CN205070585U - 双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统，包括：用于将太阳能转换为电能的太阳能电池组件；蓄电池组；市电互补控制器；市电互补控制器包括：一个与太阳能电池组件输出端子电连接的太阳能电源输入端子、一个与AC转DC开关电源电连接的市电电源输入端子、一个与DC-DC升压模块电连接的输出端子、一个与蓄电池组电连接的输电端子；DC-DC升压模块；DC-DC升压模块的输出电压为48V直流；DC-DC升压模块与POE控制器电连接；AC转DC开关电源；AC转DC开关电源的输入端与市电连接。本实用新型将市电与光伏进行结合，输出一个稳定的48V直流电源，进而给PoE照明系统提供稳定的直流电源。

Description

双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统

技术领域

本实用新型涉及低压用电设备技术领域，特别是涉及一种双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统。

背景技术

近年来，随着人类社会的快速发展，能源问题日益紧张，因此，新能源越来越受到人类的重视，众所周知，由于太阳能具有取之不尽，用之不竭，以及绿色能源的特点，因此太阳能在新能源中占据了举足轻重的作用；目前，人类对于太阳能的利用还处在研究和发展阶段。据统计，全国用电量的15％用在了照明上，而其中更是有近一半则是白天照明所占用的。近年来，随着室内PoE照明供电系统的迅速发展，室内PoE照明供电系统增加了市电的负载，提高了市电的用电量。如果能够利用白天的太阳能作为主要供电来源，则将在很大程度上降低市电资源，达到节能的效果。充分利用天然采光，创造良好的视觉工作环境，不仅大大节省了电能，而且大大提高了室内环境品质。因此，设计开发一种双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统显得是尤为重要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统。该双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统通过将市电与光伏进行结合，给PoE照明系统提供稳定的48V直流电源，可以有效的利用太阳光能，同时采用市电进行照明互补，提高了供电的稳定性。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统，至少包括：

用于将太阳能转换为电能的太阳能电池组件；所述太阳能电池组件的容量W₀为：η＝Fη₁η₂η₃η₄；式中：H为年理论用电总量，单位是kW.h；R为太阳能电池组件表面接收到的太阳能年总辐射量与水平面年总辐射量的比值；Q为水平面上太阳能点总辐射能量,kW.h；F为用户使用不当造成的损失率；η为48V直流PoE照明供电系统的总效率；η₁为蓄电池充放电效率；η₂为温度损失因子；η₃为DC-DC升压模块的效率；η₄为逆变器效率；

蓄电池组；所述蓄电池组的容量C为：

式中：C为蓄电池组容量,单位是A.h；D为蓄电池组自给天数；D_d为蓄电池组放电深度；E₀为平均每天负荷用电量，单位是Wh；V为48V直流PoE照明供电系统的电压；

市电互补控制器；所述市电互补控制器至少包括：一个与太阳能电池组件输出端子电连接的太阳能电源输入端子、一个与AC转DC开关电源电连接的市电电源输入端子、一个与DC-DC升压模块电连接的输出端子、一个与蓄电池组电连接的输电端子；

DC-DC升压模块；所述DC-DC升压模块的输出电压为48V直流；所述DC-DC升压模块与POE控制器电连接；

AC转DC开关电源；所述AC转DC开关电源的输入端与市电连接。

进一步：所述R＝1.2；F＝0.85；η₁＝0.85；η₂＝0.9；η₃＝0.9；η₄＝1。

更进一步：所述蓄电池组由N个铅酸蓄电池串联组成；每个铅酸蓄电池的输出电压为

其中N为大于2的自然数。

更进一步：所述蓄电池组为一个输出电压为48V的铅酸蓄电池。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

通过采用上述技术方案，本实用新型将市电与光伏进行综合，输出一个稳定的48V直流电源，进而给PoE照明系统提供稳定的直流电源，可以有效的利用太阳光能，同时由于采用了市电互补控制器，所以可以将市电和太阳能电能进行合理应用，提高了供电的稳定性。

附图说明

图1是实用新型优选实施例的系统拓扑图；

图2是实用新型优选实施例的接线图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，进行详细说明如下：

请参阅图1和图2：一种双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统，包括：太阳能电池组件、蓄电池组、市电互补控制器、DC-DC升压模块、以及AC转DC开关电源；其中：

太阳能电池组件用于将太阳能转换为电能；所述太阳能电池组件的容量W₀为：

η＝Fη₁η₂η₃η₄；式中：H为年理论用电总量，单位是kW.h；R为太阳能电池组件表面接收到的太阳能年总辐射量与水平面年总辐射量的比值；Q为水平面上太阳能点总辐射能量,kW.h；F为用户使用不当造成的损失率；η为48V直流PoE照明供电系统的总效率；η₁为蓄电池充放电效率；η₂为温度损失因子；η₃为DC-DC升压模块的效率；η₄为逆变器效率；在本具体实施例中：所述R＝1.2；F＝0.85；η₁＝0.85；η₂＝0.9；η₃＝0.9；η₄＝1。

所述蓄电池组的容量C为：

式中：C为蓄电池组容量,单位是A.h；D为蓄电池组自给天数；D_d为蓄电池组放电深度；E₀为平均每天负荷用电量，单位是Wh；V为48V直流PoE照明供电系统的电压；本优选实施例中蓄电池组放电深度设定为80％

所述市电互补控制器包括：一个与太阳能电池组件输出端子电连接的太阳能电源输入端子、一个与AC转DC开关电源电连接的市电电源输入端子、一个与DC-DC升压模块电连接的输出端子、一个与蓄电池组电连接的输电端子；使用时，按照上述连接关系进行接线；

所述DC-DC升压模块的输出电压为48V直流；所述DC-DC升压模块与POE控制器电连接；

AC转DC开关电源；所述AC转DC开关电源的输入端与市电连接。

本优选实施例中的蓄电池组可以是单一电池，也可以是多个电池的串联；具体分为以下三种：

一、所述蓄电池组由N个铅酸蓄电池串联组成；每个铅酸蓄电池的输出电压为

其中N为大于2的自然数。

二、所述蓄电池组为一个输出电压为48V的铅酸蓄电池；

三、所述蓄电池组由M个铅酸蓄电池串联组成；上述M个铅酸蓄电池的输出电压不均等，但是其输出电压之和为48V。

市电互补控制器为现有技术，此处只是利用其本身特性，使用过程中，只需要接线，并进行参数设置即可，本优选实施例中，市电互补控制器的参数设置原则如下：

假设太阳能电池板发电VA_S，蓄电池储能为VA_B，PoE照明系统耗能为VA_P，有光照的条件下，当太阳能电池板发电量大于负载耗电，即

VA_S>VA_P，

太阳能优先给PoE照明系统供电，剩余电量继续给蓄电池充电，即

${\mathrm{VA}}_S-{\mathrm{VA}}_P\⇒{\mathrm{VA}}_B,$

当太阳能电池板发电量小于负载耗电，即

VA_S<VA_P，

太阳能电池板将自身所有电能都供给PoE照明系统，不足的电能由蓄电池补充，蓄电池与市电电流关系所示，即

${\mathrm{VA}}_S+{\mathrm{VA}}_B\&DoubleRightArrow;{\mathrm{VA}}_P,$

若蓄电池电压达到过充保护电压U_MAX，表示蓄电池已经充满，电量记为VA_BMAX,此时，太阳能将不再给蓄电池充电，若有负载工作，直接给负载供电，多余电能也不再储存；若没有负载工作，则控制器将太阳能电路断开。

当蓄电池电压降至欠压电压U_Q时，市电启动，蓄电池、太阳能、市电共同给PoE照明系统供电，即

${\mathrm{VA}}_B+{\mathrm{VA}}_S+{\mathrm{VA}}_D\&DoubleRightArrow;{\mathrm{VA}}_P,$

当阴雨天或夜晚时，太阳能没有电能，蓄电池和市电给负载供电，即

${\mathrm{VA}}_B+{\mathrm{VA}}_D\&DoubleRightArrow;{\mathrm{VA}}_P$

由于照明系统用电的周期性和随机性，蓄电池的使用具有一定的间歇性，当蓄电池不放电时，通过电池内部的化学反应，其自身电量会有少量的恢复。为避免蓄电池过放电，控制器设定过放保护电压U_MIN，当蓄电池电压低于U_MIN时，市电给蓄电池充电并给PoE照明系统供电。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统，其特征在于：至少包括：

用于将太阳能转换为电能的太阳能电池组件；所述太阳能电池组件的容量W₀为：

η＝Fη₁η₂η₃η₄；式中：H为年理论用电总量，单位是kW.h；R为太阳能电池组件表面接收到的太阳能年总辐射量与水平面年总辐射量的比值；Q为水平面上太阳能点总辐射能量,单位是kW.h；F为用户使用不当造成的损失率；η为48V直流PoE照明供电系统的总效率；η₁为蓄电池充放电效率；η₂为温度损失因子；η₃为DC-DC升压模块的效率；η₄为逆变器效率；

蓄电池组；所述蓄电池组的容量C为：

式中：C为蓄电池组容量,单位是A.h；D为蓄电池组自给天数；D_d为蓄电池组放电深度；E₀为平均每天负荷用电量，单位是Wh；V为48V直流PoE照明供电系统的电压；

市电互补控制器；所述市电互补控制器至少包括：一个与太阳能电池组件输出端子电连接的太阳能电源输入端子、一个与AC转DC开关电源电连接的市电电源输入端子、一个与DC-DC升压模块电连接的输出端子、一个与蓄电池组电连接的输电端子；

DC-DC升压模块；所述DC-DC升压模块的输出电压为48V直流；所述DC-DC升压模块与POE控制器电连接；

AC转DC开关电源；所述AC转DC开关电源的输入端与市电连接。

2.权利要求1所述的双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统，其特征在于，

所述R＝1.2；F＝0.85；η₁＝0.85；η₂＝0.9；η³＝0.9；η₄＝1。

3.权利要求2所述的双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统，其特征在于，所述蓄电池组由N个铅酸蓄电池串联组成；每个铅酸蓄电池的输出电压为其中N为大于2的自然数。

4.权利要求2所述的双电源供电模式的48V直流PoE照明供电系统，其特征在于，所述蓄电池组为一个输出电压为48V的铅酸蓄电池。