CN201726163U - 太阳能发电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能发电系统，包括：控制器以及分别与控制器电连接的太阳能电池板、远程管理模块和蓄电池，其中，太阳能电池板适合于将太阳能转换为电能；控制器适合于控制电能对负载电路进行供电和/或对蓄电池进行充/放电，并对蓄电池和太阳能电池板的状态进行监控，将监控状态信息发送到远程管理模块；远程管理模块适合于根据监控状态信息对控制器进行远程管理；蓄电池适合于储存或释放电能。本实用新型实现了太阳能发电系统的智能充放电，同时该控制器能正确监控和测量蓄电池的状态，通过远程通信技术实现组网通信，可以对系统的状态进行集中远程监控，对于节点实现实时在线监测，从而在系统发生问题时及时进行干预，避免了太阳能发电系统的瘫痪。

Description

太阳能发电系统
技术领域
本实用新型涉及电力领域，具体而言，涉及一种太阳能发电系统。
背景技术
传统的太阳能路灯控制器重点在于解决太阳能发电系统中蓄电池的充放电管理问题，提供良好充放电效果的控制器，能够减少充电损耗，延长蓄电池的使用寿命。
在现有技术中，由于太阳能发电系统如太阳能路灯系统都是孤立的，无法进行实时监测，发生问题时不能进行及时的干预，导致太阳能发电系统瘫痪。
实用新型内容
本实用新型提供了一种能解决以上问题的太阳能发电系统。
本实用新型提供了一种太阳能发电系统，该系统包括：控制器以及分别与控制器电连接的太阳能电池板、远程管理模块和蓄电池，其中，太阳能电池板适合于将太阳能转换为电能；控制器适合于控制电能对负载电路进行供电和/或对蓄电池进行充/放电，并对蓄电池和太阳能电池板的状态进行监控，将监控状态信息发送到远程管理模块；远程管理模块适合于根据监控状态信息对控制器进行远程管理；蓄电池适合于储存或释放电能。
优选地，在上述太阳能发电系统中，控制器包括：中央处理器以及分别与中央处理器电连接的太阳能电池板接口、充放电控制单元、输出控制电路、状态采集单元和通信接口，其中，太阳能电池板接口适合于匹配太阳能电池板的输出功率；充放电控制单元适合于根据蓄电池的状态对充/放电过程进行控制管理；输出控制电路适合于根据对负载电路的供电输出情况控制充放电控制单元的充电，并选择负载电路的管理模式；状态采集单元适合于分别采集太阳能电池板和蓄电池的电压和温度；通信接口适合于与远程管理模块进行远程通信；中央处理器适合于对太阳能电池板接口、充放电控制单元、状态采集单元、通信接口和输出控制电路进行协调控制。
优选地，在上述太阳能发电系统中，控制器还包括：电源逆变器，电连接在中央处理器电连接和负载电路之间，适合于提供负载电路所需交流电源。
优选地，在上述太阳能发电系统中，控制器还包括：负载管理单元，电连接在中央处理器电连接和负载电路之间，适合于根据负载电路的状况调整对负载电路的供电模式。
优选地，在上述太阳能发电系统中，通信接口为电力线载波通信接口。
优选地，在上述太阳能发电系统中，通信接口为无线通信接口。
优选地，在上述太阳能发电系统中，负载电路为路灯电路。
本实用新型的上述实施例实现了太阳能发电系统的智能充放电，同时该控制器能正确监控和测量蓄电池的状态，通过远程通信技术实现组网通信，可以对系统的状态进行集中远程监控，对于节点实现实时在线监测，从而在系统发生问题时及时进行干预，避免了太阳能发电系统的瘫痪。
附图说明
下面将参照附图对本实用新型的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中：
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的太阳能发电系统结构示意图；
图2示出了根据本实用新型一个实施例的控制器示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的太阳能发电系统结构示意图，包括：太阳能电池板10，用于将太阳能转换为电能；控制器20，用于控制电能对负载电路40进行供电和/或对蓄电池30进行充/放电，并对蓄电池30和太阳能电池板10的状态进行监控，将监控状态信息发送到远程管理模块50；远程管理模块50，用于根据监控状态信息对控制器20进行远程管理；
蓄电池30，用于储存或释放电能。
在本实施例中，太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分，其作用是将太阳能转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或驱动负载工作；控制器用于控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用，在温差较大的地方，控制器还可以进行温度补偿能，以及当负载电路为路灯电路时还可以附加其他附加功能，如光控开关、时控开关等；蓄电池(组)一般为铅酸电池，其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来；远程管理模块根据控制器采集的太阳能电池板和蓄电池的电压和温度等状态信息，在远端对太阳能发电系统进行控制管理。
本实施例实现了太阳能发电系统的智能充放电，同时该控制器能正确监控和测量蓄电池的状态，通过远程通信技术实现组网通信，可以对系统的状态进行集中远程监控，对于节点实现实时在线监测，从而在系统发生问题时及时进行干预，避免了太阳能发电系统的瘫痪。
图2示出了根据本实用新型一个实施例的控制器示意图，如图2所示，该控制器基于中央处理器101为控制核心，外围模块包括太阳能电板接口102，充放电控制电路103、电源逆变器104、状态(如电压、温度等)采集单元105、输出控制电路106、以及通信接口107构成。
在本实施例中，太阳能电池板的伏安特性具有很强的非线性，即当日照强度改变时，其开路电压不会有太大的改变，但所产生的最大电流会有相当大的变化，所以其输出功率与最大功率点会随之改变；然而当光强度一定时，电池板输出的电流一定，可以认为是恒流源，因此，太阳能板接口电路可以自动匹配电池板输出功率，提高了太阳能的利用效率。
对蓄电池充电，通常采用的方法是在初期、中期快速充电，恢复蓄电池的容量，在充电末期采用小电流长期补充电池因自放电而损失的电量；蓄电池放电过程开始阶段电压下降较快；中期电压缓慢下降且延续较长的时间，在最后阶段后，放电电压急剧下降，应立即停止放电，否则将会给蓄电池造成不可逆转的损坏，因此，蓄电池充放电管理模块可以对蓄电池充放电进行合理控制，提高充电效率，增加蓄电池的寿命。
其中，电源逆变器在本实施例中为可选装置，仅当负载电路中带有交流负载时，提供负载所需的交流电源。在很多场合，都需要提供的交流电源。一般需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到逆变器。
状态采集单元所采集的电压和温度等参数为中央处理器提供系统电池等设备的当前状态提供实时信息，是系统进行充放电管理、太阳能电板模组选择和负载控制决策的依据。
1.输出控制电路采用PWM(Pulse-width modulation，脉冲宽度调制)信号，结合高性能MOSFET(Metal Oxide Semicoductor Field EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应管)驱动电路，作为输出控制充电电路以及负载管理等模式的选择。
例如，在上述实施例中，还可以采用负载管理单元，用于根据负载电路的状况调整对负载电路的供电模式，保证系统正常工作。
例如，上述实施例中的通信接口可以采用电力线载波接口，可以有效利用已有的供电线路实现远程通信功能；上述实施例中的通信接口也可以采用zigbee(全新无线网络数据通信技术)无线通信模块接口，可以在无直接物理介质连接的控制器之间进行远程通信。采用统一的物理接口，配合统一的协议，从而实现跨媒介组网和通信。
从以上的实施例可以看出，本实用新型实现了以下效果：
本实用新型实施例提供的太阳能发电系统，既能实现太阳能电池板对于蓄电池的智能充电控制，以及蓄电池放电保护，同时又具备状态采集，并通过统一接口与电力线载波模块或者Zigbee无线通信技术进行扩展，实现远程通信的功能，以及基于控制器建立的远程状态监测管理系统。
显而易见，在不偏离本实用新型的真实精神和范围的前提下，在此描述的本实用新型可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本实用新型所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限定。

Claims (7)

1.一种太阳能发电系统，其特征在于，包括：控制器以及分别与所述控制器电连接的太阳能电池板、远程管理模块和蓄电池，其中
所述太阳能电池板适合于将太阳能转换为电能；
所述控制器适合于控制所述电能对负载电路进行供电和/或对蓄电池进行充/放电，并对所述蓄电池和所述太阳能电池板的状态进行监控，将监控状态信息发送到远程管理模块；
所述远程管理模块适合于根据所述监控状态信息对所述控制器进行远程管理；
蓄电池适合于储存或释放所述电能。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述控制器包括：中央处理器以及分别与所述中央处理器电连接的太阳能电池板接口、充放电控制单元、输出控制电路、状态采集单元和通信接口，其中
所述太阳能电池板接口适合于匹配所述太阳能电池板的输出功率；
所述充放电控制单元适合于根据蓄电池的状态对充/放电过程进行控制管理；
所述输出控制电路适合于根据对所述负载电路的供电输出情况控制所述充放电控制单元的充电，并选择所述负载电路的管理模式；
所述状态采集单元适合于分别采集所述太阳能电池板和所述蓄电池的电压和温度；
所述通信接口适合于与所述远程管理模块进行远程通信；
所述中央处理器适合于对所述太阳能电池板接口、所述充放电控制单元、所述状态采集单元、所述通信接口和所述输出控制电路进行协调控制。
3.根据权利要求2所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述控制器还包括：
电源逆变器，电连接在所述中央处理器电连接和所述负载电路之间，适合于提供所述负载电路所需交流电源。
4.根据权利要求2所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述控制器还包括：
负载管理单元，电连接在所述中央处理器电连接和所述负载电路之间，适合于根据所述负载电路的状况调整对所述负载电路的供电模式。
5.根据权利要求2所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述通信接口为电力线载波通信接口。
6.根据权利要求2所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述通信接口为无线通信接口。
7.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述负载电路为路灯电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102263421A (zh) * 2010-05-27 2011-11-30 鄂尔多斯市祥源能源有限责任公司 太阳能发电系统
CN106130181A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 浙江钱江锂电科技有限公司 一种家用智能电源
CN108615345A (zh) * 2018-04-10 2018-10-02 中山大学 一种光电耦合的无线远程传感系统

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