CN204350377U - 超级电容补偿型太阳能路灯供电系统及其控制装置 - Google Patents

超级电容补偿型太阳能路灯供电系统及其控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN204350377U
CN204350377U CN201420849262.0U CN201420849262U CN204350377U CN 204350377 U CN204350377 U CN 204350377U CN 201420849262 U CN201420849262 U CN 201420849262U CN 204350377 U CN204350377 U CN 204350377U
Authority
CN
China
Prior art keywords
super capacitor
charging
circuit
charging circuit
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
Application number
CN201420849262.0U
Other languages
English (en)
Inventor
赵志伟
吴爱波
陈广华
贾剑飞
张亮
库敬轩
张颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou Sino-Crystal Diamond Joint-Stock Co., Ltd.
Original Assignee
CAMA JIAHUA (LUOYANG) NEW ENERGY Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CAMA JIAHUA (LUOYANG) NEW ENERGY Co Ltd filed Critical CAMA JIAHUA (LUOYANG) NEW ENERGY Co Ltd
Priority to CN201420849262.0U priority Critical patent/CN204350377U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN204350377U publication Critical patent/CN204350377U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
    • 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
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/72—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种超级电容补偿型太阳能路灯供电系统及其控制装置，包括与光伏电池组件连接的太阳能充电控制器及用于与发光负载连接的放电控制器，太阳能充电控制器分别通过蓄电池充电电路及超级电容充电电路蓄与电池和超级电容连接，放电控制器分别通过蓄电池放电电路及超级电容放电电路与蓄电池和超级电容连接；该装置还包括连接于蓄电池和超级电容之间的第二充电电路，第二充电电路上串接有电流变换器。本实用新型采用第二充电电路使超级电容为蓄电池充电，采用电流变换器优化蓄电池的充电过程；同时利用超级电容器一定的储能能力，减少蓄电池充放电小循环的次数，或者减小发生充放电小循环时的放电深度，最大限度延长蓄电池使用寿命。

Description

超级电容补偿型太阳能路灯供电系统及其控制装置
技术领域
本实用新型属于离网型光伏储能技术领域，涉及一种超级电容补偿型太阳能路灯供电系统及其控制装置。
背景技术
太阳能路灯系统在道路照明中有很高的价值，传统太阳能路灯照明系统，一般以铅酸蓄电池作为储能装置，但蓄电池存在循环寿命短、对环境温度要求高、充放电电流限制严格、污染环境且日常维护频繁等问题，且由于蓄电池经常处于过充过放状态导致蓄电池过早失效，影响其使用寿命。超级电容具有充放电效率高、循环充放电寿命长、高低温特性好的优良特性，可有效弥补蓄电池的不足，有利于太阳能路灯的推广，但是单独采用超级电容器储，则需要多个超级电容单体串联使用，成本高、容量低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种超级电容补偿型太阳能路灯控制装置，以解决蓄电池或超级电容独立供电所存在的使用寿命短或成本高的问题，同时提供一种使用该控制装置的供电系统。
为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种超级电容补偿型太阳能路灯控制装置，包括用于与光伏电池组件连接的太阳能充电控制器及用于与发光负载连接的放电控制器，所述太阳能充电控制器分别通过蓄电池充电电路及超级电容充电电路用于与对应的蓄电池和超级电容连接，所述放电控制器分别通过蓄电池放电电路及超级电容放电电路用于与对应的蓄电池和超级电容连接；该装置还包括用于连接于蓄电池和超级电容之间的第二充电电路，所述第二充电电路上串接有电流变换器。
所述蓄电池充电电路、超级电容充电电路、蓄电池放电电路、超级电容放电电路及第二充电电路上分别串接有一个对应的控制开关。
本实用新型提供的超级电容补偿型太阳能路灯供电系统的技术方案如下：包括光伏电池组件、蓄电池、超级电容及与其分别对应连接的太阳能路灯控制装置，其特征在于：所述太阳能路灯控制装置包括与光伏电池组件连接的太阳能充电控制器及用于与发光负载连接的放电控制器，所述太阳能充电控制器分别通过蓄电池充电电路及超级电容充电电路与对应的蓄电池和超级电容连接，所述放电控制器分别通过蓄电池放电电路及超级电容放电电路与对应的蓄电池和超级电容连接；该装置还包括连接于蓄电池和超级电容之间的第二充电电路，该第二充电电路上串接有电流变换器。
所述蓄电池充电电路、超级电容充电电路、蓄电池放电电路、超级电容放电电路及第二充电电路上分别串接有一个对应的控制开关。
本实用新型的超级电容补偿型太阳能路灯供电系统及其控制装置将超级电容作为能量缓存单元，充分利用超级电容器循环寿命长、对充放电过程不敏感、储能效率高等优点，提高太阳照度较低情况下储能单元的能量吸收效率，并采用合理、高效的控制策略，辅以第二充电电路，使超级电容为蓄电池充电，采用电流变换器优化蓄电池的充电过程；同时利用超级电容器一定的储能能力，减少蓄电池充放电小循环的次数，或者减小发生充放电小循环时的放电深度，最大限度延长蓄电池使用寿命。
该控制装置及供电系统以提高弱光照情况下储能装置的充电效率和优化蓄电池充电过程以延长其使用寿命为目标，能有效控制超级电容和蓄电池的充放电状态，能够有效提高能源利用效率；改善供电系统可靠性和经济性；优化蓄电池充放电过程、提高系统充放电效率、减少充放电循环和小循环次数，减小放电深度，以延长蓄电池使用寿命，从而降低维护成本。
附图说明
图1为本实用新型的原理结构图；
图2为本实用新型的外观示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。
如图1所示为本实用新型超级电容补偿型太阳能路灯控制装置实施例的结构图，由图可知，该装置包括用于与光伏电池组件连接的太阳能充电控制器及用于与发光负载连接的放电控制器，太阳能充电控制器分别通过蓄电池充电电路及超级电容充电电路用于与对应的蓄电池和超级电容连接，放电控制器分别通过蓄电池放电电路及超级电容放电电路用于与对应的蓄电池和超级电容连接；该装置还包括用于连接于蓄电池和超级电容之间的第二充电电路，第二充电电路上串接有电流变换器。
本实施例的蓄电池充电电路、超级电容充电电路、蓄电池放电电路、超级电容放电电路及第二充电电路上分别串接有一个对应的控制开关。如图1所示，蓄电池充电电路上串接有控制开关K4，超级电容充电电路上串接有控制开关K1，蓄电池放电电路上串接有控制开关K5，超级电容放电电路上串接有控制开关K2，第二充电电路上串接有控制开关K3。
本实施例的太阳能充电控制器能够实现最大功率跟踪，确保光伏电池组件可以不受外界环境变化的影响，始终将其输出的电能以最大功率输送给储能装置(超级电容或电池)；太阳能充电控制器能够根据系统的实际状态，以一定方式输出电能，包括MPPT方式、限流方式、恒压方式等，确保储能装置不会因为过压而损害；太阳能充电控制器具备电流检测功能，通过开关的配合实现不同储能装置的最优充电状态；此外，太阳能充电控制器支持交流220V输入，在系统检修维护期间，可以通过AC220V交流供电，达到储能装置的自动维护，以避免储能装置的过放情况发生。
电流变换器位于超级电容和蓄电池之间，属于能量转移的控制环节，其核心作用是对超级电容器输出能量的过程进行管理，优化蓄电池的充电过程。利用其变流控制能力，该单元能够根据蓄电池的荷电状态，实时调整超级电容的输出电流，充分发挥超级电容高功率和长循环寿命特点的同时，实现蓄电池涓流、恒流、恒压和浮充四个阶段的合理充电。
放电控制器主要是合理控制储能装置对发光负载的供电状况，防止储能装置过放；具备升降压DCDC功能，可以将超级电容较宽范围内的工作电压按负载额定电压值输出，这样可以充分发挥超级电容工作电压范围宽的优势，实现超级电容储存能量的最大化利用，使蓄电池处于浅充浅放状态，延长其寿命；同时，放电控制器具备光控、时控功能，使不同的储能装置在不同的时段向发光负载供电。
该超级电容补偿型太阳能路灯控制装置采用高速智能芯片对储能装置(蓄电池、超级电容)的端电压、充放电电流、环境温度等参数进行实时采样，通过合理的控制手段，实现符合储能装置充放电特性的高效、高准确率控制，保证储能装置工作在最佳的状态。
该超级电容补偿型太阳能路灯控制装置可用于超级电容器单独储能或者超级电容补偿型混合储能(超级电容器和蓄电池混合)的太阳能直流路灯系统，开放式的用户级应用配置方式，精确控制能量输入输出，使控制器应用面更广；具有短路、过载、过充过放自动关断等保护功能，详细的充、放电状态指示、负载及各种故障指示，如图2所示，便于实时了解太阳能路灯系统的工作状态。
本实用新型还提供了一种超级电容补偿型太阳能路灯供电系统，包括光伏电池组件、蓄电池、超级电容及与其分别对应连接的太阳能路灯控制装置，所述太阳能路灯控制装置的结构如上所述。
本实用新型的工作原理及过程如下：
充电控制过程：经过了前一夜的照明，超级电容的电压会降至低压限定值，而蓄电池作为备用电源，仍会保持较高的电压，开始充电后，闭合K1，光伏电池组件先通过太阳能充电控制器采用最大功率跟踪对超级电容充电，同时，太阳能充电控制器实时检测充电电流；当检测到超级电容电压升至高压限定值后，断开K1，防止超级电容过充，同时，通过检测当前蓄电池的荷电状态以及之前的充电电流，要么直接闭合K4，通过光伏电池组件为蓄电池充电；要么闭合K3和K1，通过电流变换器让超级电容为蓄电池充电，同时，光伏电池组件通过太阳能充电控制器为超级电容充电，该过程是通过对外界环境、蓄电池状态、充电电流等诸多参数做出的综合智能判断，无需人工参与；当蓄电池达到满电量后，控制装置会根据之前的充电回路，要么断开K4，要么先后断开K3和K1，确保蓄电池和超级电容均不过充。
放电控制过程：放电时，首先判断超级电容和蓄电池的电压，如果超级电容电压足够高，便闭合K2，优先让超级电容对发光负载供电，超级电容经过放电控制器的升降压DC-DC将输出电压稳定在发光负载的额定电压平台持续输出电量,当满足放电终止条件(光控/时控功能自行判断)或者超级电容电压降至低压限定值后，断开K2；当超级电容电量不足以满足发光负载能量需求时，闭合K5，蓄电池对负载供电，直至满足放电终止条件时断开K5。
以上实施例仅用于帮助理解本实用新型的核心思想，不能以此限制本实用新型，对于本领域的技术人员，凡是依据本实用新型的思想，对本实用新型进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超级电容补偿型太阳能路灯控制装置，其特征在于：包括用于与光伏电池组件连接的太阳能充电控制器及用于与发光负载连接的放电控制器，所述太阳能充电控制器分别通过蓄电池充电电路及超级电容充电电路用于与对应的蓄电池和超级电容连接，所述放电控制器分别通过蓄电池放电电路及超级电容放电电路用于与对应的蓄电池和超级电容连接；该装置还包括用于连接于蓄电池和超级电容之间的第二充电电路，所述第二充电电路上串接有电流变换器。
2.根据权利要求1所述的超级电容补偿型太阳能路灯控制装置，其特征在于：所述蓄电池充电电路、超级电容充电电路、蓄电池放电电路、超级电容放电电路及第二充电电路上分别串接有一个对应的控制开关。
3.一种超级电容补偿型太阳能路灯供电系统，包括光伏电池组件、蓄电池、超级电容及与其分别对应连接的太阳能路灯控制装置，其特征在于：所述太阳能路灯控制装置包括与光伏电池组件连接的太阳能充电控制器及用于与发光负载连接的放电控制器，所述太阳能充电控制器分别通过蓄电池充电电路及超级电容充电电路与对应的蓄电池和超级电容连接，所述放电控制器分别通过蓄电池放电电路及超级电容放电电路与对应的蓄电池和超级电容连接；该装置还包括连接于蓄电池和超级电容之间的第二充电电路，该第二充电电路上串接有电流变换器。
4.根据权利要求3所述的超级电容补偿型太阳能路灯供电系统，其特征在于：所述蓄电池充电电路、超级电容充电电路、蓄电池放电电路、超级电容放电电路及第二充电电路上分别串接有一个对应的控制开关。
CN201420849262.0U 2014-12-29 2014-12-29 超级电容补偿型太阳能路灯供电系统及其控制装置 Active CN204350377U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420849262.0U CN204350377U (zh) 2014-12-29 2014-12-29 超级电容补偿型太阳能路灯供电系统及其控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420849262.0U CN204350377U (zh) 2014-12-29 2014-12-29 超级电容补偿型太阳能路灯供电系统及其控制装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204350377U true CN204350377U (zh) 2015-05-20

Family

ID=53233614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201420849262.0U Active CN204350377U (zh) 2014-12-29 2014-12-29 超级电容补偿型太阳能路灯供电系统及其控制装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN204350377U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105207575A (zh) * 2015-09-08 2015-12-30 江苏绿扬电子仪器集团有限公司 一种混合储能装置
CN113922480A (zh) * 2020-07-10 2022-01-11 航天科工惯性技术有限公司 一种地质灾害监测设备及其供电方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105207575A (zh) * 2015-09-08 2015-12-30 江苏绿扬电子仪器集团有限公司 一种混合储能装置
CN113922480A (zh) * 2020-07-10 2022-01-11 航天科工惯性技术有限公司 一种地质灾害监测设备及其供电方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105391157B (zh) 基于薄膜太阳能电池的长效一体化的电源系统及充电方法
CN202586481U (zh) 微电网智能平衡充电供电系统
CN102868195A (zh) 一种利用风光市电互补路灯电能进行电动汽车充电系统
CN102394504B (zh) 智能综合发电系统
CN203151115U (zh) 一种采用三相四桥臂逆变器的隔离型储能光伏发电系统
CN205212526U (zh) 基于薄膜太阳能电池的长效一体化的电源系统
CN101958575A (zh) 一种太阳能发电蓄能和低谷用电蓄能自动控制节能系统
CN104167781A (zh) 一种风光互补发电储能控制系统
CN201774266U (zh) 储能控制系统
CN203933138U (zh) 一种用于WSNs传感器节点的新型太阳能双模供电装置
CN204350377U (zh) 超级电容补偿型太阳能路灯供电系统及其控制装置
CN203689693U (zh) 一种双电源太阳能交通信号灯联网智能控制系统
CN203015229U (zh) 太阳能与市电互补的智能路灯控制器
CN104901408A (zh) 利用超级电容延长蓄电池寿命的太阳能供电方法及装置
CN202798105U (zh) 通信基站风光互补智能控制系统
CN202586478U (zh) 一种光伏发电系统
CN202121531U (zh) 太阳能光伏电源系统
CN204669067U (zh) 利用超级电容延长蓄电池寿命的太阳能供电装置
CN205141798U (zh) 一种自动化光伏电源智能管理模块
CN101924372B (zh) 储能控制系统
CN203690982U (zh) 双电源太阳能交通信号灯联网集中控制系统
CN202253305U (zh) 一种太阳能led路灯
CN102299542A (zh) 新能源增效充电控制器
CN202218042U (zh) 新能源增效充电控制器
CN202587502U (zh) 一种锂电池光伏led控制驱动系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180131

Address after: 850000 Lu Ding Middle Road, Chengguan District, Lhasa City, Tibet autonomous region, No. 13

Patentee after: Tibet Yi Feng Cci Capital Ltd

Address before: 471000 Henan city of Luoyang province high tech Development Zone, shallow wells Road No. 2 CAMA Park

Patentee before: Cama Jiahua (Luoyang) New Energy Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180530

Address after: 450000 24 Dong Qing Street, hi tech Development Zone, Zhengzhou, Henan

Patentee after: Zhengzhou Sino-Crystal Diamond Joint-Stock Co., Ltd.

Address before: 850000 13 Luding Middle Road, Chengguan District, Lhasa municipality, Tibet Autonomous Region

Patentee before: Tibet Yi Feng Cci Capital Ltd

TR01 Transfer of patent right
PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20200318

Granted publication date: 20150520

PP01 Preservation of patent right