CN117081224A - 一种基于光伏可变电压的直流供电装置 - Google Patents

一种基于光伏可变电压的直流供电装置 Download PDF

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李清清
李媛
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Abstract

本发明公开了一种基于光伏可变电压的直流供电装置，包括：光伏发电系统，用于将太阳能转化为电能并进行存储；电压调节系统，与所述光伏发电系统连接，用于控制输出电压的大小；通用输出接口，与所述电压调节系统连接，用于连接直流用电器；壳体，用于固定并保护所述电压调节系统和通用输出接口。本装置在不改变原电网电路前提下，提升了建筑物中直流负载对光伏的直接高效利用，节约了成本，性价比高。

Description

一种基于光伏可变电压的直流供电装置
技术领域
本发明属于新能源供电领域，尤其涉及一种基于光伏可变电压的直流供电装置。
背景技术
随着电力电子器件的升级发展，终端直流用电量正在逐年增长，这对于传统光伏并网方式提出新的挑战，并且居民住宅区域内的直流用电设备逐年增加，且直流设备(如：照明、手机、笔记本电脑等)使用时间段多为夜间，这使得夜间潮流用电逐年递增；而分布式光伏微电网系统，既可减少夜间潮流用电拥挤，也可实现光伏资源的高效利用；分布式光伏微电网系统的应用与集中式光伏发电站的应用原理相似，即利用太阳能光伏板发电，将获得的直流电进行储存、降压、逆变、升压最后并入电网，但这种将太阳能多次转换的方式不仅会导致在转换过程中出现能量。
分布式光伏微电网系统应用时，其光伏系统输出一定电压，但电网中的多数直流负载所需电压各不相同，因此对于多种直流负载的用户端而言，有效的电路系统设计，经济有效的解决光伏系统输出与应用之间的不匹配至关重要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于光伏可变电压的直流供电装置，以解决现有技术中为多种直流负载供电需要多种电路的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于光伏可变电压的直流供电装置，包括：
光伏发电系统，用于将太阳能转化为电能并进行存储；
电压调节系统，与所述光伏发电系统连接，用于控制输出电压的大小；
通用输出接口，与所述电路系统连接，用于连接直流用电器；
壳体，用于固定并保护所述电压调节系统和通用输出接口。
优选地，所述光伏发电系统包括光伏板、MPPT追踪子系统、直流检测器以及光伏电池；
所述光伏板用于将太阳能转化为电能；
所述MPPT追踪子系统用于控制光伏板追踪太阳光源；
所述直流检测器用于检测并显示发电量；
所述光伏电池用于储存所述电能。
优选地，所述光伏发电系统的光伏电池与光伏板、MPPT追踪子系统、直流检测器分开安装，所述光伏电池安装于建筑内部，光伏板、MPPT追踪子系统和直流检测器安装于建筑顶部。
优选地，所述电压调节系统包括电路子系统和控制子系统；
所述电路子系统用于调节输出电压的大小；
所述控制子系统用于控制电路系统进行调节。
优选地，所述电路子系统辅助电源、升压电路、降压电路和驱动电路；
所述辅助电源用于初级降压，并为所述升压电路、降压电路和驱动电路供电；
所述升压电路用于升高输出电压；
所述降压电路用于降低输出电压；
所述驱动电路用于为所述升压电路和降压电路提供驱动信号。
优选地，所述控制子系统包括单片机主控制器、电量显示器、复位键和设定键；
所述单片机主控制器用于通过发出占空比信号调整电压；
所述电量显示器用于显示可用直流电的电量；
所述复位键和设定键用于输入控制指令。
优选地，当按下的按键是复位键时，输出电压为12V。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
(1)功能分布明确，将单一电路供给不同家用直流负载，减少了设备端的转换器数量，节约家用设备所占空间，结构排列也较为美观。
(2)在不改变原电网电路前提下，提升了建筑物中直流负载对光伏的直接高效利用，节约了成本，性价比高。
(3)面对未来直流用电器的高水平应用，通过微电网设计有效解决太阳能光伏发电和用户负载之间的匹配问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的内部电路外观图；
图2为本发明实施例的基于光伏可变电压的直流供电装置整体设计图；
图3为本发明实施例的单片机主控制器控制输出电压流程图；
图4为本发明实施例的基于光伏可变电压的直流供电装置整体接线示意图；
图5为本发明实施例的基于光伏可变电压的直流供电装置安装示意图；
其中，1、发电系统(除光伏电池)；2、光伏电池；3、内部电路；31、电量显示屏；32、复位键；33、设定键；36、输出接口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1-2所示，本发明提出了一种基于光伏可变电压的直流供电装置包括外接电路、内部电路3、通用输出接口36。
所述外部电路主要是光伏发电系统包含光伏板、MPPT追踪系统、直流检测器以及光伏电池2。其中光伏板与MPPT追踪系统用于追踪太阳光源同时将太阳能转化为电能。直流检测器用于检测发出电能的多少并将具体发电量进行统计并显示于其自带的电子显示屏上。光伏电池2用于将发出的直流电进行储存同时便于输出固定电压值；
所述内部电路3包括电路系统、控制系统。其中电路系统包括降压电路、驱动电路、辅助电源、升压电路组成，用于控制输出电压的大小；其中驱动电路有两个，分别与升压电路与降压电路相结合；辅助电源一方面与光伏电池2相连，另一方面与降压电路、升压电路、控制系统中单片机主控制器相连。控制系统包括单片机控制系统、电量显示屏31、复位键32、设定键33，用于控制电路系统中的升压电路与降压电路的占空比(PWM)其中单片机主控制器与辅助电源相连，并与电量显示屏31相连；单片机除控制器下端连接复位键32、设定键33。
所述通用输出接口36，用于连接不同直流用电器。
进一步地优化方案，所述电路系统中的辅助电源用于将光伏电池2中接入的直流电压进行初步降压，达到驱动电路、升压电路、降压电路、单片机主控制器的供电要求；驱动电路用于提供升压电路降压电路驱动信号，同时传递来源于单片机主控制器的占空比信号；升压电路用于将来源于辅助电源的电压进行升压处理，以满足部分需要较高电压的直流用电器的电压要求；降压电路用于将来源于辅助电源的电压进行降压处理，以满足部分需要较低电压的直流用电器的电压要求。
进一步地优化方案，所述控制系统中的单片机主控制器通过复位键32、设定键33对占空比进行调整输出，用于控制电路系统最终实现输出不同电压的要求；电量显示屏31用于显示发电系统中发出的可用直流电的度数。
进一步地优化方案，所述复位键32、设定键33仅用于说明本发明所具备的复位与设定输出电压的功能，但不局限于四个按键，在条件允许的情况下可通过改变单片机主控制器的软件实现多个按键的控制输出，以便满足各类新型直流负载对电压的需求。
进一步地优化方案，如图3所示，单片机主控制器控制电压输出过程是，系统进入初始化后进行按键扫描，判断是否有按键被按下，若扫描到有按键被按下则证明设备开始连接直流用电器，若无，则继续进行按键扫描；当有按键被按下时判断是否为复位键32，若是，则输出设定的初始电压12V，若不为复位键32，则进行除复位键32外的按键扫描，此时控制输出不同占空比的PWM波对升降压电路进行控制，此时即可完成对输出电压的改变。
进一步，如图4所示，外接电路连接内部电路3，通过控制系统的按键对供电装置进行整体控制，后与直流用电器(如：手机、笔记本电脑、照明)相连。
进一步，如图5所示，基于光伏的发电系统(除光伏电池)1的外接电路除光伏电池2外其余均安装于建筑顶部，光伏电池2对内部电路3进行供电，内部电路3安装于建筑内部墙面，便于对各类直流负载进行供电。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于光伏可变电压的直流供电装置，其特征在于，包括：
光伏发电系统，用于将太阳能转化为电能并进行存储；
电压调节系统，与所述光伏发电系统连接，用于控制输出电压的大小；
通用输出接口，与所述电压调节系统连接，用于连接直流用电器；
壳体，用于固定并保护所述电压调节系统和通用输出接口。
2.根据权利要求1所述的基于光伏可变电压的直流供电装置，其特征在于，
所述光伏发电系统包括光伏板、MPPT追踪子系统、直流检测器以及光伏电池；
所述光伏板用于将太阳能转化为电能；
所述MPPT追踪子系统用于控制光伏板追踪太阳光源；
所述直流检测器用于检测并显示发电量；
所述光伏电池用于储存所述电能。
3.根据权利要求2所述的基于光伏可变电压的直流供电装置，其特征在于，
所述光伏发电系统的光伏电池与光伏板、MPPT追踪子系统、直流检测器分开安装，所述光伏电池安装于建筑内部，所述光伏板、MPPT追踪子系统和直流检测器安装于建筑顶部。
4.根据权利要求1所述的基于光伏可变电压的直流供电装置，其特征在于，
所述电压调节系统包括电路子系统和控制子系统；
所述电路子系统用于调节输出电压的大小；
所述控制子系统用于控制电路系统进行调节。
5.根据权利要求4所述的基于光伏可变电压的直流供电装置，其特征在于，
所述电路子系统包括辅助电源、升压电路、降压电路和驱动电路；
所述辅助电源用于初级降压，并为所述升压电路、降压电路和驱动电路供电；
所述升压电路用于升高输出电压；
所述降压电路用于降低输出电压；
所述驱动电路用于为所述升压电路和降压电路提供驱动信号。
6.根据权利要求4所述的基于光伏可变电压的直流供电装置，其特征在于，
所述控制子系统包括单片机主控制器、电量显示器、复位键和设定键；
所述单片机主控制器用于通过发出占空比信号调整电压；
所述电量显示器用于显示可用直流电的电量；
所述复位键和设定键均用于输入控制指令。
7.根据权利要求6所述的基于光伏可变电压的直流供电装置，其特征在于，
当按下的按键是复位键时，输出电压为12V。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201378747Y (zh) * 2009-02-13 2010-01-06 广州西格美信电子科技有限公司 可自供电的电源适配器
CN101841257A (zh) * 2009-03-20 2010-09-22 沈朝晖 电流电压动态可调输出的太阳能光伏控制系统
CN102447270A (zh) * 2010-09-30 2012-05-09 比亚迪股份有限公司 车辆用太阳能供电控制系统及控制方法
CN202269073U (zh) * 2011-10-26 2012-06-06 周玉涛 一种太阳能智能控制器
CN102983788A (zh) * 2012-08-17 2013-03-20 苏州嘉亿睿耘科技有限公司 自协式光伏组件优化器
CN203056672U (zh) * 2013-02-04 2013-07-10 阿特斯(中国)投资有限公司 光伏直流离网系统
CN205335889U (zh) * 2015-12-24 2016-06-22 安徽师范大学 一种基于tl494的可调节功率充放电器
CN208707529U (zh) * 2018-09-03 2019-04-05 哈尔滨理工大学 一种隔离式双向dc-dc变换器
CN114024341A (zh) * 2021-11-29 2022-02-08 广东工业大学 一种分布式光伏控制器及光伏发电系统
CN216721622U (zh) * 2021-12-25 2022-06-10 台州市塞邦贸易有限公司 一种亮度可调的led灯串驱动系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201378747Y (zh) * 2009-02-13 2010-01-06 广州西格美信电子科技有限公司 可自供电的电源适配器
CN101841257A (zh) * 2009-03-20 2010-09-22 沈朝晖 电流电压动态可调输出的太阳能光伏控制系统
CN102447270A (zh) * 2010-09-30 2012-05-09 比亚迪股份有限公司 车辆用太阳能供电控制系统及控制方法
CN202269073U (zh) * 2011-10-26 2012-06-06 周玉涛 一种太阳能智能控制器
CN102983788A (zh) * 2012-08-17 2013-03-20 苏州嘉亿睿耘科技有限公司 自协式光伏组件优化器
CN203056672U (zh) * 2013-02-04 2013-07-10 阿特斯(中国)投资有限公司 光伏直流离网系统
CN205335889U (zh) * 2015-12-24 2016-06-22 安徽师范大学 一种基于tl494的可调节功率充放电器
CN208707529U (zh) * 2018-09-03 2019-04-05 哈尔滨理工大学 一种隔离式双向dc-dc变换器
CN114024341A (zh) * 2021-11-29 2022-02-08 广东工业大学 一种分布式光伏控制器及光伏发电系统
CN216721622U (zh) * 2021-12-25 2022-06-10 台州市塞邦贸易有限公司 一种亮度可调的led灯串驱动系统

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