CN110445204B - 一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统 - Google Patents
一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110445204B CN110445204B CN201910661085.0A CN201910661085A CN110445204B CN 110445204 B CN110445204 B CN 110445204B CN 201910661085 A CN201910661085 A CN 201910661085A CN 110445204 B CN110445204 B CN 110445204B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- storage battery
- power supply
- state
- energy
- electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 30
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 20
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统,属于可再生清洁能源技术领域,包括新能源发电机、蓄电池组、控制模块和插线板;新能源发电机分别与蓄电池组和控制模块相连接,蓄电池组和控制模块相连接,控制模块通过输出接口与插线板相连接。本发明通过控制模块合理控制各蓄电池的充、放电状态,以最有利于电池保养的充、放电控制逻辑调整各蓄电池的工作状态,保障供电系统的持续电力输出及长使用寿命,解决新能源发电机供电的稳定性和长期性问题。通过对蓄电池组的充、放电控制逻辑,大幅提高了新能源发电机的工作效率,延长了蓄电池的使用寿命和供电时间,可作为野外用电设备的供电系统,提供长时间的持续电力供应。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于室外供电领域的长效、持续供电系统;具体的,涉及一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统,是一种结合了太阳能或风能等可再生清洁能源发电装置、多个蓄电池组成的蓄电池组和控制蓄电池充、放电状态的控制模块的持续供电系统,属于可再生清洁能源技术领域。
背景技术
大力发展太阳能、风能等可再生清洁能源,是当前国际社会应对能源紧缺、保障能源供应的重要发展方向。
近年来光伏电池技术、风能发电技术已然成为新能源发电技术的研究热门,并且逐步在商业领域实现小规模应用。
如何采用这些发电技术作为用电设备为电力供应困难的野外作业场所供电,也有人进行了研究。太阳能电池受昼夜、阴晴等条件变化影响,风能发电机受风力、风向等因素影响,单独采用太阳能电池或风力发电机直接输出电力的供电方式存在供电时断时续、电压不稳等问题,会极大影响用电设备的正常工作。为保证这两种清洁能源的持续稳定供电,需要将其与蓄电池配合达到更好的供电效果。
专利号为CN201320010259.5的中国实用新型专利公开了一种太阳能蓄电池,包括蓄电池本体,其特征是:所述蓄电池本体上表面铰接有太阳能电池板,太阳能电池板连接蓄电池本体内部;所述蓄电池本体上部设置有电量检测计,电量检测计通过控制器连接有设置于蓄电池本体表面的电量显示器。
专利号为CN201720563492.4的中国实用新型专利公开了一种太阳能蓄电池,包括若干电池单体,所述电池单体的两极均开设有导电孔,导电孔的内壁上环设有固定槽;所述电池单体的两极还固定连接有导电片,所述导电片的一端上开设有通孔,通孔与导电孔共轴线;所述导电片的长度等于电池单体的直径,导电片的另一端上固定连接有导电桩,所述导电桩上开设有深槽,深槽内套接有压杆,压杆的一端连接有固定齿,压杆的另一端位于导电桩外;所述导电桩上开设有边槽,固定齿通过边槽与固定槽啮合。
专利号为CN201220425891.1的中国实用新型专利公开了一种太阳能路灯蓄电池,包括电池外壳和电池盖板,电池外壳内沿长度方向并列设有十二个电池槽,电池盖板上设有与各电池槽相对应的透气孔和加液孔,电池槽中设有多个浸在电解液中且相互平行的正极板、负极板和隔板,正极板与负极板之间通过隔板依次间隔,正极板上分别设有正极耳,负极板上分别设有负极耳,各电池槽中的正极耳通过正极汇流条相互并联,各电池槽中的负极耳通过负极汇流条相互并联,负极汇流条与相邻电池槽中的正极汇流条相连接使十二个电池组依次串联。
上述中国实用新型专利,均将太阳能电池板与单个蓄电池或多个蓄电池串联连接,通过有太阳时对蓄电池充电,没太阳时由蓄电池供电的方式,延长太阳能电池的有效供电时间;蓄电池电量没有用尽,即又开始充电。长此以往,会导致电池有效储能及使用寿命的下降。
因此,上述供电模式存在三个方面的主要问题。首先,要求用电设备的电功率较小,或蓄电池具有较大的电容量,以确保在连续几天天气条件较差时,仍能持续输出电能,这严重制约了清洁能源电池的应用范围。第二,频繁对电池充放电,或电池尚未用尽即又开始充电,会极大地缩短电池的使用寿命。第三,在电池发生故障时,没有备用供电方式确保工作人员知晓现场状况,增加了设备维护检查的工作量,不适合用于用电设备在野外偏远地区及无人值守时的工况。
为解决以上三方面的不足,本发明专利申请拟通过多个蓄电池并联的方式,利用具有逻辑分析功能的控制器控制各电池的充放电状态,以最符合蓄电池保养要求的方式使用蓄电池,既确保连续极端天气条件下持续供应电能,又有效延长整个系统的使用寿命,可确保用电设备的长时间正常运转。
发明内容
本发明的目的之一在于解决现有可再生清洁能源如太阳能、风能的供电稳定性和长期性问题,提供一种既确保连续极端天气条件下持续供应电能,又有效延长整个系统的使用寿命,可确保用电设备的长时间正常运转的基于可再生清洁能源发电的长效、持续供电系统。
本发明的上述目的是通过如下技术完成的:
一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统,其特征在于:主要包括新能源发电机、蓄电池组、控制模块和插线板;新能源发电机分别与蓄电池组和控制模块相连接,蓄电池组和控制模块相连接,控制模块通过输出接口与插线板相连接。
优选地,所述控制模块主要包括电量监控单元、开关控制单元和输出接口,开关控制单元分别与电量监控单元和输出接口相连接,电量监控单元和开关控制单元与蓄电池组中的各个蓄电池相连接,开关控制单元与新能源发电机相连接。
优选地,所述开关控制单元包括具有逻辑分析功能的控制器和三态开关,具有逻辑分析功能的控制器分别与三态开关和电量监控单元相连接。
优选地,所述三态开关包括电池电极和转换电极;所述转换电极包括绝缘块、转轴和两个铜片;绝缘块与转轴刚性连接,且可绕转轴转动,两个铜片安装在绝缘块的两端;其中,一个铜片与新能源发电机的正极或者负极连接,另一个铜片与输出接口的正极或者负极连接,电池电极与蓄电池组中的蓄电池正极或负极相连接。
优选地,所述转换电极通过转动分别将新能源发电机的电极或电力输出接口的电极与电池电极接通或断开,电池电极与蓄电池组中的蓄电池正电极或负电极相连接。
优选地,所述具有逻辑分析功能的控制器可以是数字控制模式控制器,也可以是模拟控制模式控制器。
优选地,所述具有逻辑分析功能的控制器为可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller,PLC)。
优选地,所述可编程逻辑控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。
优选地,所述蓄电池组由不少于两个蓄电池组成,其中至少有一个蓄电池为备用蓄电池,其余为常用工作蓄电池。
优选地,所述蓄电池组包括3个蓄电池并联:两个常用工作蓄电池和一个备用蓄电池,其中,备用蓄电池为上述两常用工作蓄电池电量耗尽时的备用蓄电池。
优选地,所述新能源发电机是利用太阳能光伏发电技术的发电机,或者是利用风力发电的发电机,或者是利用其它可再生清洁能源的发电机,或者利用不止一种发电技术的多个发电装置。
本发明的另一目的是提供一种基于可再生清洁能源发电并实现长效、持续供电的方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的:
一种基于可再生能源发电的长效、持续供电方法,其步骤如下:
(1)基于可再生能源发电的长效、持续供电系统
基于可再生能源发电的长效、持续供电系统包括新能源发电机、蓄电池组、控制模块和插线板;新能源发电机分别与蓄电池组和控制模块相连接,蓄电池组和控制模块相连接,控制模块通过输出接口与插线板相连接;所述蓄电池组由3个蓄电池并联组成:两个常用工作蓄电池和备用蓄电池,其中,备用蓄电池为上述两常用工作蓄电池电量耗尽时的备用蓄电池;所述控制模块主要包括电量监控单元、开关控制单元和输出接口,开关控制单元分别与电量监控单元和输出接口相连接,电量监控单元和开关控制单元与蓄电池组中的各个蓄电池相连接,开关控制单元同时与新能源发电机相连接;
(2)控制器的控制逻辑如下:
1)当电量监控单元监测到三个蓄电池电量均充足时,一个常用工作蓄电池处于放电工作状态,另一个常用工作蓄电池及备用蓄电池处于休眠状态;
2)当电量监控单元监测到一个常用工作蓄电池电量不足10%时,控制器切换另一个常用工作蓄电池为放电工作状态,前一个常用工作蓄电池切换为充电状态,备用蓄电池处于休眠状态;
3)在新能源发电机能提供充足的电能时,一部分电能为待充电蓄电池供电,一部分电能接入控制器,与工作状态的蓄电池并联同时输出电能;
4)当新能源发电机处于停机状态且第二个常用工作蓄电池继续处于放电工作状态、备用蓄电池处于休眠状态,待放电工作状态的第二个常用工作蓄电池的电量不足10%时,若经过充电,第一个常用工作蓄电池电量超过10%,则切换第一个常用工作蓄电池为放电工作状态,第二个常用工作蓄电池切换为休眠状态,备用蓄电池保持休眠状态;若第一个常用工作蓄电池电量仍不足10%,则两个常用工作蓄电池均切换为休眠状态,备用蓄电池由休眠状态切换为供电工作状态;
5)当备用蓄电池正常供电工作期间,新能源发电机重新开始产生电能,则备用蓄电池角色转变为常用工作蓄电池,原第一个常用工作蓄电池角色转变为第二个常用工作蓄电池,原第二个常用工作蓄电池角色转变为备用蓄电池,且状态切换为充电状态;
6)当备用蓄电池电能消耗至30%时,新能源发电机仍未重新开始产生电能,则控制器向维护人员及用电设备发出低电量警告,保存关键信息,关闭非关键设备,使设备进入节能模式,延长对关键设备的供电时间并提醒维护人员判断是否更换电能充足的蓄电池,待新能源发电机重新产生电能或经更换满电蓄电池后,蓄电池组重新恢复正常供电状态。
本发明的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统利用可再生清洁能源发电的新能源发电机产生电能,为整个系统提供电力来源,多个蓄电池组成的蓄电池组贮存多余的电能,并在发电机失效时继续提供电力输出;控制模块通过监控各个蓄电池的电量,控制蓄电池的充、放电状态,以最有利于蓄电池保养的充、放电模式延长蓄电池的连续供电时间及使用寿命。控制模块通过输出接口输出电能,并通过插线板将电能供应给用电设施。
新能源发电机,既可以是利用太阳能光伏发电技术的发电机,也可以是利用风力发电的发电机,还可以是利用其它可再生清洁能源的发电机,或者利用不止一种发电技术的多个发电装置。
蓄电池组,包括2个以上蓄电池。所述蓄电池既可以为常见的蓄电池,也可以为通过将电能转化为其他形式化学能而存储能量的电池,如利用电解水技术的氢能电池;所述蓄电池组中至少有一个蓄电池为备用蓄电池,至少一个或两个电池为常用工作蓄电池,作为最优,建议采用3个蓄电池。
控制模块包括蓄电池的电量监控单元、开关控制单元、输出接口。充电或放电状态是由开关控制单元根据所述电量监控单元监测到的电池电量决定。
开关控制单元控制各蓄电池的充、放电状态是由其中的三态开关完成的,三态开关具有三种工作状态:当左侧一端与电池电极相接时,电池处于充电模式,当右侧一端与电池电极相接时,电池处于放电模式,当两端与电池电极均不接触时,电池处于休眠状态。
控制模块上的输出接口与插线板相连,电能输出至插线板上,根据插线板不同的插口将电能供给用电器。
本发明的工作原理是:
本发明通过新能源发电机产生电能,由控制模块监控蓄电池组中各蓄电池的电量,并根据蓄电池电量决定哪个电池充电、哪个电池放电、哪个电池休眠。当蓄电池均满电时,第一个常用工作蓄电池供电,其余电池休眠;当第一个常用工作蓄电池电量剩余10%以下时,第二个常用工作蓄电池或备用蓄电池供电,第一个常用工作蓄电池充电。如此各电池之间循环充电、放电;备用蓄电池作为最后的供电电池工作期间,若新能源发电机持续不能恢复产生电能,则当电量监控单元监测到其电量较低时,由控制器向维护人员及用电设备发出低电量警告,及时保存关键信息,关闭非关键设备,转入节能模式继续运作,或由维护人员更换已耗尽电能的另外两个常用工作蓄电池。
本发明的优点是:
本发明的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统,以保养电池最合理的方式控制蓄电池的充、放电模式,充分利用新能源发电机产生的电能并最大化存储备用,在新能源发电机不能产生电能的时间段,有效延长供电时间,有效延长整个供电系统的使用寿命。本发明的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统,作为野外用电设备的供电系统,可提供长时间的持续电力供应。
下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述和说明,但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1为本发明的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统的结构示意图。
图2为本发明的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统中的三态开关的结构示意图。
图3为本发明的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统中的三态开关中的转换电极的结构示意图。
附图中的主要零部件名称:
1 新能源发电机 2 蓄电池组
3 控制模块 4 插线板
5 常用工作蓄电池A 6 常用工作蓄电池B
7 备用蓄电池 8 电量监控单元
9 开关控制单元 10 输出接口
11 三态开关 12 电池电极
13 转换电极 14 绝缘块
15 转轴 16 铜片A
17 铜片B
具体实施方式
除非特别说明,本发明中的部件均为市场可购的常用部件,并且以通常的连接方式进行连接。
如图1所示,为本发明的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统的结构示意图;其中,1为新能源发电机,2为蓄电池组,3为控制模块,4为插线板,5为常用工作蓄电池A,6为常用工作蓄电池B,7为备用蓄电池,8为电量监控单元,9为开关控制单元,10为输出接口;本发明的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统主体主要包括新能源发电机1、蓄电池组2、控制模块3和插线板4;新能源发电机1分别与蓄电池组2和控制模块3相连接,蓄电池组2和控制模块3相连接,控制模块3通过输出接口10与插线板4相连接;蓄电池组2包括并联的常用工作蓄电池A5,常用工作蓄电池B6,备用蓄电池7。
其中,新能源发电机1既可以为太阳能光伏发电装置,也可以为风力发电装置,还可以为其他形式新能源发电装置。
新能源发电机1的电能既为蓄电池组2充电,同时又分线直接接入控制模块3,与蓄电池组2中处于供电状态的蓄电池并联同时提供电能。
蓄电池组2由不少于两个蓄电池组成,蓄电池既可以为常见的蓄电池,也可以是通过将电能转化为其他形式化学能而存储能量的电池,如利用电解水技术的氢能电池;其中至少有一个蓄电池为备用蓄电池,其余为常用工作蓄电池。
本实施例中,作为最优,蓄电池组2由3个蓄电池并联组成:常用工作蓄电池A5、常用工作蓄电池B6和备用蓄电池7,其中,常用工作蓄电池A5和常用工作蓄电池B6均为常用工作蓄电池,备用蓄电池7为上述两常用工作蓄电池电量耗尽时的备用蓄电池。
本发明中的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统的控制模块3,主要包括电量监控单元8、开关控制单元9和输出接口10,开关控制单元9分别与电量监控单元8和输出接口10相连接,电量监控单元8与各个蓄电池相连接,电量监控单元8监控蓄电池组2中各个蓄电池的电量,并将电量信息提交给开关控制单元9,开关控制单元9根据电量监控单元8的电量信息相应判断和控制各蓄电池的充、放电状态;输出接口10为稳定的电能输出口,与插线板4相连将电能输出。
本发明中,开关控制单元9包括三态开关11和具有逻辑分析功能的控制器,具有逻辑分析功能的控制器分别和三态开关11和电量监控单元8相连接;其中的三态开关11的结构见附图2,每个蓄电池的正电极和负电极均对应有一个三态开关11,每个蓄电池的正电极和负电极分别与一个三态开关11中的电池电极12相连接。
如图2所示,为本发明的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统中的三态开关的结构示意图;其中,11为三态开关,12为电池电极,13为转换电极;三态开关11包括电池电极12和转换电极13;电池电极12与蓄电池组中对应蓄电池正极或负极相连接。
如图3所示,为本发明的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统中的三态开关中的转换电极的结构示意图;转换电极13包括绝缘块14、转轴15、铜片A16和铜片B17;绝缘块14与转轴15刚性连接,且可绕转轴15转动,铜片A16和铜片B17安装在绝缘块14的两端,其中,铜片A16与新能源发电机1的正极或者负极连接,铜片B17与输出接口10的正极或者负极连接;当转换电极13逆时针转动,铜片A16与电池电极12相接时,相应的蓄电池处于充电状态;当转换电极13顺时针转动且铜片B17与电池电极12相接时,相应蓄电池处于放电状态;当转换电极13位于0°方向时,铜片A16和铜片B17均不与电池电极12相连接,相应电池处于休眠状态。
上述具有逻辑分析功能的控制器,可以是数字控制模式控制器,也可以是模拟控制模式控制器。
具有逻辑分析功能的控制器为可编程逻辑控制器(Programmable LogicController,PLC)。
可编程逻辑控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。
如图1所示的蓄电池组2中各蓄电池的工作状态控制逻辑为:
(1)当电量监控单元8监测到三个蓄电池电量均充足时,常用工作蓄电池A5处于放电工作状态,常用工作蓄电池B6及备用蓄电池7处于休眠状态;
(2)当电量监控单元8监测到常用工作蓄电池A5电量不足10%时,控制单元9切换常用工作蓄电池B6为放电工作状态,常用工作蓄电池A5切换为充电状态,备用蓄电池7处于休眠状态;
(3)在新能源发电机1能提供充足的电能时,一部分电能为待充电蓄电池供电,一部分电能接入控制模块3,与工作状态的蓄电池并联同时输出电能;
(4)当新能源发电机1处于停机状态时,常用工作蓄电池B6继续处于放电工作状态,备用蓄电池7处于休眠状态,当放电工作状态的常用工作蓄电池B6的电量不足10%时,检查另一常用工作蓄电池A5的电量,若常用工作蓄电池A5的电量超过10%,则常用工作蓄电池A5切换为放电工作状态,常用工作蓄电池B6切换为休眠状态。若常用工作蓄电池A5的电量不足10%,则常用工作蓄电池A5和常用工作蓄电池B6均切换为休眠状态,备用蓄电池7切换为放电工作状态;
(5)当备用蓄电池7正常供电工作期间,新能源发电机1重新开始产生电能,则备用蓄电池7角色转变为常用工作蓄电池A5,并继续保持放电工作状态,原常用工作蓄电池A5角色转变为常用工作蓄电池B6,原常用工作蓄电池B6角色转变为备用蓄电池7,且状态切换为充电状态;
(6)当备用蓄电池7电能消耗至30%时,新能源发电机1仍未重新开始产生电能,则控制模块3中的控制单元9向维护人员及用电设备发出低电量警告,保存关键信息,关闭非关键设备,使设备进入节能模式,延长对关键设备的供电时间并提醒维护人员判断是否更换电能充足的蓄电池,待新能源发电机1重新产生电能或经更换满电蓄电池后,蓄电池组2重新恢复正常供电状态。
上述说明,不是对本发明结构、工艺的限定,任何对本发明作简单变换后的结构,或具有相同功能的工艺,均属于本发明专利的保护范围。
本发明利用太阳能或风能发电装置产生电能,通过控制模块合理控制蓄电池组中电池的充、放电状态,确保系统可长时间持续提供电能,且有效延长持续供电系统的使用寿命。
本发明通过控制模块合理控制各蓄电池的充、放电状态逻辑,以最有利于电池保养的充、放电控制逻辑调整各蓄电池的工作状态,保障利用新能源产生电能的供电系统的持续电力输出及长使用寿命,解决新能源发电机供电的稳定性和长期性问题。该发明通过对蓄电池组的充、放电控制逻辑,大幅提高了新能源发电机的工作效率,延长了蓄电池的使用寿命和供电时间,可作为野外用电设备的供电系统,提供长时间的持续电力供应。
Claims (2)
1.一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统,其特征在于:主要包括新能源发电机、蓄电池组、控制模块和插线板;新能源发电机分别与蓄电池组和控制模块相连接,蓄电池组和控制模块相连接,控制模块通过输出接口与插线板相连接;
所述控制模块主要包括电量监控单元、开关控制单元和输出接口,开关控制单元分别与电量监控单元和输出接口相连接,电量监控单元和开关控制单元与蓄电池组中的各个蓄电池相连接,开关控制单元同时与新能源发电机相连接;
所述蓄电池组由不少于两个蓄电池组成,其中至少有一个蓄电池为备用蓄电池,其余为常用工作蓄电池;
所述蓄电池组包括3个蓄电池并联:两个常用工作蓄电池和一个备用蓄电池,其中,备用蓄电池为上述两个常用工作蓄电池电量耗尽时的备用蓄电池;
所述开关控制单元包括具有逻辑分析功能的控制器和三态开关,具有逻辑分析功能的控制器分别和三态开关和电量监控单元相连接;
所述具有逻辑分析功能的控制器为可编程逻辑控制器,所述可编程逻辑控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换功能单元组成;
所述三态开关包括电池电极和转换电极;所述转换电极包括绝缘块、转轴和两个铜片;绝缘块与转轴刚性连接,且可绕转轴转动,两个铜片安装在绝缘块的两端,其中一个铜片与新能源发电机的电极相接,另一个铜片与电力输出接口的电极相接;
所述转换电极通过转动分别将新能源发电机的电极或电力输出接口的电极与电池电极接通或断开,电池电极与蓄电池组中的蓄电池正电极或负电极相连接;
所述基于可再生能源发电的长效、持续供电系统的操作步骤如下:
1)当电量监控单元监测到三个蓄电池电量均充足时,一个常用工作蓄电池处于放电工作状态,另一个常用工作蓄电池及备用蓄电池处于休眠状态;
2)当电量监控单元监测到一个常用工作蓄电池电量不足10%时,可编程逻辑控制器切换另一个常用工作蓄电池为放电工作状态,前一个常用工作蓄电池切换为充电状态,备用蓄电池处于休眠状态;
3)在新能源发电机能提供充足的电能时,一部分电能为待充电蓄电池供电,一部分电能接入可编程逻辑控制器,与工作状态的蓄电池并联同时输出电能;
4)当新能源发电机处于停机状态且第二个常用工作蓄电池继续处于放电工作状态、备用蓄电池处于休眠状态,待放电工作状态的第二个常用工作蓄电池的电量不足10%时,若经过充电,第一个常用工作蓄电池电量超过10%,则切换第一个常用工作蓄电池为放电工作状态,第二个常用工作蓄电池切换为休眠状态,备用蓄电池保持休眠状态;若第一个常用工作蓄电池电量仍不足10%,则两个常用工作蓄电池均切换为休眠状态,备用蓄电池由休眠状态切换为供电工作状态;
5)当备用蓄电池正常供电工作期间,新能源发电机重新开始产生电能,则备用蓄电池角色转变为常用工作蓄电池并继续供电工作,原第一个常用工作蓄电池角色转变为第二个常用工作蓄电池,原第二个常用工作蓄电池角色转变为备用蓄电池,且状态切换为充电状态;
6)当备用蓄电池电能消耗至30%时,新能源发电机仍未重新开始产生电能,则可编程逻辑控制器向维护人员及用电设备发出低电量警告,保存关键信息,关闭非关键设备,使设备进入节能模式,延长对关键设备的供电时间并提醒维护人员判断是否更换电能充足的蓄电池,待新能源发电机重新产生电能或经更换满电蓄电池后,蓄电池组重新恢复正常供电状态。
2.根据权利要求1所述的基于可再生能源发电的长效、持续供电系统,其特征在于:所述新能源发电机是利用太阳能光伏发电技术的发电机,或者是利用风力发电的发电机,或者是利用其它可再生清洁能源的发电机,或者利用不止一种发电技术的多个发电装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910661085.0A CN110445204B (zh) | 2019-07-22 | 2019-07-22 | 一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910661085.0A CN110445204B (zh) | 2019-07-22 | 2019-07-22 | 一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110445204A CN110445204A (zh) | 2019-11-12 |
CN110445204B true CN110445204B (zh) | 2024-07-26 |
Family
ID=68430854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910661085.0A Active CN110445204B (zh) | 2019-07-22 | 2019-07-22 | 一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110445204B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112290614B (zh) * | 2020-09-29 | 2022-09-13 | 北京电满满商信充科技有限公司 | 换电柜及换电方法 |
CN112996090B (zh) * | 2021-01-21 | 2022-08-23 | 西藏先锋绿能环保科技股份有限公司 | 一种节能管理系统及方法 |
CN115884459B (zh) * | 2023-02-07 | 2023-05-05 | 深圳市比尔光电有限公司 | 一种匀光护眼led台灯 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201466749U (zh) * | 2009-02-10 | 2010-05-12 | 路建乡 | 基于蓄电池组轮换控制的风光互补发电电源装置 |
CN103580263A (zh) * | 2012-08-03 | 2014-02-12 | 北京奇迪惠民科技投资有限公司 | 一种电能控制方法、控制器和住宅电能系统 |
CN207424825U (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-29 | 重庆科创职业学院 | 一种无线充电鼠标 |
CN108173262A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-06-15 | 张爱国 | 一种城市家庭太阳能节能结构 |
CN210430942U (zh) * | 2019-07-22 | 2020-04-28 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102790410A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种新能源发电系统的蓄电池组充放电系统及其控制方法 |
KR101264142B1 (ko) * | 2011-11-17 | 2013-05-15 | 한국전기연구원 | 가정과 마이크로그리드에 적용 가능한 신재생에너지시스템 |
CN204615453U (zh) * | 2015-05-07 | 2015-09-02 | 卢丰江 | 太阳能蓄电池智能保护控制器 |
-
2019
- 2019-07-22 CN CN201910661085.0A patent/CN110445204B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201466749U (zh) * | 2009-02-10 | 2010-05-12 | 路建乡 | 基于蓄电池组轮换控制的风光互补发电电源装置 |
CN103580263A (zh) * | 2012-08-03 | 2014-02-12 | 北京奇迪惠民科技投资有限公司 | 一种电能控制方法、控制器和住宅电能系统 |
CN108173262A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-06-15 | 张爱国 | 一种城市家庭太阳能节能结构 |
CN207424825U (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-29 | 重庆科创职业学院 | 一种无线充电鼠标 |
CN210430942U (zh) * | 2019-07-22 | 2020-04-28 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110445204A (zh) | 2019-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110445204B (zh) | 一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统 | |
Chang et al. | Lead-acid battery use in the development of renewable energy systems in China | |
CN110190629B (zh) | 一种基于氢燃料电池的孤岛综合能源系统的控制方法 | |
CN2579063Y (zh) | 一种太阳能发电控制装置 | |
JP2013158205A (ja) | 被災・停電対策電源システム | |
CN210430942U (zh) | 一种基于可再生能源发电的长效、持续供电系统 | |
CN212412774U (zh) | 利用压缩空气储能的光伏发电系统 | |
CN115441517B (zh) | 新型数据中心供配电系统及其控制方法 | |
CN116470572A (zh) | 一种新能源供电系统及其控制方法 | |
CN202042930U (zh) | 一种太阳能空调用电池管理系统 | |
CN214756142U (zh) | 家用太阳能发电存储管理系统 | |
CN201918750U (zh) | 输电线路在线监测终端设备节电管理装置 | |
CN213693533U (zh) | 一种直通式光伏发电系统 | |
CN202091116U (zh) | 风力发电机变桨距控制装置 | |
CN201430449Y (zh) | 太阳能光伏发电并网电站 | |
CN206060349U (zh) | 一种光伏发电系统 | |
CN211578916U (zh) | 一种钛酸锂电池储能系统 | |
CN217427683U (zh) | 一种冗余双模组储能电站 | |
CN219643817U (zh) | 一种采用风光互补供电的污水处理装置以及系统 | |
CN218301012U (zh) | 后备式冗余新型数据中心供配电系统 | |
CN221727966U (zh) | 一种双电压电气系统及工程机械 | |
CN220172917U (zh) | 一种光伏发电的备用电源装置 | |
CN220754364U (zh) | 一种基于液流电池的户用储能系统 | |
CN221633435U (zh) | 一种用于离网模块的电气控制系统 | |
CN218040812U (zh) | 一种低压光伏接入系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |