CN114665587B - 一种太阳能与市电切换的低压直供系统 - Google Patents
一种太阳能与市电切换的低压直供系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114665587B CN114665587B CN202210416970.4A CN202210416970A CN114665587B CN 114665587 B CN114665587 B CN 114665587B CN 202210416970 A CN202210416970 A CN 202210416970A CN 114665587 B CN114665587 B CN 114665587B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- load
- subsystem
- voltage
- energy storage
- storage battery
- 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
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 202
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 142
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 31
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 25
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 10
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 30
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 11
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Images
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
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- 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
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- 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
- H02J9/068—Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
-
- 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
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/22—The renewable source being solar energy
- H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
-
- 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
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
本发明公开了一种太阳能与市电切换的低压直供系统，包括：太阳能及稳压储能分系统，用于通过多组可延展太阳能电池板及储能电池组提供太阳能电源供电充电；稳定切换市电供电分系统，用于通过市电转换模块快速无冲击切换到市电供电，以及对储能电池组充电；供电负载检测控制分系统，用于检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡，对各分系统进行切换控制；输出平衡低压直供分系统，用于根据供电负载检测控制分系统的控制输出信号对负载侧进行平衡低压直供。
Description
技术领域
本发明涉及新能源新供电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种太阳能与市电切换的低压直供系统。
背景技术
现阶段，现有的太阳能供电技术中通常把储能电压逆变为市电电压；通常家用电器都需要把市电转换为低压来工作，有的是外接电源转换，如手机、LED灯具等；有的是设备内部转换，如电视机、台式电脑等；太阳能储能电池电压通常低于36V安全电压，另外太阳能储能电池电压越高，需要的BMS保护电路成本越高，风险越大；因此，有必要提出一种太阳能与市电切换的低压直供系统，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明；本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种太阳能与市电切换的低压直供系统，包括：
太阳能及稳压储能分系统，用于通过多组可延展太阳能电池板及储能电池组提供太阳能电源供电充电；
稳定切换市电供电分系统，用于通过市电转换模块快速无冲击切换到市电供电，以及对储能电池组充电；
供电负载检测控制分系统，用于检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡，对各分系统进行切换控制；
输出平衡低压直供分系统，用于根据供电负载检测控制分系统的控制输出信号对负载侧进行平衡低压直供。
优选的，所述太阳能及稳压储能分系统包括：
可延展太阳能电池板子系统，用于通过多组可延展太阳能电池板进行可变太阳能供电；
储能电池组分配子系统，用于通过集中式储能电池组在光电功率充足时储存多余电能，在光电功率不足时对负载供电；
充放电连接转换子系统，用于通过连接太阳能电池板及储能电池组，并在充放电之间进行转换。
优选的，所述稳定切换市电供电分系统包括：
市电转换启动子系统，用于在光电功率不足且储能电池电量消耗到设定最小电量时触发光电转换市电启动信号；
市电稳定转换子系统，用于在接收到市电转换启动子系统的光电转换市电启动信号时快速稳定转换为市电供电；
市电供电充电子系统，用于在市电稳定转换子系统转换为市电供电时通过市电供电同时对储能电池进行充电。
优选的，所述供电负载检测控制分系统包括：
光电储能检测控制子系统，用于通过电压检测、电流检测及电力供应负荷均衡检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡；
市电接口输入输出子系统，用于通过市电模块输入接口外部连接市电供电内部连接输出开关；
主控芯片运算控制子系统，用于进行输出光电控制和充放电控制，及参数计算和电池电量计算，控制过流保护启停、市电模块启停或输出开关启停。
优选的，所述输出平衡低压直供分系统包括：
输出负载检测子系统，用于检测输出负载的负载特性，获得负载特性检测结果；
负载平衡调节子系统，用于根据负载特性检测结果，通过平衡调节模块对负载供电进行调节，获得负载平衡需求参数；
负载低压直供子系统，用于根据太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数，选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列，并控制输出平衡对负载侧进行低压直供。
优选的，所述光电储能检测控制子系统包括：
光电及储能组检测分系统，用于太阳能电池板检测以及电池电压检测、充放电流检测，获得光电及储能组检测数据；
光电充电电路控制分系统，用于根据光电及储能组检测数据对光电充电电路进行控制；
太阳能电池板控制分系统，用于根据控制信号，对太阳能电池板的延展、串联并联进行控制。
优选的，所述主控芯片运算控制子系统包括：
主控逻辑运算分系统，用于输出光电控制逻辑、充放电控制逻辑及参数计算和电池电量计算，获得主控逻辑运算信息；
主控芯片控制分系统，用于根据主控逻辑运算信息对太阳能与市电切换过程以及平稳供电过程中进行主控系统控制，获得主控系统控制信号；
主控系统执行分系统，用于根据主控系统控制信号执行负载侧保护、储能电池保护及电路器件保护、市电模块启停和输出开关控制；通过主控制器进行功率调节、通信和保护；具体包括：过充保护，当检测储能电池组电压达到充电截止电压则充电限压停止充电；过放保护，当储能电池组电压低于保护电压时，控制器自动关闭输出以保护储能电池组不受损坏；当储能电池组再次充电后，自动恢复供电；负载过流及短路保护，负载电流超过主控制器的额定电流后或负载短路后，主控制器自动切断负载输出；主控制器控制包括：过压保护控制、防反充保护控制和防雷击保护控制；根据系统能承受的总负载的功率选择主控制器的功率，主控制器的额定电流决定了负载的总体最大工作电流；主控制器的接口包括连接以下部件的接线：太阳能板一组正负极2根、储能电池组一组正负极2根和负载输出一组正负极2根；系统低压控制器工作电压包括：12V或24V；主控制器控制还包括：通过充电电流的强弱有无来判断是白天或者晚上，白天自动充电、晚上自动放电，进行灯具晚上白天自动开关；储能电池组电压通过电压模拟检测模块进行检测，电压模拟检测模块包括：储能电池组模拟输出端、电压检测单元、PWB调制电路、模拟负载和可调节负载电路组成，可调节负载电路与储能电池组模拟输出端电连接；可调节负载电路电流与PWB调制电路的输出电流成正比；PWB调制电路输出电压与储能电池组模拟输出端电压成正比；所述的PWB调制电路与电压检测单元之间的电路上设有输出开关，输出开关的动触点与PWB调制电路的输出电压外控信号端电连接，输出开关的其中一个静触点与电压检测单元电连接；根据电压检测单元的检测反应储能电池组电压。
优选的，所述输出负载检测子系统包括：
负载特性检测分系统，用于通过负载特性供电参数检测计算获得输出负载的负载特性供电参数；
供电参数传输分系统，用于将负载特性供电参数传输到负载侧控制MCU；
特性检测反馈分系统，用于通过负载侧控制MCU触发负载启动停止信号、负载输出功率信号以及反馈供电需求信号到负载平衡调节子系统并获得负载特性检测结果。
优选的，所述负载平衡调节子系统包括：
反馈接收转化分系统，用于接收输出负载检测子系统的负载特性检测结果并转化为调节信号；
平衡调节启动分系统，用于根据调节信号启动平衡调节模块；
需求参数调节分系统，用于平衡调节模块对负载供电进行调节，输出调节需求参数，获得负载平衡需求参数。
优选的，所述负载低压直供子系统包括：
需求主控反馈分系统，用于将太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数反馈到主控芯片；在太阳能供电低电压安全照明时，充电时太阳能板产生的电流先进入主控制器再对储能电池组充电；放电时储能电池组的电流先进入主控制器然后再对负载放电；太阳光能转换的电能通过主控制器对储能电池组组进行充电和存储；根据系统整体功率需要，选择多组太阳能板进行并联或者串联连接，形成一个太阳能板组件阵列；
光电阵列控制分系统，用于主控芯片控制选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列；可延展太阳能电池板包括：蝶鳞状光伏片、光伏片附着可延展面、延展面伸展网以及感光伸展网控制结构；蝶鳞状光伏片附着在光伏片附着可延展面的上表面上，光伏片附着可延展面的下表面贴附在延展面伸展网上，感光伸展网控制结构感应光线强弱控制延展面伸展网的网孔孔径大小，从而控制光伏片附着可延展面伸缩，改变附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度及受光角度；当光照强烈，且储能电池组电量充满时，太阳光能转换的电能超过设定低压直供峰值范围的设定低压直供最大峰值，感光伸展网控制结构同时感应光线过强，控制延展面伸展网的网孔孔径变小，从而控制光伏片附着可延展面收缩，附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度增加、受光面减少、受光角度减小，太阳光能转换电能效率下降直至不超过设定低压直供最大峰值且处于设定低压直供峰值范围内；当光照较弱，太阳光能转换的电能超出设定低压直供峰值范围的设定低压直供最小峰值时，感光伸展网控制结构同时感应光照过弱，控制延展面伸展网的网孔孔径变大，从而控制光伏片附着可延展面扩展，附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度减小、受光面增加、受光角度增大，太阳光能转换电能效率上升至直至不低于设定低压直供最小峰值且处于设定低压直供峰值范围内；
平衡低压直供分系统，用于控制输出平衡及驱动电路对负载侧进行低压直供；储能电池组组具有过充过放保护；由系统的电压和电流确定储能电池组组的电压电流规格、电池串并联方式，并匹配主控制器的工作电压和电流；由太阳能板功率、负载总功率、预期的照明时间、预期的续航能力和当地平均日照强度和时长决定储能电池组组的可储电容量。
相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：
本发明一种太阳能与市电切换的低压直供系统，通过多组可延展太阳能电池板及储能电池组提供太阳能电源供电充电；通过市电转换模块快速无冲击切换到市电供电，以及对储能电池组充电；检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡，对各分系统进行切换控制；根据供电负载检测控制分系统的控制输出信号对负载侧进行平衡低压直供；多组可延展太阳能电池板进行可变太阳能供电；在光电功率充足时储存多余电能，在光电功率不足时对负载供电；在光电功率不足且储能电池电量消耗到设定最小电量时快速稳定转换为市电供电；并能同时对储能电池进行充电；能够检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡；并能进行输出光电控制和充放电控制，及参数计算和电池电量计算，控制过流保护启停、市电模块启停或输出开关启停；能够对负载供电进行调节并根据太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数，选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列，并控制输出平衡对负载侧进行低压直供；本技术方案中的低压直供供电采用太阳能和市电双重供电，且采用太阳能低压直供，使低压系统不必逆变为市电电压，改善现有的技术中把储能电压逆变为市电电压的状态；太阳能储能电池电压低于36V安全电压，解决低压系统中高电压需要的BMS保护电路成本高、风险大问题；满足绝大多数把市电转换为低压来工作的家用电器以及外接电源、内部转换转换设备，如手机、LED灯具、电视机、台式电脑等；太阳能也可以拓展到风能、潮汐发电等需要电化学储能的所有新能源，也可以组合使用；放电时不必升压，低压直供负载设备使用，有效功率高，并且线路安全性高；市电转换为与储能电池相应的安全电压，等待需要时切换供电，市电供电的效率不会降低。
本发明所述的一种太阳能与市电切换的低压直供系统，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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为本发明所述的一种太阳能与市电切换的低压直供系统框图。
图2为本发明所述的一种太阳能与市电切换的低压直供系统分系统图。
图3为本发明所述的一种太阳能与市电切换的低压直供系统切换控制电路图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施；如图1-3所示，本发明提供了一种太阳能与市电切换的低压直供系统，包括：
太阳能及稳压储能分系统，用于通过多组可延展太阳能电池板及储能电池组提供太阳能电源供电充电；
稳定切换市电供电分系统，用于通过市电转换模块快速无冲击切换到市电供电，以及对储能电池组充电；
供电负载检测控制分系统，用于检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡，对各分系统进行切换控制；
输出平衡低压直供分系统，用于根据供电负载检测控制分系统的控制输出信号对负载侧进行平衡低压直供。
上述技术方案的工作原理为：一种太阳能与市电切换的低压直供系统，包括：太阳能及稳压储能分系统，用于通过多组可延展太阳能电池板及储能电池组提供太阳能电源供电充电；稳定切换市电供电分系统，用于通过市电转换模块快速无冲击切换到市电供电，以及对储能电池组充电；供电负载检测控制分系统，用于检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡，对各分系统进行切换控制；输出平衡低压直供分系统，用于根据供电负载检测控制分系统的控制输出信号对负载侧进行平衡低压直供；本技术方案中的低压直供供电采用太阳能和市电双重供电，且太阳能供电优先，太阳能即将耗尽或保留一定电量时，自动切换为市电供电；主要特点是低压直供，不必把储能电压逆变为市电电压；绝大多数家用电器都需要把市电转换为低压来工作，有的是外接电源转换，如手机、LED灯具等；有的是设备内部转换，如电视机、台式电脑等；太阳能储能电池电压低于36V安全电压；太阳能也可以拓展到风能、潮汐发电等需要电化学储能的所有新能源，也可以组合使用；另一方面，电压越高需要的BMS保护电路成本越高、风险越大；放电时不升压，低压直供电器产品负载设备使用。
上述技术方案的有益效果为：一种太阳能与市电切换的低压直供系统，通过多组可延展太阳能电池板及储能电池组提供太阳能电源供电充电；通过市电转换模块快速无冲击切换到市电供电，以及对储能电池组充电；检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡，对各分系统进行切换控制；根据供电负载检测控制分系统的控制输出信号对负载侧进行平衡低压直供；多组可延展太阳能电池板进行可变太阳能供电；在光电功率充足时储存多余电能，在光电功率不足时对负载供电；在光电功率不足且储能电池电量消耗到设定最小电量时快速稳定转换为市电供电；并能同时对储能电池进行充电；能够检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡；并能进行输出光电控制和充放电控制，及参数计算和电池电量计算，控制过流保护启停、市电模块启停或输出开关启停；能够对负载供电进行调节并根据太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数，选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列，并控制输出平衡对负载侧进行低压直供；本技术方案中的低压直供供电采用太阳能和市电双重供电，且采用太阳能低压直供，使低压系统不必逆变为市电电压，改善现有的技术中把储能电压逆变为市电电压的状态；太阳能储能电池电压低于36V安全电压，解决低压系统中高电压需要的BMS保护电路成本高、风险大问题；满足绝大多数把市电转换为低压来工作的家用电器以及外接电源、内部转换转换设备，如手机、LED灯具、电视机、台式电脑等；太阳能也可以拓展到风能、潮汐发电等需要电化学储能的所有新能源，也可以组合使用；放电时不必升压，低压直供负载设备使用，有效功率高，并且线路安全性高；市电转换为与储能电池相应的安全电压，等待需要时切换供电，市电供电的效率不会降低。
在一个实施例中，所述太阳能及稳压储能分系统包括：
可延展太阳能电池板子系统，用于通过多组可延展太阳能电池板进行可变太阳能供电；
储能电池组分配子系统，用于通过集中式储能电池组在光电功率充足时储存多余电能，在光电功率不足时对负载供电；
充放电连接转换子系统，用于通过连接太阳能电池板及储能电池组，并在充放电之间进行转换。
上述技术方案的工作原理为：所述太阳能及稳压储能分系统包括：可延展太阳能电池板子系统，用于通过多组可延展太阳能电池板进行可变太阳能供电；储能电池组分配子系统，用于通过集中式储能电池组在光电功率充足时储存多余电能，在光电功率不足时对负载供电；充放电连接转换子系统，用于通过连接太阳能电池板及储能电池组，并在充放电之间进行转换。
上述技术方案的有益效果为：所述太阳能及稳压储能分系统包括：可延展太阳能电池板子系统，用于通过多组可延展太阳能电池板进行可变太阳能供电；储能电池组分配子系统，用于通过集中式储能电池组在光电功率充足时储存多余电能，在光电功率不足时对负载供电；充放电连接转换子系统，用于通过连接太阳能电池板及储能电池组，并在充放电之间进行转换；多组可延展太阳能电池板进行可变太阳能供电；在光电功率充足时储存多余电能，在光电功率不足时对负载供电。
在一个实施例中，所述稳定切换市电供电分系统包括：
市电转换启动子系统，用于在光电功率不足且储能电池电量消耗到设定最小电量时触发光电转换市电启动信号；
市电稳定转换子系统，用于在接收到市电转换启动子系统的光电转换市电启动信号时快速稳定转换为市电供电；
市电供电充电子系统，用于在市电稳定转换子系统转换为市电供电时通过市电供电同时对储能电池进行充电。
上述技术方案的工作原理为：所述稳定切换市电供电分系统包括：市电转换启动子系统，用于在光电功率不足且储能电池电量消耗到设定最小电量时触发光电转换市电启动信号；市电稳定转换子系统，用于在接收到市电转换启动子系统的光电转换市电启动信号时快速稳定转换为市电供电；市电供电充电子系统，用于在市电稳定转换子系统转换为市电供电时通过市电供电同时对储能电池进行充电。
上述技术方案的有益效果为：所述稳定切换市电供电分系统包括：市电转换启动子系统，用于在光电功率不足且储能电池电量消耗到设定最小电量时触发光电转换市电启动信号；市电稳定转换子系统，用于在接收到市电转换启动子系统的光电转换市电启动信号时快速稳定转换为市电供电；市电供电充电子系统，用于在市电稳定转换子系统转换为市电供电时通过市电供电同时对储能电池进行充电；在光电功率不足且储能电池电量消耗到设定最小电量时快速稳定转换为市电供电；并能同时对储能电池进行充电。
在一个实施例中，所述供电负载检测控制分系统包括：
光电储能检测控制子系统，用于通过电压检测、电流检测及电力供应负荷均衡检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡；
市电接口输入输出子系统，用于通过市电模块输入接口外部连接市电供电内部连接输出开关；
主控芯片运算控制子系统，用于进行输出光电控制和充放电控制，及参数计算和电池电量计算，控制过流保护启停、市电模块启停或输出开关启停。
上述技术方案的工作原理为：所述供电负载检测控制分系统包括：光电储能检测控制子系统，用于通过电压检测、电流检测及电力供应负荷均衡检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡；市电接口输入输出子系统，用于通过市电模块输入接口外部连接市电供电内部连接输出开关；主控芯片运算控制子系统，用于进行输出光电控制和充放电控制，及参数计算和电池电量计算，控制过流保护启停、市电模块启停或输出开关启停。
上述技术方案的有益效果为：所述供电负载检测控制分系统包括：光电储能检测控制子系统，用于通过电压检测、电流检测及电力供应负荷均衡检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡；市电接口输入输出子系统，用于通过市电模块输入接口外部连接市电供电内部连接输出开关；主控芯片运算控制子系统，用于进行输出光电控制和充放电控制，及参数计算和电池电量计算，控制过流保护启停、市电模块启停或输出开关启停；采用太阳能和市电双重供电，且采用太阳能低压直供，使低压系统不必逆变为市电电压，改善现有的技术中把储能电压逆变为市电电压的状态；太阳能储能电池电压低于36V安全电压，解决低压系统中高电压需要的BMS保护电路成本高、风险大问题。
在一个实施例中，所述输出平衡低压直供分系统包括：
输出负载检测子系统，用于检测输出负载的负载特性，获得负载特性检测结果；
负载平衡调节子系统，用于根据负载特性检测结果，通过平衡调节模块对负载供电进行调节，获得负载平衡需求参数；
负载低压直供子系统，用于根据太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数，选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列，并控制输出平衡对负载侧进行低压直供。
上述技术方案的工作原理为：所述输出平衡低压直供分系统包括：输出负载检测子系统，用于检测输出负载的负载特性，获得负载特性检测结果；负载平衡调节子系统，用于根据负载特性检测结果，通过平衡调节模块对负载供电进行调节，获得负载平衡需求参数；负载低压直供子系统，用于根据太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数，选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列，并控制输出平衡对负载侧进行低压直供。
上述技术方案的有益效果为：所述输出平衡低压直供分系统包括：
输出负载检测子系统，用于检测输出负载的负载特性，获得负载特性检测结果；
负载平衡调节子系统，用于根据负载特性检测结果，通过平衡调节模块对负载供电进行调节，获得负载平衡需求参数；
负载低压直供子系统，用于根据太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数，选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列，并控制输出平衡对负载侧进行低压直供；满足绝大多数把市电转换为低压来工作的家用电器以及外接电源、内部转换转换设备，如手机、LED灯具、电视机、台式电脑等；放电时不必升压，低压直供负载设备使用，有效功率高，并且线路安全性高；市电转换为与储能电池相应的安全电压，等待需要时切换供电，市电供电的效率不会降低。
在一个实施例中，所述光电储能检测控制子系统包括：
光电及储能组检测分系统，用于太阳能电池板检测以及电池电压检测、充放电流检测，获得光电及储能组检测数据；
光电充电电路控制分系统，用于根据光电及储能组检测数据对光电充电电路进行控制；
太阳能电池板控制分系统，用于根据控制信号，对太阳能电池板的延展、串联并联进行控制。
上述技术方案的工作原理为：所述光电储能检测控制子系统包括：光电及储能组检测分系统，用于太阳能电池板检测以及电池电压检测、充放电流检测，获得光电及储能组检测数据；光电充电电路控制分系统，用于根据光电及储能组检测数据对光电充电电路进行控制；太阳能电池板控制分系统，用于根据控制信号，对太阳能电池板的延展、串联并联进行控制。
上述技术方案的有益效果为：所述光电储能检测控制子系统包括：光电及储能组检测分系统，用于太阳能电池板检测以及电池电压检测、充放电流检测，获得光电及储能组检测数据；光电充电电路控制分系统，用于根据光电及储能组检测数据对光电充电电路进行控制；太阳能电池板控制分系统，用于根据控制信号，对太阳能电池板的延展、串联并联进行控制；能够对负载供电进行调节并根据太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数，选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列。
在一个实施例中，所述主控芯片运算控制子系统包括：
主控逻辑运算分系统，用于输出光电控制逻辑、充放电控制逻辑及参数计算和电池电量计算，获得主控逻辑运算信息；
主控芯片控制分系统，用于根据主控逻辑运算信息对太阳能与市电切换过程以及平稳供电过程中进行主控系统控制，获得主控系统控制信号；
主控系统执行分系统，用于根据主控系统控制信号执行负载侧保护、储能电池保护及电路器件保护、市电模块启停和输出开关控制；通过主控制器进行功率调节、通信和保护；具体包括：过充保护，当检测储能电池组电压达到充电截止电压则充电限压停止充电；过放保护，当储能电池组电压低于保护电压时，控制器自动关闭输出以保护储能电池组不受损坏；当储能电池组再次充电后，自动恢复供电；负载过流及短路保护，负载电流超过主控制器的额定电流后或负载短路后，主控制器自动切断负载输出；主控制器控制包括：过压保护控制、防反充保护控制和防雷击保护控制；根据系统能承受的总负载的功率选择主控制器的功率，主控制器的额定电流决定了负载的总体最大工作电流；主控制器的接口包括连接以下部件的接线：太阳能板一组正负极2根、储能电池组一组正负极2根和负载输出一组正负极2根；系统低压控制器工作电压包括：12V或24V；主控制器控制还包括：通过充电电流的强弱有无来判断是白天或者晚上，白天自动充电、晚上自动放电，进行灯具晚上白天自动开关；储能电池组电压通过电压模拟检测模块进行检测，电压模拟检测模块包括：储能电池组模拟输出端、电压检测单元、PWB调制电路、模拟负载和可调节负载电路组成，可调节负载电路与储能电池组模拟输出端电连接；可调节负载电路电流与PWB调制电路的输出电流成正比；PWB调制电路输出电压与储能电池组模拟输出端电压成正比；所述的PWB调制电路与电压检测单元之间的电路上设有输出开关，输出开关的动触点与PWB调制电路的输出电压外控信号端电连接，输出开关的其中一个静触点与电压检测单元电连接；根据电压检测单元的检测反应储能电池组电压。
上述技术方案的工作原理为：所述主控芯片运算控制子系统包括：主控逻辑运算分系统，用于输出光电控制逻辑、充放电控制逻辑及参数计算和电池电量计算，获得主控逻辑运算信息；主控芯片控制分系统，用于根据主控逻辑运算信息对太阳能与市电切换过程以及平稳供电过程中进行主控系统控制，获得主控系统控制信号；主控系统执行分系统，用于根据主控系统控制信号执行负载侧保护、储能电池保护及电路器件保护、市电模块启停和输出开关控制；通过主控制器进行功率调节、通信和保护；具体包括：过充保护，当检测储能电池组电压达到充电截止电压则充电限压停止充电；过放保护，当储能电池组电压低于保护电压时，控制器自动关闭输出以保护储能电池组不受损坏；当储能电池组再次充电后，自动恢复供电；负载过流及短路保护，负载电流超过主控制器的额定电流后或负载短路后，主控制器自动切断负载输出；主控制器控制包括：过压保护控制、防反充保护控制和防雷击保护控制；根据系统能承受的总负载的功率选择主控制器的功率，主控制器的额定电流决定了负载的总体最大工作电流；主控制器的接口包括连接以下部件的接线：太阳能板一组正负极2根、储能电池组一组正负极2根和负载输出一组正负极2根；系统低压控制器工作电压包括：12V或24V；主控制器控制还包括：通过充电电流的强弱有无来判断是白天或者晚上，白天自动充电、晚上自动放电，进行灯具晚上白天自动开关；储能电池组电压通过电压模拟检测模块进行检测，电压模拟检测模块包括：储能电池组模拟输出端、电压检测单元、PWB调制电路、模拟负载和可调节负载电路组成，可调节负载电路与储能电池组模拟输出端电连接；可调节负载电路电流与PWB调制电路的输出电流成正比；PWB调制电路输出电压与储能电池组模拟输出端电压成正比；所述的PWB调制电路与电压检测单元之间的电路上设有输出开关，输出开关的动触点与PWB调制电路的输出电压外控信号端电连接，输出开关的其中一个静触点与电压检测单元电连接；根据电压检测单元的检测反应储能电池组电压。
上述技术方案的有益效果为：所述主控芯片运算控制子系统包括：主控逻辑运算分系统，用于输出光电控制逻辑、充放电控制逻辑及参数计算和电池电量计算，获得主控逻辑运算信息；主控芯片控制分系统，用于根据主控逻辑运算信息对太阳能与市电切换过程以及平稳供电过程中进行主控系统控制，获得主控系统控制信号；主控系统执行分系统，用于根据主控系统控制信号执行负载侧保护、储能电池保护及电路器件保护、市电模块启停和输出开关控制；通过主控制器进行功率调节、通信和保护；具体包括：过充保护，当检测储能电池组电压达到充电截止电压则充电限压停止充电；过放保护，当储能电池组电压低于保护电压时，控制器自动关闭输出以保护储能电池组不受损坏；当储能电池组再次充电后，自动恢复供电；负载过流及短路保护，负载电流超过主控制器的额定电流后或负载短路后，主控制器自动切断负载输出；主控制器控制包括：过压保护控制、防反充保护控制和防雷击保护控制；根据系统能承受的总负载的功率选择主控制器的功率，主控制器的额定电流决定了负载的总体最大工作电流；主控制器的接口包括连接以下部件的接线：太阳能板一组正负极2根、储能电池组一组正负极2根和负载输出一组正负极2根；系统低压控制器工作电压包括：12V或24V；主控制器控制还包括：通过充电电流的强弱有无来判断是白天或者晚上，白天自动充电、晚上自动放电，进行灯具晚上白天自动开关；储能电池组电压通过电压模拟检测模块进行检测，电压模拟检测模块包括：储能电池组模拟输出端、电压检测单元、PWB调制电路、模拟负载和可调节负载电路组成，可调节负载电路与储能电池组模拟输出端电连接；可调节负载电路电流与PWB调制电路的输出电流成正比；PWB调制电路输出电压与储能电池组模拟输出端电压成正比；所述的PWB调制电路与电压检测单元之间的电路上设有输出开关，输出开关的动触点与PWB调制电路的输出电压外控信号端电连接，输出开关的其中一个静触点与电压检测单元电连接；根据电压检测单元的检测反应储能电池组电压；能进行输出光电控制和充放电控制，及参数计算和电池电量计算，控制过流保护启停、市电模块启停或输出开关启停。
在一个实施例中，所述输出负载检测子系统包括：
负载特性检测分系统，用于通过负载特性供电参数检测计算获得输出负载的负载特性供电参数；
供电参数传输分系统，用于将负载特性供电参数传输到负载侧控制MCU；
特性检测反馈分系统，用于通过负载侧控制MCU触发负载启动停止信号、负载输出功率信号以及反馈供电需求信号到负载平衡调节子系统并获得负载特性检测结果；计算时刻t时负载特性供电参数，计算公式如下：
其中，Izft为时刻t时负载特性供电参数中的负载端等效电流值，Uzft为时刻t时负载特性供电参数中的负载端等效电压值，Udf为负载等效电容的峰值电压值，为Ls电路串接等效电感值，Re为负载等效电阻值，Ce为负载等效电容值，E为供电切换负载谐振电压，exp为以自然常数e为底数的指数式。
上述技术方案的工作原理为：所述输出负载检测子系统包括：负载特性检测分系统，用于通过负载特性供电参数检测计算获得输出负载的负载特性供电参数；
供电参数传输分系统，用于将负载特性供电参数传输到负载侧控制MCU；特性检测反馈分系统，用于通过负载侧控制MCU触发负载启动停止信号、负载输出功率信号以及反馈供电需求信号到负载平衡调节子系统并获得负载特性检测结果；计算时刻t时负载特性供电参数，计算公式如下：
其中，Izft为时刻t时负载特性供电参数中的负载端等效电流值，Uzft为时刻t时负载特性供电参数中的负载端等效电压值，Udf为负载等效电容的峰值电压值，为Ls电路串接等效电感值，Re为负载等效电阻值，Ce为负载等效电容值，E为供电切换负载谐振电压，exp为以自然常数e为底数的指数式。
上述技术方案的有益效果为：所述输出负载检测子系统包括：负载特性检测分系统，用于通过负载特性供电参数检测计算获得输出负载的负载特性供电参数；
供电参数传输分系统，用于将负载特性供电参数传输到负载侧控制MCU；特性检测反馈分系统，用于通过负载侧控制MCU触发负载启动停止信号、负载输出功率信号以及反馈供电需求信号到负载平衡调节子系统并获得负载特性检测结果；计算时刻t时负载特性供电参数，其中，Izft为时刻t时负载特性供电参数中的负载端等效电流值，Uzft为时刻t时负载特性供电参数中的负载端等效电压值，Udf为负载等效电容的峰值电压值，为Ls电路串接等效电感值，Re为负载等效电阻值，Ce为负载等效电容值，E为供电切换负载谐振电压，exp为以自然常数e为底数的指数式；通过计算负载特性供电参数中的负载端等效电流值和负载端等效电压值，输出负载的负载特性供电参数更接近供电真实值。
在一个实施例中，所述负载平衡调节子系统包括：
反馈接收转化分系统，用于接收输出负载检测子系统的负载特性检测结果并转化为调节信号；
平衡调节启动分系统，用于根据调节信号启动平衡调节模块；
需求参数调节分系统，用于平衡调节模块对负载供电进行调节，输出调节需求参数，获得负载平衡需求参数。
上述技术方案的工作原理为：所述负载平衡调节子系统包括：反馈接收转化分系统，用于接收输出负载检测子系统的负载特性检测结果并转化为调节信号；
平衡调节启动分系统，用于根据调节信号启动平衡调节模块；需求参数调节分系统，用于平衡调节模块对负载供电进行调节，输出调节需求参数，获得负载平衡需求参数。
上述技术方案的有益效果为：所述负载平衡调节子系统包括：反馈接收转化分系统，用于接收输出负载检测子系统的负载特性检测结果并转化为调节信号；
平衡调节启动分系统，用于根据调节信号启动平衡调节模块；需求参数调节分系统，用于平衡调节模块对负载供电进行调节，输出调节需求参数，获得负载平衡需求参数；太阳能储能电池电压低于36V安全电压，解决低压系统中高电压需要的BMS保护电路成本高、风险大问题。
在一个实施例中，所述负载低压直供子系统包括：
需求主控反馈分系统，用于将太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数反馈到主控芯片；在太阳能供电低电压安全照明时，充电时太阳能板产生的电流先进入主控制器再对储能电池组充电；放电时储能电池组的电流先进入主控制器然后再对负载放电；太阳光能转换的电能通过主控制器对储能电池组组进行充电和存储；根据系统整体功率需要，选择多组太阳能板进行并联或者串联连接，形成一个太阳能板组件阵列；
光电阵列控制分系统，用于主控芯片控制选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列；可延展太阳能电池板包括：蝶鳞状光伏片、光伏片附着可延展面、延展面伸展网以及感光伸展网控制结构；蝶鳞状光伏片附着在光伏片附着可延展面的上表面上，光伏片附着可延展面的下表面贴附在延展面伸展网上，感光伸展网控制结构感应光线强弱控制延展面伸展网的网孔孔径大小，从而控制光伏片附着可延展面伸缩，改变附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度及受光角度；当光照强烈，且储能电池组电量充满时，太阳光能转换的电能超过设定低压直供峰值范围的设定低压直供最大峰值，感光伸展网控制结构同时感应光线过强，控制延展面伸展网的网孔孔径变小，从而控制光伏片附着可延展面收缩，附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度增加、受光面减少、受光角度减小，太阳光能转换电能效率下降直至不超过设定低压直供最大峰值且处于设定低压直供峰值范围内；当光照较弱，太阳光能转换的电能超出设定低压直供峰值范围的设定低压直供最小峰值时，感光伸展网控制结构同时感应光照过弱，控制延展面伸展网的网孔孔径变大，从而控制光伏片附着可延展面扩展，附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度减小、受光面增加、受光角度增大，太阳光能转换电能效率上升至直至不低于设定低压直供最小峰值且处于设定低压直供峰值范围内；
平衡低压直供分系统，用于控制输出平衡及驱动电路对负载侧进行低压直供；储能电池组组具有过充过放保护；由系统的电压和电流确定储能电池组组的电压电流规格、电池串并联方式，并匹配主控制器的工作电压和电流；由太阳能板功率、负载总功率、预期的照明时间、预期的续航能力和当地平均日照强度和时长决定储能电池组组的可储电容量。
上述技术方案的工作原理为：所述负载低压直供子系统包括：需求主控反馈分系统，用于将太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数反馈到主控芯片；在太阳能供电低电压安全照明时，充电时太阳能板产生的电流先进入主控制器再对储能电池组充电；放电时储能电池组的电流先进入主控制器然后再对负载放电；太阳光能转换的电能通过主控制器对储能电池组组进行充电和存储；根据系统整体功率需要，选择多组太阳能板进行并联或者串联连接，形成一个太阳能板组件阵列；光电阵列控制分系统，用于主控芯片控制选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列；可延展太阳能电池板包括：蝶鳞状光伏片、光伏片附着可延展面、延展面伸展网以及感光伸展网控制结构；蝶鳞状光伏片附着在光伏片附着可延展面的上表面上，光伏片附着可延展面的下表面贴附在延展面伸展网上，感光伸展网控制结构感应光线强弱控制延展面伸展网的网孔孔径大小，从而控制光伏片附着可延展面伸缩，改变附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度及受光角度；当光照强烈，且储能电池组电量充满时，太阳光能转换的电能超过设定低压直供峰值范围的设定低压直供最大峰值，感光伸展网控制结构同时感应光线过强，控制延展面伸展网的网孔孔径变小，从而控制光伏片附着可延展面收缩，附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度增加、受光面减少、受光角度减小，太阳光能转换电能效率下降直至不超过设定低压直供最大峰值且处于设定低压直供峰值范围内；当光照较弱，太阳光能转换的电能超出设定低压直供峰值范围的设定低压直供最小峰值时，感光伸展网控制结构同时感应光照过弱，控制延展面伸展网的网孔孔径变大，从而控制光伏片附着可延展面扩展，附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度减小、受光面增加、受光角度增大，太阳光能转换电能效率上升至直至不低于设定低压直供最小峰值且处于设定低压直供峰值范围内；平衡低压直供分系统，用于控制输出平衡及驱动电路对负载侧进行低压直供；储能电池组组具有过充过放保护；由系统的电压和电流确定储能电池组组的电压电流规格、电池串并联方式，并匹配主控制器的工作电压和电流；由太阳能板功率、负载总功率、预期的照明时间、预期的续航能力和当地平均日照强度和时长决定储能电池组组的可储电容量。
上述技术方案的有益效果为：所述负载低压直供子系统包括：需求主控反馈分系统，用于将太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数反馈到主控芯片；在太阳能供电低电压安全照明时，充电时太阳能板产生的电流先进入主控制器再对储能电池组充电；放电时储能电池组的电流先进入主控制器然后再对负载放电；太阳光能转换的电能通过主控制器对储能电池组组进行充电和存储；根据系统整体功率需要，选择多组太阳能板进行并联或者串联连接，形成一个太阳能板组件阵列；光电阵列控制分系统，用于主控芯片控制选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列；可延展太阳能电池板包括：蝶鳞状光伏片、光伏片附着可延展面、延展面伸展网以及感光伸展网控制结构；蝶鳞状光伏片附着在光伏片附着可延展面的上表面上，光伏片附着可延展面的下表面贴附在延展面伸展网上，感光伸展网控制结构感应光线强弱控制延展面伸展网的网孔孔径大小，从而控制光伏片附着可延展面伸缩，改变附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度及受光角度；当光照强烈，且储能电池组电量充满时，太阳光能转换的电能超过设定低压直供峰值范围的设定低压直供最大峰值，感光伸展网控制结构同时感应光线过强，控制延展面伸展网的网孔孔径变小，从而控制光伏片附着可延展面收缩，附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度增加、受光面减少、受光角度减小，太阳光能转换电能效率下降直至不超过设定低压直供最大峰值且处于设定低压直供峰值范围内；当光照较弱，太阳光能转换的电能超出设定低压直供峰值范围的设定低压直供最小峰值时，感光伸展网控制结构同时感应光照过弱，控制延展面伸展网的网孔孔径变大，从而控制光伏片附着可延展面扩展，附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度减小、受光面增加、受光角度增大，太阳光能转换电能效率上升至直至不低于设定低压直供最小峰值且处于设定低压直供峰值范围内；平衡低压直供分系统，用于控制输出平衡及驱动电路对负载侧进行低压直供；储能电池组组具有过充过放保护；由系统的电压和电流确定储能电池组组的电压电流规格、电池串并联方式，并匹配主控制器的工作电压和电流；由太阳能板功率、负载总功率、预期的照明时间、预期的续航能力和当地平均日照强度和时长决定储能电池组组的可储电容量；放电时不必升压，低压直供负载设备使用，有效功率高，并且线路安全性高；市电转换为与储能电池相应的安全电压，等待需要时切换供电，市电供电的效率不会降低。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种太阳能与市电切换的低压直供系统，其特征在于，包括：
太阳能及稳压储能分系统，用于通过多组可延展太阳能电池板及储能电池组提供太阳能电源供电充电；
稳定切换市电供电分系统，用于通过市电转换模块快速无冲击切换到市电供电，以及对储能电池组充电；
供电负载检测控制分系统，用于检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡，对各分系统进行切换控制；
输出平衡低压直供分系统，用于根据供电负载检测控制分系统的控制输出信号对负载侧进行平衡低压直供；
所述输出平衡低压直供分系统包括：
输出负载检测子系统，用于检测输出负载的负载特性，获得负载特性检测结果；
负载平衡调节子系统，用于根据负载特性检测结果，通过平衡调节模块对负载供电进行调节，获得负载平衡需求参数；
负载低压直供子系统，用于根据太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数，选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列，并控制输出平衡对负载侧进行低压直供；
所述负载低压直供子系统包括：
需求主控反馈分系统，用于将太阳能供电低压安全系统负载平衡需求参数反馈到主控芯片；在太阳能供电低电压安全照明时，充电时太阳能板产生的电流先进入主控制器再对储能电池组充电；放电时储能电池组的电流先进入主控制器然后再对负载放电；太阳光能转换的电能通过主控制器对储能电池组组进行充电和存储；根据系统整体功率需要，选择多组太阳能板进行并联或者串联连接，形成一个太阳能板组件阵列；
光电阵列控制分系统，用于主控芯片控制选择可延展太阳能电池板进行并联或者串联连接形成太阳能板组件阵列；可延展太阳能电池板包括：蝶鳞状光伏片、光伏片附着可延展面、延展面伸展网以及感光伸展网控制结构；蝶鳞状光伏片附着在光伏片附着可延展面的上表面上，光伏片附着可延展面的下表面贴附在延展面伸展网上，感光伸展网控制结构感应光线强弱控制延展面伸展网的网孔孔径大小，从而控制光伏片附着可延展面伸缩，改变附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度及受光角度；当光照强烈，且储能电池组电量充满时，太阳光能转换的电能超过设定低压直供峰值范围的设定低压直供最大峰值，感光伸展网控制结构同时感应光线过强，控制延展面伸展网的网孔孔径变小，从而控制光伏片附着可延展面收缩，附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度增加、受光面减少、受光角度减小，太阳光能转换电能效率下降直至不超过设定低压直供最大峰值且处于设定低压直供峰值范围内；当光照较弱，太阳光能转换的电能超出设定低压直供峰值范围的设定低压直供最小峰值时，感光伸展网控制结构同时感应光照过弱，控制延展面伸展网的网孔孔径变大，从而控制光伏片附着可延展面扩展，附着的蝶鳞状光伏片的受光层叠度减小、受光面增加、受光角度增大，太阳光能转换电能效率上升至直至不低于设定低压直供最小峰值且处于设定低压直供峰值范围内；
平衡低压直供分系统，用于控制输出平衡及驱动电路对负载侧进行低压直供；储能电池组组具有过充过放保护；由系统的电压和电流确定储能电池组组的电压电流规格、电池串并联方式，并匹配主控制器的工作电压和电流；由太阳能板功率、负载总功率、预期的照明时间、预期的续航能力和当地平均日照强度和时长决定储能电池组组的可储电容量。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能与市电切换的低压直供系统，其特征在于，所述太阳能及稳压储能分系统包括：
可延展太阳能电池板子系统，用于通过多组可延展太阳能电池板进行可变太阳能供电；
储能电池组分配子系统，用于通过集中式储能电池组在光电功率充足时储存多余电能，在光电功率不足时对负载供电；
充放电连接转换子系统，用于通过连接太阳能电池板及储能电池组，并在充放电之间进行转换。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能与市电切换的低压直供系统，其特征在于，所述稳定切换市电供电分系统包括：
市电转换启动子系统，用于在光电功率不足且储能电池电量消耗到设定最小电量时触发光电转换市电启动信号；
市电稳定转换子系统，用于在接收到市电转换启动子系统的光电转换市电启动信号时快速稳定转换为市电供电；
市电供电充电子系统，用于在市电稳定转换子系统转换为市电供电时通过市电供电同时对储能电池进行充电。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能与市电切换的低压直供系统，其特征在于，所述供电负载检测控制分系统包括：
光电储能检测控制子系统，用于通过电压检测、电流检测及电力供应负荷均衡检测储能电池组电压、充放电电流、供需侧均衡；
市电接口输入输出子系统，用于通过市电模块输入接口外部连接市电供电内部连接输出开关；
主控芯片运算控制子系统，用于进行输出光电控制和充放电控制，及参数计算和电池电量计算，控制过流保护启停、市电模块启停或输出开关启停。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能与市电切换的低压直供系统，其特征在于，所述光电储能检测控制子系统包括：
光电及储能组检测分系统，用于太阳能电池板检测以及电池电压检测、充放电流检测，获得光电及储能组检测数据；
光电充电电路控制分系统，用于根据光电及储能组检测数据对光电充电电路进行控制；
太阳能电池板控制分系统，用于根据控制信号，对太阳能电池板的延展、串联并联进行控制。
6.根据权利要求4所述的一种太阳能与市电切换的低压直供系统，其特征在于，所述主控芯片运算控制子系统包括：
主控逻辑运算分系统，用于输出光电控制逻辑、充放电控制逻辑及参数计算和电池电量计算，获得主控逻辑运算信息；
主控芯片控制分系统，用于根据主控逻辑运算信息对太阳能与市电切换过程以及平稳供电过程中进行主控系统控制，获得主控系统控制信号；
主控系统执行分系统，用于根据主控系统控制信号执行负载侧保护、储能电池保护及电路器件保护、市电模块启停和输出开关控制；通过主控制器进行功率调节、通信和保护；具体包括：过充保护，当检测储能电池组电压达到充电截止电压则充电限压停止充电；过放保护，当储能电池组电压低于保护电压时，控制器自动关闭输出以保护储能电池组不受损坏；当储能电池组再次充电后，自动恢复供电；负载过流及短路保护，负载电流超过主控制器的额定电流后或负载短路后，主控制器自动切断负载输出；主控制器控制包括：过压保护控制、防反充保护控制和防雷击保护控制；根据系统能承受的总负载的功率选择主控制器的功率，主控制器的额定电流决定了负载的总体最大工作电流；主控制器的接口包括连接以下部件的接线：太阳能板一组正负极2根、储能电池组一组正负极2根和负载输出一组正负极2根；系统低压控制器工作电压包括：12V或24V；主控制器控制还包括：通过充电电流的强弱有无来判断是白天或者晚上，白天自动充电、晚上自动放电，进行灯具晚上白天自动开关；储能电池组电压通过电压模拟检测模块进行检测，电压模拟检测模块包括：储能电池组模拟输出端、电压检测单元、PWB调制电路、模拟负载和可调节负载电路组成，可调节负载电路与储能电池组模拟输出端电连接；可调节负载电路电流与PWB调制电路的输出电流成正比；PWB调制电路输出电压与储能电池组模拟输出端电压成正比；所述的PWB调制电路与电压检测单元之间的电路上设有输出开关，输出开关的动触点与PWB调制电路的输出电压外控信号端电连接，输出开关的其中一个静触点与电压检测单元电连接；根据电压检测单元的检测反应储能电池组电压。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能与市电切换的低压直供系统，其特征在于，所述输出负载检测子系统包括：
负载特性检测分系统，用于通过负载特性供电参数检测计算获得输出负载的负载特性供电参数；
供电参数传输分系统，用于将负载特性供电参数传输到负载侧控制MCU；
特性检测反馈分系统，用于通过负载侧控制MCU触发负载启动停止信号、负载输出功率信号以及反馈供电需求信号到负载平衡调节子系统并获得负载特性检测结果。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能与市电切换的低压直供系统，其特征在于，所述负载平衡调节子系统包括：
反馈接收转化分系统，用于接收输出负载检测子系统的负载特性检测结果并转化为调节信号；
平衡调节启动分系统，用于根据调节信号启动平衡调节模块；
需求参数调节分系统，用于平衡调节模块对负载供电进行调节，输出调节需求参数，获得负载平衡需求参数。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210416970.4A CN114665587B (zh) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 一种太阳能与市电切换的低压直供系统 |
| US18/057,987 US11705752B1 (en) | 2022-04-20 | 2022-11-22 | Low-voltage direct supply system capable of switching between solar energy and mains supply |
| EP23155339.7A EP4266573A1 (en) | 2022-04-20 | 2023-02-07 | Low-voltage direct supply system capable of switching between solar energy and mains supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210416970.4A CN114665587B (zh) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 一种太阳能与市电切换的低压直供系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114665587A CN114665587A (zh) | 2022-06-24 |
| CN114665587B true CN114665587B (zh) | 2022-10-21 |
Family
ID=82037102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210416970.4A Active CN114665587B (zh) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 一种太阳能与市电切换的低压直供系统 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11705752B1 (zh) |
| EP (1) | EP4266573A1 (zh) |
| CN (1) | CN114665587B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114665587B (zh) * | 2022-04-20 | 2022-10-21 | 深圳市金典电子科技有限公司 | 一种太阳能与市电切换的低压直供系统 |
| CN116470548A (zh) * | 2023-02-02 | 2023-07-21 | 联桥科技有限公司 | 一种光伏储能电池管理系统 |
| CN117543636A (zh) * | 2023-11-08 | 2024-02-09 | 中国建筑第四工程局有限公司 | 一种采用光储柔能源系统的低碳光电模块化房屋 |
| CN117526543B (zh) * | 2024-01-03 | 2024-03-22 | 成都汉度科技有限公司 | 一种采用太阳能电池板和电池双电源供电的供电系统 |
| CN117856314A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-04-09 | 泉州亿力电气技术设备有限公司 | 一种分布式储能管理方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050268962A1 (en) * | 2000-04-27 | 2005-12-08 | Russell Gaudiana | Flexible Photovoltaic cells, systems and methods |
| CN100588077C (zh) * | 2008-04-11 | 2010-02-03 | 浙江省能源研究所 | 一种太阳能与市电互补式不间断供电系统 |
| CN201690380U (zh) * | 2010-03-22 | 2010-12-29 | 深圳市上古光电有限公司 | 一种太阳能市电互补系统 |
| WO2014155407A1 (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 三洋電機株式会社 | 蓄電システム |
| CN104124748B (zh) * | 2013-04-27 | 2016-04-20 | 广州邦讯信息系统有限公司 | 一种清洁能源补偿的公交站智能供电电源系统 |
| CN103441566B (zh) * | 2013-09-12 | 2016-07-06 | 重庆大学 | 一种市电、光伏电池和储能电池协同供电系统及方法 |
| CN206181956U (zh) * | 2016-09-30 | 2017-05-24 | 协鑫电力设计研究有限公司 | 光伏农业综合能源系统 |
| CN209748258U (zh) * | 2018-12-19 | 2019-12-06 | 河西学院 | 一种光伏市电互补型充电装置 |
| ES2708399B2 (es) * | 2018-12-24 | 2019-12-12 | Univ Madrid Politecnica | Sistema de fachada movil y autonomo con panel solar plegable para el aprovechamiento optimo de luz natural |
| CN209448696U (zh) * | 2018-12-26 | 2019-09-27 | 汉能移动能源控股集团有限公司 | 折叠式太阳能发电装置、应急供电系统和移动电源车 |
| CN114665587B (zh) * | 2022-04-20 | 2022-10-21 | 深圳市金典电子科技有限公司 | 一种太阳能与市电切换的低压直供系统 |
-
2022
- 2022-04-20 CN CN202210416970.4A patent/CN114665587B/zh active Active
- 2022-11-22 US US18/057,987 patent/US11705752B1/en active Active
-
2023
- 2023-02-07 EP EP23155339.7A patent/EP4266573A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11705752B1 (en) | 2023-07-18 |
| CN114665587A (zh) | 2022-06-24 |
| EP4266573A1 (en) | 2023-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114665587B (zh) | 一种太阳能与市电切换的低压直供系统 | |
| US8907522B2 (en) | Grid-connected power storage system and method for controlling grid-connected power storage system | |
| KR101074785B1 (ko) | 배터리 관리 시스템 및 이의 제어 방법, 및 배터리 관리 시스템을 포함한 에너지 저장 시스템 | |
| KR101156533B1 (ko) | 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법 | |
| CN102113192B (zh) | 多功能便携式储存及供应系统 | |
| KR101084216B1 (ko) | 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법 | |
| US9082897B2 (en) | Solar power storage module, and solar power storage system and solar power supply system having same | |
| CN201194339Y (zh) | 太阳能控制器 | |
| KR20130138611A (ko) | 에너지 저장 시스템 | |
| KR20110055389A (ko) | 전력 관리 시스템 및 이를 포함한 계통 연계형 전력 저장 시스템 | |
| KR20110068639A (ko) | 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법 | |
| CN102630361A (zh) | 电力转换装置、发电系统以及充放电控制方法 | |
| US10763553B2 (en) | Battery charging apparatus and battery charging method | |
| CN105047966A (zh) | 液流电池多模式运行控制方法及其系统 | |
| CN105244899A (zh) | 分布式发电系统中二元混合储能装置及分布式发电系统 | |
| CN114899913A (zh) | 一种混合储能逆变器离网模式下电池充放电电流控制方法 | |
| US6541940B1 (en) | Load follower using batteries exhibiting memory | |
| CN102510641A (zh) | 用于太阳能led路灯的复合储能电源 | |
| CN109494860B (zh) | 在线互动式太阳能并网离网储能三合一一体机及控制方法 | |
| TWI686564B (zh) | 複合型綠能路燈裝置 | |
| CN112968493A (zh) | 一种双蓄电池新能源应用系统 | |
| Sitbon et al. | Multi-output portable solar charger for Li-Ion batteries | |
| CN209767221U (zh) | 一种用超级电容储能的光伏系统 | |
| AU2021101982A4 (en) | A charger of lithium ion battery for solar cell | |
| CN113364053B (zh) | 一种实现能量枢纽综合能源的运行决策方法 |
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 |