CN205141798U - 一种自动化光伏电源智能管理模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化光伏电源智能管理模块，包括太阳能电池板、智能控制管理电路、逆变器、负载、蓄电池组和市电电源，所述太阳能电池板依次连接智能控制管理电路和蓄电池组，智能控制管理电路还连接市电电源，智能控制管理电路的输出端依次连接逆变器和负载。本实用采用简单实用的电路实现轮流充电方式，即在充足的太阳光下，一个蓄电池充电电流大于另一个蓄电池的充电电流，以实现先对一个蓄电池充电，充满电荷后自动地再对下一个蓄电池进行充电，这不仅充分利用了单位面积的太阳能，也大大增加了蓄电池的使用寿命，这样在同等负荷的情况下，可降低对太阳能电池板功率的要求，从而降低了工程的造价。

Description

一种自动化光伏电源智能管理模块

技术领域

本实用新型涉及新能源发电与电力供给技术领域，具体是一种自动化光伏电源智能管理模块。

背景技术

现有的机房、调控中心、变电室等重要场所应用的供电系统，通常以市电为主，以UPS或其它备用电源为辅的不间断电源供电系统。负载工作时都要消耗电力能源，不经济环保。太阳能作为一种新型能源具有绿色清洁、无环境污染、取之不竭用之不尽又无地域限制的优势，在人们生活、工作中有广泛的作用，其中之一就是将太阳能转换为电能，进行太阳能发电。为了确保供电系统的稳定运行，必须有足够智能的控制管理电路进行协调管理，才能保障不间断供电与绿色环保供电的可行性，同时降低工程造价，延长蓄电池的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动化光伏电源智能管理模块，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种自动化光伏电源智能管理模块，包括太阳能电池板、智能控制管理电路、逆变器、负载、蓄电池组和市电电源，所述太阳能电池板依次连接智能控制管理电路和蓄电池组，智能控制管理电路还连接市电电源，智能控制管理电路的输出端依次连接逆变器和负载。

作为本实用新型进一步的方案：所述蓄电池组由蓄电池E1和蓄电池E2并联构成。

作为本实用新型进一步的方案：蓄电池E1的正极通过隔离二极管D1连接太阳能电池板1的输出端，同时蓄电池E1的正极通过隔离二极管D3连接电阻R3的一端；蓄电池E2的正极通过隔离二极管D2连接太阳能电池板1的输出端，同时蓄电池E2的正极通过隔离二极管D4连接电阻R3的一端，确保蓄电池E1和蓄电池E2充电与放电的一致性；所述电阻R3的另一端依次连接可变电阻器RP1、CMOS反相器G5、CMOS反相器G6、CMOS反相器G7、电阻R6和可控硅VS1的G脚，CMOS反相器G5和CMOS反相器G6与电阻R5并联；而可控硅VS1的K脚连接型号为IN4001X4的整流桥的正极端，可控硅VS1的A脚接地，所述整流桥的负极端连接三端稳压块的VIN脚，而三端稳压块的Vout脚分别通过隔离二极管D5和隔离二极管D6连接蓄电池E1和蓄电池E2的正极；所述整流桥还通过变压器T接入市电电源。

作为本实用新型进一步的方案：所述整流桥的型号为IN4001X4。

作为本实用新型进一步的方案：所述隔离二极管D3和隔离二极管D4的负极通过导线依次连接逆变器和负载。

作为本实用新型进一步的方案：所述可变电阻器RP1、CMOS反相器G5、CMOS反相器G6和电阻R5构成施密特触发器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)采用简单实用的电路实现轮流充电方式，即在充足的太阳光下，一个蓄电池充电电流大于另一个蓄电池的充电电流，以实现先对一个蓄电池充电，充满电荷后自动地再对下一个蓄电池进行充电，这不仅充分利用了单位面积的太阳能，也大大增加了蓄电池的使用寿命，这样在同等负荷的情况下，可降低对太阳能电池板功率的要求，从而降低了工程的造价；

(2)设计出一种太阳能与市电供电自动切换系统，以弥补数日绵绵阴雨太阳能供不上电的缺陷，做到不间断式的供电目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种自动化光伏电源智能管理模块，包括太阳能电池板1、智能控制管理电路2、逆变器3、负载4、蓄电池组5和市电电源6，所述太阳能电池板1依次连接智能控制管理电路2和蓄电池组5，从而实现电能的转化存储，智能控制管理电路2还连接市电电源6，智能控制管理电路2的输出端依次连接逆变器3和负载4。

所述蓄电池组5由蓄电池E1和蓄电池E2并联构成，蓄电池E1的正极通过隔离二极管D1连接太阳能电池板1的输出端，同时蓄电池E1的正极通过隔离二极管D3连接电阻R3的一端；蓄电池E2的正极通过隔离二极管D2连接太阳能电池板1的输出端，同时蓄电池E2的正极通过隔离二极管D4连接电阻R3的一端，确保蓄电池E1和蓄电池E2充电与放电的一致性，防止两个蓄电池互相充电，形成不必要的内耗，从而提高供电系统的效率。

所述电阻R3的另一端依次连接可变电阻器RP1、CMOS反相器G5、CMOS反相器G6、CMOS反相器G7、电阻R6和可控硅VS1的G脚，CMOS反相器G5和CMOS反相器G6与电阻R5并联；而可控硅VS1的K脚连接型号为IN4001X4的整流桥的正极端，可控硅VS1的A脚接地，所述型号为IN4001X4的整流桥的负极端连接三端稳压块的VIN脚，而三端稳压块的Vout脚分别通过隔离二极管D5和隔离二极管D6连接蓄电池E1和蓄电池E2的正极。

所述整流桥还通过变压器T接入市电电源6。

所述隔离二极管D3和隔离二极管D4的负极通过导线依次连接逆变器3和负载4。

所述可变电阻器RP1、CMOS反相器G5、CMOS反相器G6和电阻R5构成施密特触发器。

所述隔离二极管D1与蓄电池E1之间设置电阻R1，隔离二极管D2与蓄电池E2之间设置电阻R2，且R2是R1的10倍，依据:

I＝(U—E1.2)/R1.2，

其中I为各支路充电电流；

U为太阳能电池板带载输出的端电压；

E1，E2分别为蓄电池El和蓄电池E2上的电压；

在两个蓄电池原始电压相同的情况下，蓄电池El的充电电流I1是蓄电池E2的充电电流I2的10倍；显然，El蓄电池的充电电压的初始速度比蓄电池E2充电电压的初始速度大得多，相当于太阳能电池板先对蓄电池El进行充电，随着充电过程的不断产生，蓄电池El上的电压也在不断地增加，使得蓄电池El上的电压逐渐趋于饱和，同时蓄电池E1的充电电流I1在逐渐地减少，当蓄电池El上的电压充到接近于额定值时，蓄电池El的充电电流I1也就趋近于零，此时可认为蓄电池El的充电过程基本结束。

当太阳能电池板对蓄电池El充电的同时也对蓄电池E2充电，只不过蓄电池E2电压上升的速度比蓄电池El电压上升的速度要慢得多，当蓄电池El充电过程基本结束后，相当于充电负载减轻，依据：

U＝E—I×r，

U为太阳能电池板带载输出的端电压；

E为太阳能电池板所提供的电压源电压；

I为回路充电的总电流；

r为太阳能电池板的内阻；

此时太阳能电池板带载输出的端电压U会回升，从而加快了太阳能电池板对E2的充电速度，即加快了蓄电池E2上的电荷的累积速度，当历经r若干时间后，蓄电池E2上的电压也充到接近于额定值时，蓄电池E2的充电电流I2也趋近于零；同理，此时也可认为蓄电池E2的充电过程基本结束。当两个蓄电池充电过程基本结束后，此时若仍有太阳光存在，虽然说充电电流都趋近于零，当仍有微小的充电电流在流动，充电过程仍在延续，只不过此时蓄电池上电荷累积的速度变得异常缓慢，其目的不仅不浪费资源，而且有利于延长蓄电池的使用寿命。

所述可变电阻器RP1、CMOS反相器G5、CMOS反相器G6和电阻R5构成施密特触发器，当有太阳光照的情况下，太阳能电池板对蓄电池组进行充电，逆变器供电由蓄电池组经隔离二极管D3、隔离二极管D4供给；当连续数天阴雨绵绵时，无太阳光对蓄电池组进行充电，蓄电池组上的电荷逐渐被消耗掉，导致蓄电池组的端电压逐渐降低，引起CMOS反相器G5的输入端电压降低，电池电压低到设定值时时，施密特触发器翻转，CMOS反相器G5输出高电平，CMOS反相器G6输出低电平(同相输出)，经CMOS反相器G7倒相输出高电平，可控硅VS1导通，220V电压的市电电源6经变压器T降压，通过三端稳压块形成12V的直流电压对蓄电池组进行充电，同时，造成隔离二极管D1、隔离二极管D2反偏而截止，太阳能向蓄电池El、蓄电池E2充电回路被切断，逆变电源供电始终由蓄电池经隔离二极管D3、隔离二极管D4供给。

同理，当阳光来临时，蓄电池立即被充电，蓄电池上的电压不断的上升，当升到设定值时，即CMOS反相器G5输入端的电压与正向阀值相同，施密特触发器再次翻转，可控硅VS1截止，市电电源6被切断，供电电路转而由太阳能电池板提供。如此，周而复始地进行着，始终保证蓄电池组内有足够的电量供给逆变电源输出，构成以太阳能为主，市电电源6为辅的不间断式供电系统核心电路。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种自动化光伏电源智能管理模块，包括太阳能电池板、智能控制管理电路、逆变器、负载、蓄电池组和市电电源，其特征在于，所述太阳能电池板依次连接智能控制管理电路和蓄电池组，智能控制管理电路还连接市电电源，智能控制管理电路的输出端依次连接逆变器和负载。

2.根据权利要求1所述的一种自动化光伏电源智能管理模块，其特征在于，所述蓄电池组由蓄电池E1和蓄电池E2并联构成。

3.根据权利要求2所述的一种自动化光伏电源智能管理模块，其特征在于，蓄电池E1的正极通过隔离二极管D1连接太阳能电池板的输出端，同时蓄电池E1的正极通过隔离二极管D3连接电阻R3的一端；蓄电池E2的正极通过隔离二极管D2连接太阳能电池板的输出端，同时蓄电池E2的正极通过隔离二极管D4连接电阻R3的一端，确保蓄电池E1和蓄电池E2充电与放电的一致性；所述电阻R3的另一端依次连接可变电阻器RP1、CMOS反相器G5、CMOS反相器G6、CMOS反相器G7、电阻R6和可控硅VS1的G脚，CMOS反相器G5和CMOS反相器G6与电阻R5并联；而可控硅VS1的K脚连接型号为IN4001X4的整流桥的正极端，可控硅VS1的A脚接地，所述整流桥的负极端连接三端稳压块的VIN脚，而三端稳压块的Vout脚分别通过隔离二极管D5和隔离二极管D6连接蓄电池E1和蓄电池E2的正极；所述整流桥还通过变压器T接入市电电源。

4.根据权利要求3所述的一种自动化光伏电源智能管理模块，其特征在于，所述整流桥的型号为IN4001X4。

5.根据权利要求3所述的一种自动化光伏电源智能管理模块，其特征在于，所述隔离二极管D3和隔离二极管D4的负极通过导线依次连接逆变器和负载。

6.根据权利要求3所述的一种自动化光伏电源智能管理模块，其特征在于，所述可变电阻器RP1、CMOS反相器G5、CMOS反相器G6和电阻R5构成施密特触发器。