态。其中，在第一工作状态下，太阳能组件10发电，并向储能电池30充电，由储能电池30经微控器20向负载供电。在第二工作状态下，太阳能组件10和储能电池30同时向负载供电。在第三工作状态下，太阳能组件10停止发电，储能电池30经微控器20向负载供电。该微控器20还包括检测模块，检测模块用于检测太阳能组件10的工作参数，其中，工作参数可以包括输出电压、输出电流、输出功率等，检测模块根据工作参数控制太阳能发电系统处于第一工作状态、第二工作状态或第三工作状态。

具体的，当太阳能组件10处于强光照射、发电充足的情况时，太阳能组件10通过微控器20向储能电池30充电，储能电池30经微控器20输出稳定电压为负载供电。当太阳能组件10处于弱光照射、发电不足的情况时，太阳能组件10与储能电池30同时经微控器20输出稳定电压为负载供电。当太阳能组件10处于夜间或停止发电时，储能电池30经微控器20输出稳定电压为负载供电。通过本实施例提供的微型充电装置，输出电压更稳定，设备充电更可靠，多余能量可储存避免浪费，使能量得到充分利用。

在本实施例中，该微控器20包括：第一处理单元和第二处理单元。其中，第一处理单元用于获取太阳能组件10的工作参数，并根据工作参数获取太阳能组件10的最大输出功率的范围参数。第二处理单元根据最大输出功率的范围参数调整太阳能组件10的输出功率，并使太阳能组件10的输出功率处于最大输出功率点。

具体的，第一处理单元可根据太阳能组件10的功率-电压曲线，采用恒压法使得太阳能组件10的输出电压控制在其最大功率点附近上的某一定电压处，确定其对应的电压范围，获得近似最大功率输出。在本实施例中，还设置有第二处理单元，第二处理单元采用电导增量法在此第一处理单元的基础上，通过逐步逼近、调整太阳能组件的工作点，使其不断逼近至最大功率点处，当太阳能组件的输出功率处于最大功率点时，通过第二处理单元可以判断出太阳能组件的输出功率已达到最大功率点，则停止对太阳能组件进行扰动，使其一直处于最大功率点处。通过本实施例提供的微控器，能够减少功率损失和最大功率点的跟踪时间，使其具有良好的响应特性和稳态特性，可以有效提高太阳能组件的能量利用率，当外界光照强度变化时，其能快速稳定在最大功率点处，提高了装置的动态特性和稳态性能。

在本发明提供的又一实施例中，该微控器20包括第三处理单元，第三处理单元用于获取太阳能组件10的最大输出功率参数，并根据最大输出功率参数控制太阳能组件10工作。其中，由于太阳能组件的电流-电压曲线为非线性曲线，在同样光照条件下当太阳能组件在某一特定电压下与电流的乘积达到最大值时，此时太阳能组件的输出功率即为该太阳能组件的最大输出功率参数。

具体的，通过第三处理单元可以获取太阳能组件10在不同环境温度、光照强度下的电流-电压曲线以及对应的最大功率点，第三处理单元可根据上述数据调整太阳能组件10的输出功率，使太阳能组件10始终处于最大功率输出状态。

具体地，无线充电模块21包括：识别单元和输出单元。其中，识别单元用于识别负载，输出单元用于向负载充电。在本实施例中，先将负载放置在无线充电模块21附近，通过识别单元对负载进行识别并与负载进行匹配，识别完成后即可通过输出单元向负载进行充电。

其中，该无线充电模块21还包括：第一判断单元和电压转换单元。通过第一判断单元判断负载的充电电压，通过电压转换单元能够转换输出单元的电压以使输出单元的电压与负载的充电电压相匹配。在本实施例中，该电压转换单元可包括中间继电器、MOS管、三极管、多路选择开关等电子器件，通过上述电子器件可进行线路切换，以选择对应的输出电压向负载充电。

该无线充电模块21还包括：第二判断单元，通过第二判断单元能够判断负载的电量是否达到预设值，当负载的电量达到预设值时，输出单元停止向负载充电。例如，第二判断单元可判断设备电量是否充满，如果设备电量已充满可停止充电。

参照图2所示，在向设备充电前，先通过识别单元对设备进行识别匹配，识别后通过第一判断单元判断设备的充电电压，并通过电压转换单元将输出单元的电压与设备的充电电压相匹配，输出电压调整完成后通过输出单元向设备充电，充电过程中可通过第二判断单元判断设备的电量是否达到预设值，当设备电量充满时，则停止向设备充电。

在本实施例中，太阳能发电系统还设置有多个输出接口40，多个输出接口40均与储能电池30连接，且多个输出接口40的充电电压不同。如此可供不同充电电压的设备充电。具体的，在本实施例中，设置有5V、12V和20V接口，不仅可以给手机供电，还可以给电脑等其它设备供电。

本发明提供了两种便于携带的装置结构，其中一种为卷轴式太阳能发电系统，如图3所示。另一种为折扇式太阳能发电系统，如图4和图5所示。

如图3所示，该太阳能发电系统还包括卷轴50和支撑部，卷轴50可转动地设置在支撑部上，太阳能组件10为柔性组件，其卷绕在卷轴50上，微控器20和储能电池30均设置在卷轴50内。通过将太阳能组件10设置在卷轴50上可以在使用时将太阳能组件10从卷轴50上打开，不用时将太阳能组件10卷绕在卷轴50上即可，如此便于使用者使用和携带。具体的，可将输出接口40和无线充电模块21设置在卷轴50的两端，如此方便对设备进行充电。

其中，该太阳能发电系统还包括锁止件60，通过锁止件60能够锁止卷轴50，防止卷轴50随意转动，锁止件60可以包括锁止状态和解锁状态，当锁止件60处于锁止状态时，锁止件60可以固定卷轴50，此时太阳能组件10无法卷回或打开；当锁止件60处于解锁状态时，卷轴50可以转动，此时太阳能组件10可以卷回或打开。通过设置锁止件60能够避免卷轴50意外转动使太阳能组件10卷回或打开。

如图4和图5所示，该太阳能发电系统还包括中心轴70、两个侧护板80和多个扇骨90，扇骨90和侧护板80均可转动地设置在中心轴70上，两个侧护板80间隔设置在中心轴70上，多个扇骨90位于两个侧护板80之间，太阳能组件10贴设在多个扇骨90上，微控器20、储能电池30以及输出接口40均设置在侧护板80上。通过将太阳能组件10贴设在扇骨90上，可以在不使用时将太阳能组件10折叠，在使用时转动中心轴70，将折叠的太阳能组件10打开。其中，可将无线充电模块21设置在中心轴70上。该装置结构简单，同样便于使用者使用和携带。

通过本发明提供的太阳能发电系统具有以下优点：

1、具有储能功能及无线充电功能，并能够向设备提供三种供电模式，使得充电更可靠、更安全；

2、采用实施例中提供的微控器可以快速准确地实现最大功率点跟踪，保证系统的最大发电效率；

3、具有5V、12V和20V电压的输出接口，不仅可以给手机充电，还可以给电脑等12V，20V设备供电；

4、具有无线充电功能，无线充电模块可自动匹配充电电压，使充电更快速、更安全；

5、配备储能电池，充电更可靠，多余能量可储存，避免能源浪费，使能源得到充分利用；

6、储能电池与输出接口设计为可拆卸结构，拆下来可单独作为充电宝使用。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、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 (10)

1.一种太阳能发电系统，其特征在于，所述太阳能发电系统包括太阳能组件(10)、微控器(20)、储能电池(30)、无线充电模块(21)以及输出接口(40)，所述微控器(20)分别与所述太阳能组件(10)和所述储能电池(30)电连接，所述无线充电模块(21)和所述输出接口(40)分别通过所述微控器(20)与所述储能电池(30)电连接，所述微控器(20)用于控制所述太阳能组件(10)的输出功率，所述无线充电模块(21)和所述输出接口(40)均用于向负载充电。

2.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述太阳能发电系统具有第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态，在所述第一工作状态下，所述太阳能组件(10)发电，并向所述储能电池(30)充电，由所述储能电池(30)向所述负载供电；在所述第二工作状态下，所述太阳能组件(10)和所述储能电池(30)同时向所述负载供电；在所述第三工作状态下，所述太阳能组件(10)停止发电，所述储能电池(30)向所述负载供电；所述微控器(20)还包括检测模块，所述检测模块用于检测所述太阳能组件(10)的工作参数，并根据所述工作参数控制所述太阳能发电系统处于所述第一工作状态、所述第二工作状态或所述第三工作状态。

3.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述微控器(20)包括：第一处理单元和第二处理单元，所述第一处理单元用于获取所述太阳能组件(10)的工作参数，并根据所述工作参数获取太阳能组件(10)的最大输出功率的范围参数；所述第二处理单元根据所述最大输出功率的范围参数调整所述太阳能组件(10)的输出功率，并使所述太阳能组件(10)的输出功率处于最大输出功率点。

4.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述微控器(20)包括：第三处理单元，所述第三处理单元用于获取所述太阳能组件(10)的最大输出功率参数，并根据所述最大输出功率参数控制所述太阳能组件(10)工作。

5.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述无线充电模块(21)包括：识别单元和输出单元，所述识别单元用于识别所述负载，所述输出单元用于向所述负载充电；和/或，

所述无线充电模块(21)还包括：第一判断单元和电压转换单元，所述第一判断单元用于判断所述负载的充电电压，所述电压转换单元用于转换所述输出单元的电压以使所述输出单元的电压与所述负载的充电电压相匹配。

6.根据权利要求5所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述无线充电模块(21)还包括：第二判断单元，所述第二判断单元用于判断所述负载的电量是否达到预设值，当所述负载的电量达到预设值时，所述输出单元停止向所述负载充电。

7.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述太阳能发电系统还包括多个所述输出接口(40)，多个所述输出接口(40)均与所述储能电池(30)连接；

多个所述输出接口(40)的输出电压至少包括5V、12V和20V。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述太阳能发电系统还包括卷轴(50)和支撑部，所述卷轴(50)可转动地设置在所述支撑部上，所述太阳能组件(10)卷绕在所述卷轴(50)上，所述微控器(20)和所述储能电池(30)均设置在所述卷轴(50)内。

9.根据权利要求8所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述太阳能发电系统还包括锁止件(60)，所述锁止件(60)用于锁止所述卷轴(50)。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述太阳能发电系统还包括中心轴(70)、两个侧护板(80)和多个扇骨(90)，所述扇骨(90)和所述侧护板(80)均可转动地设置在所述中心轴(70)上，两个所述侧护板(80)间隔设置在所述中心轴(70)上，多个所述扇骨(90)位于两个所述侧护板(80)之间，所述太阳能组件(10)贴设在多个所述扇骨(90)上，所述微控器(20)、所述储能电池(30)以及所述输出接口(40)均设置在所述侧护板(80)上。