CN204089687U - 太阳能直流电供电电站 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种太阳能直流电供电电站，包括：太阳能光伏电池、蓄电池、太阳能发电控制器、互补充电控制器、市电充电模块、蓄电池放电模块、直流负载；其中，太阳能发电控制器对太阳能光伏电池转换的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载，另一方面把多余能量进行储存，当太阳能光伏电池所发的电不能满足直流负载需要时，控制器又把蓄电池的电能通过放电模块送往直流负载；互补充电控制器用于当蓄电池电量不足时控制市电充电模块为蓄电池充电，使蓄电池可持续地为直流负载进行直流供电。本实用新型提供的太阳能直流电供电电站可以为公用电网供电不稳定的农村、牧区、山区等地提供稳定持续的直流电，方便用户照明及生活。

Description

太阳能直流电供电电站
技术领域
本实用新型涉及太阳能应用技术领域，特别地，涉及一种太阳能直流电供电电站。
背景技术
太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。在广大的电力网稳定性不足的地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电。
传统的太阳能发电系统主要包括：太阳能光伏电池、太阳能发电控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能光伏电池和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。具体地，太阳能发电控制器对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。蓄电池组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。逆变器负责把直流电转换为交流电，供交流负载使用。
现有传统的用户照明负载一直沿用交流电照明，然而有研究表明交流电的频闪性对人们的视力造成了很大影响，特别是容易导致人们眼睛近视。采用直流照明负载可以有效解决上述问题，但太阳能发电提供的直流电源的持续稳定性存在问题，比如在夜间或连续阴雨天气，蓄电池过度用电，太阳能发电控制器为避免蓄电池多度放电会控制蓄电池停止供电，终端直流电源的馈送，影响用户使用。
另一方面，对于的太阳能富裕发电量，现有的做法是将上述富裕电量逆变为交流电并入供电网络中卖给电力公司，而正常的家用电器的使用仍从供电网络获取交流电源。在此太阳能所发直流电逆变为交流电并入供电网络的过程中，势必造成太阳能发电的能量损耗，而且用户也不能有效利用太阳能发电降低家庭用电成本。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种太阳能直流电供电电站，能够相互补充地使用市电和太阳能发电为蓄电池充电，使蓄电池为直流负载持续地进行低压直流供电。
为了解决上述问题，一方面提供了一种太阳能直流电供电电站，包括：太阳能光伏电池、蓄电池、太阳能发电控制器、互补充电控制器、为所述蓄电池充电的市电充电模块、蓄电池放电模块、直流负载；其中，所述太阳能发电控制器对所述太阳能光伏电池转换的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池进行储存，当太阳能光伏电池所发的电不能满足所述直流负载需要时，控制器控制所述蓄电池放电模块将所述蓄电池储存的电能输出给所述直流负载；所述互补充电控制器用于当蓄电池电量不足时控制所述市电充电模块为所述蓄电池充电，使所述蓄电池可持续地为所述直流负载进行直流供电。
可选的，所述市电充电模块具体为一个直流开关电源，所述直流开关电源的输入端分别连接市电供电电路和互补充电控制器的输出端，所述直流开关电源的输出端连接所述蓄电池的充电端。
可选的，所述互补充电控制器具体包括：一个继电器、一个迟滞比较器、以及为所述迟滞比较器提供基准稳压源的线性稳压电压源；其中，迟滞比较器的输入端与蓄电池的正负极相连，迟滞比较器的输出端与继电器的输入端相连，继电器的输出端与所述开关电源的输入端相连；当迟滞比较器检测到所述蓄电池的端电压低于预置电压下限阈值时，继电器闭合，接通所述开关电源利用市电供电电路为所述蓄电池充电；在市电充电模式下，当迟滞比较器检测到所述蓄电池的端电压高于预置电压上限阈值时，打开继电器，切断所述开关电源与市电供电电路的连接。
与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点或有益效果：本实用新型提供的太阳能直流电供电电站包括太阳能发电部分和市电充电模以及互补控制器。当太阳能光伏电池所发的电不能满足直流负载需要时，互补充电控制器可以控制市电充电模块为蓄电池充电，使蓄电池可持续地为直流负载进行低压直流供电。可见，本实用新型提供的家庭用太阳能电站系统能够并行使用市电和太阳能发电为蓄电池互补地充电，有效降低了整个系统的负载缺电率。与现有技术照明系统使用高频交流供电相比，本实用新型提供的太阳能直流电供电电站输出的低压直流点避免照明灯具产生频闪，可以有效减低人眼近视风险，适用于学校、家庭、机关单位等场所。与国家规定的标准民用电即220伏、50赫兹的单相交流电所产生的高频磁场相比，太阳能直流电供电电站输出的直流电产生的磁场很弱，对人的身体健康影响较小，避免了高频磁场诱发人体多种疾病的潜在风险。尤其适合建设在公用电网供电不稳定的农村、牧区、山区等地区，方便、独立地实现为用户照明及生活提供稳定持续的直流电。
附图说明           
图1是本实用新型太阳能直流电供电电站实施例的结构框图；
图2是本实用新型太阳能直流电供电电站实施例中市电充电控制部分的结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
本实用新型实施例的核心构思之一在于，提供一种太阳能直流电供电电站，以太阳能发电作为用电的主要供电来源，利用太阳能输出的直流电为直流负载提供电能。同时，由于太阳能发电系统受季节、昼夜、天气阴晴等因素的影响，当太阳能发电不能满足家用负载的需要时，采用市电为蓄电池进行补充充电，保证蓄电池为家用负载尤其是家庭用照明系统提供持续稳定的直流电源。
参照图1，示出了本实用新型太阳能直流电供电电站实施例的结构框图，包括：太阳能光伏电池11、太阳能发电控制器12、蓄电池13、互补充电控制器14、为蓄电池13充电的市电充电模块15、蓄电池放电模块16、直流负载17。
其中，太阳能光伏电池11是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
太阳能发电控制器12用于对太阳能光伏电池11转换的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载17，另一方面把多余的能量送往蓄电池13进行储存，当太阳能光伏电池11所发的电不能满足直流负载17的需要时，太阳能发电控制器12控制蓄电池放电模块16将蓄电池13存储的电能送往直流负载17。
互补充电控制器14作为本实用新型实施例的核心部件用于当蓄电池13的电量不足时，控制市电充电模块15为蓄电池13充电，使蓄电池13可持续地为直流负载17进行直流供电。
市电充电模块15用于采用市电即在我国为220伏或380伏交流电为蓄电池13储存电能。在本实用新型实施例的具体实施方式中，市电充电模块15可以具体为一个直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源（粗电），如市电电源或蓄电池电源，转换成满足直流负载要求的质量较高的直流电压（精电）。
如图2所示的本实用新型实施例中市电充电控制部分的结构框图，本实用新型实施例中，直流开关电源151的输入端分别连接市电供电电路和互补充电控制器14的输出端，直流开关电源的输出端连接蓄电池13的充电端。互补充电控制器14具体包括：一个继电器141、一个迟滞比较器142、以及为迟滞比较器142提供基准稳压源的线性稳压电压源143。其中，迟滞比较器142的输入端与蓄电池13的正负极相连，迟滞比较器142的输出端与继电器141的输入端相连，继电器141的输出端与直流开关电源151的输入端相连。
图2所示市电充电控制部分的工作过程为：迟滞比较器142时刻检测蓄电池13的端电压，当迟滞比较器检测到蓄电池13的端电压小于预置电压的下限阈值时，触动继电器141闭合，接通市电供电电路，直流开关电源151工作，以恒流为蓄电池13充电。在市电充电模式下，当迟滞比较器142检测到蓄电池13的端电压高于预置电压上限阈值时，触动继电器141打开，切断直流开关电源151与市电供电电路的连接，直流开关电源151停止工作。等到迟滞比较器142再次检测到蓄电池13的端电压小于预置电压的下限阈值时，再次触动继电器141闭合，接通市电供电电路，直流开关电源151工作以恒流为蓄电池13充电，如此循环。
本实用新型提供的太阳能直流电供电电站，在连续阴雨天气等太阳能储电不足的情况下，可以利用市电作为互补电源为蓄电池补充充电，从而使蓄电池无论在什么天气条件下均可以为家用负载尤其是照明灯具提供稳定、持续的直流电源，克服现有技术中太阳能供电受昼夜、晴雨、季节影响较大的缺点。由于太阳能家用电站为照明系统进行低压直流供电，与现有技术照明系统使用高频交流供电相比，照明灯具不会产生频闪，可以有效减低人眼近视风险，适用于学校、家庭、机关单位等场所。另一方面，与国家规定的标准民用电即220伏、50赫兹的单相交流电所产生的高频磁场相比，太阳能直流电供电电站输出的直流电产生的磁场很弱，对人的身体健康影响较小，避免了高频磁场诱发人体多种疾病的潜在风险。可见，本实用新型提供的太阳能直流电供电电站特别适合建造于公用电网供电不稳定的农村、牧区、山区等地区，方便、独立地实现为用户照明及生活提供稳定持续的直流电。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上对本实用新型所提供的一种太阳能直流电供电电站，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (3)

1.一种太阳能直流电供电电站，其特征在于，包括：太阳能光伏电池、蓄电池、太阳能发电控制器、互补充电控制器、为所述蓄电池充电的市电充电模块、蓄电池放电模块、直流负载；其中，所述太阳能发电控制器对所述太阳能光伏电池转换的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池进行储存，当太阳能光伏电池所发的电不能满足所述直流负载需要时，控制所述蓄电池放电模块将所述蓄电池储存的电能输出给所述直流负载；所述互补充电控制器用于当蓄电池电量不足时控制所述市电充电模块为所述蓄电池充电，使所述蓄电池可持续地为所述直流负载进行直流供电。
2.根据权利要求1所述的太阳能直流电供电电站，其特征在于，所述市电充电模块具体为一个直流开关电源，所述直流开关电源的输入端分别连接市电供电电路和互补充电控制器的输出端，所述直流开关电源的输出端连接所述蓄电池的充电端。
3.根据权利要求2所述的太阳能直流电供电电站，其特征在于，所述互补充电控制器具体包括：一个继电器、一个迟滞比较器、以及为所述迟滞比较器提供基准稳压源的线性稳压电压源；其中，迟滞比较器的输入端与蓄电池的正负极相连，迟滞比较器的输出端与继电器的输入端相连，继电器的输出端与所述开关电源的输入端相连；当迟滞比较器检测到所述蓄电池的端电压低于预置电压下限阈值时，继电器闭合，接通所述开关电源利用市电供电电路为所述蓄电池充电；在市电充电模式下，当迟滞比较器检测到所述蓄电池的端电压高于预置电压上限阈值时，打开继电器，切断所述开关电源与市电供电电路的连接。
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