CN201393185Y - 太阳能光伏新型控制器 - Google Patents

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刘伟
余国献
黄国雄
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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能光伏新型控制器，所述太阳能光伏新型控制器包括最大功率点跟踪MPPT控制器，所述MPPT控制器分别连接太阳能电池、蓄电池、DC/DC转换器，所述DC/DC转换器电连接于太阳能电池与蓄电池之间，所述DC/DC转换器输出给所述蓄电池的输出电压在所述蓄电池的安全充电电压之内。本实用新型可以提高太阳能充电效率，提高太阳能发电的利用率，并且可以采用更小的蓄电池，经济实用。

Description

太阳能光伏新型控制器
技术领域
本实用新型涉及太阳能技术领域，特别是涉及太阳能光伏新型控制器。
背景技术
随着能源危机和环境温室效应日益严重，国家政策逐渐向节能减排的固定资产投资方面倾斜。其中，太阳能的开发应用是所述节能减排的重要部分，也是可再生能源的重要部分，并已逐渐成为绿色能源的热点和主流。
现有太阳能系统一般包括太阳能电池和太阳能控制器，还可以包括蓄电池。
参阅图1，上述现有太阳能控制器一般是采用并联式连接方式，通过开关的导通和截止，来调整太阳能电池输出到蓄电池的电压，从而保护蓄电池。但是上述并联式技术至少存在以下两个问题：
第一，通过开关来调整电压，那么在开关闭合开关时有一部分太阳能电池发出来的电会浪费掉；
第二，一旦控制开关的信号失灵，则不能保证蓄电池的充电电压或负载电压在合适水平。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种太阳能光伏新型控制器，可以提高太阳能充电效率，提高太阳能发电的利用率，并且可以采用更小的蓄电池，经济实用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种太阳能光伏新型控制器，所述太阳能光伏新型控制器包括最大功率点跟踪MPPT控制器，所述MPPT控制器分别连接太阳能电池、蓄电池、DC/DC转换器，所述DC/DC转换器电连接于太阳能电池与蓄电池之间，所述DC/DC转换器输出给所述蓄电池的输出电压在所述蓄电池的安全充电电压之内。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术太阳能发电效率较低、难以保证蓄电池的充电电压或负载电压在合适水平的情况，本实用新型采用MPPT控制器来控制太阳能电池对蓄电池充电的控制，提高电能利用率，并且通过DC/DC转换器来保证太阳能电池给蓄电池的电压输出维持在安全水平、以及调节蓄电池的放电来实现蓄电池的安全使用。
附图说明
图1是应用现有技术太阳能控制器的太阳能系统的示意图；
图2是应用本实用新型太阳能光伏新型控制器的太阳能系统的示意图。
具体实施方式
参阅图2，本实用新型太阳能光伏新型控制器应用于太阳能系统中。所述太阳能光伏新型控制器包括最大功率点跟踪(MPPT，Maximum PowerPoint Tracking)控制器，所述MPPT控制器分别连接太阳能电池、蓄电池、DC/DC转换器，所述DC/DC转换器电连接于太阳能电池与蓄电池之间，所述DC/DC转换器输出给所述蓄电池的输出电压在所述蓄电池的安全充电电压之内。
所述MPPT控制器还连接负载通断控制开关⑤(图中未示，仅显示标号和名称)的控制端，所述控制开关电连接于所述蓄电池与负载之间。
所述太阳能电池输出的电先经过高效率的DC/DC转换器将电压设定在电池充电安全电压范围之内，通过本实用新型太阳能光伏新型控制器进行D/A②转换，以小范围地调整DC/DC转换器输出电压来满足蓄电池的充电需要(如恒压恒流等各种充电方式)，最大程度保护蓄电池。
MPPT的实现：本实用新型太阳能光伏新型控制器实时测量太阳能电池电压、电流①以及蓄电池的电压、电流③。
控制器则通过PWM控制④来调整占空比达到测量上述太阳能电池电压、电流①中所得的电压电流乘积的最大值。
MPPT控制器是一种新型太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。所谓最大功率点跟踪，即是指控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。
要想给蓄电池充电，太阳能电池的输出电压必须高于蓄电池的当前电压，如果太阳能电池的输出电压低于蓄电池的电压，那么输出电流就会接近0。所以，为安全起见，太阳能电池在制造出厂时，将太阳能电池的峰值电压(Vpp)设定为大约在17V左右。
MPPT控制器和传统太阳能控制器的区别在于：传统的太阳能充放电控制器的充电参数都是在出厂之前就设定好的，则不管太阳能的发电效率如何变化，给蓄电池充电的速度也是有限的。而MPPT控制器是自动调整蓄电池充电速度的。就是说，MPPT控制器会实时跟踪太阳能电池中的最大的功率点，来发挥出太阳能电池的最大功效。电压越高，通过最大功率跟踪，就可以输出更多的电量，从而提高充电效率。理论上，使用MPPT控制器的太阳能发电系统会比传统的效率提高50％。
蓄电池保护：
第一，充电时通过蓄电池的电压、电流③的监测来保护蓄电池，防止过充和过大电流充电。
第二，当蓄电池放电时实时测量蓄电池的电压和电流③、并且根据蓄电池的放电曲线，来设定放电截止电压，防止蓄电池过放。
第三，如果监测到蓄电池放电电流大于系统最大负载20％时，则通过负载通断控制开关⑤来关断负载保护蓄电池。
市电保护：平时市电不接通开关⑥(图中未示，仅显示标号和名称)，当长时间阴雨天时，蓄电池所储存的电能不足以维持负载要求时，则接通开关⑥给负载供电和蓄电池充电，这样既保证供电需求也保护蓄电池。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种太阳能光伏新型控制器，其特征在于：
所述太阳能光伏新型控制器包括最大功率点跟踪MPPT控制器，所述MPPT控制器分别连接太阳能电池、蓄电池、DC/DC转换器，所述DC/DC转换器电连接于太阳能电池与蓄电池之间，所述DC/DC转换器输出给所述蓄电池的输出电压在所述蓄电池的安全充电电压之内。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏新型控制器，其特征在于：所述MPPT控制器还连接负载通断控制开关的控制端，所述控制开关电连接于所述蓄电池与负载之间。
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