CN209627042U - 太阳能发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能发电系统，包括太阳能光伏板、太阳能光伏控制器、能量转换装置、电压电流转换电路、蓄电池、无线通信模块和云端服务器，太阳能光伏控制器与太阳能光伏板连接；电压电流转换电路包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一运算放大器、第一电容、第四电阻、第五电位器、电源负极、第二运算放大器、第六电阻、第一二极管、第七电阻、第二二极管、电源正极、第一三极管、第八电阻和电压输出端，所述电压输入端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一运算放大器的同相输入端和第二电阻的一端连接。本实用新型电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

太阳能发电系统

技术领域

本实用新型涉及发电系统领域，特别涉及一种太阳能发电系统。

背景技术

光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能，不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便，理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。传统太阳能发电系统中的电路部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于太阳能发电系统中的电路部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少房子信号干扰功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的太阳能发电系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种太阳能发电系统，包括太阳能光伏板、太阳能光伏控制器、能量转换装置、电压电流转换电路、蓄电池、无线通信模块和云端服务器，所述太阳能光伏控制器与所述太阳能光伏板连接，所述太阳能光伏板与所述能量转换装置连接，所述能量转换装置通过所述电压电流转换电路与所述蓄电池连接，所述蓄电池内置有电池性能检测装置，所述电池性能检测装置通过所述无线通信模块与所述云端服务器连接；

所述电压电流转换电路包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一运算放大器、第一电容、第四电阻、第五电位器、电源负极、第二运算放大器、第六电阻、第一二极管、第七电阻、第二二极管、电源正极、第一三极管、第八电阻和电压输出端，所述电压输入端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一运算放大器的同相输入端和第二电阻的一端连接，所述第一运算放大器的反相输入端通过所述第三电阻接地，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第二电阻的另一端和第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端分别与所述第二运算放大器的同相输入端、第七电阻的一端和第五电位器的滑动端连接，所述第五电位器的一个固定端与所述电源负极连接，所述第五电位器的另一个固定端接地，所述第二运算放大器的输出端分别与所述第一三极管的基极和第二二极管的阴极连接，所述第一三极管的集电极与所述电源正极连接，所述第一三极管的发射极分别与所述第二二极管的阳极、第八电阻的一端和第七电阻的另一端连接，所述第二运算放大器的反相输入端分别与所述第四电阻的一端和第六电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第六电阻的另一端分别与所述第一二极管的阴极、第八电阻的另一端和电压输出端连接，所述第一二极管的阴极接地，所述第一电容的电容值为420pF。

在本实用新型所述的太阳能发电系统中，所述电压电流转换电路还包括第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述电源正极连接，所述第三二极管的阴极与所述第一三极管的集电极连接，所述第三二极管的型号为S-152T。

在本实用新型所述的太阳能发电系统中，所述电压电流转换电路还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二电容的另一端与所述第一三极管的基极连接，所述第二电容的电容值为380pF。

在本实用新型所述的太阳能发电系统中，所述电压电流转换电路还包括第九电阻，所述第九电阻的一端分别与所述第六电阻的另一端和第一二极管的阴极连接，所述第九电阻的另一端分别与所述第八电阻的另一端和电压输出端连接，所述第九电阻的阻值为36kΩ。

在本实用新型所述的太阳能发电系统中，所述第一三极管为NPN型三极管。

在本实用新型所述的太阳能发电系统中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本实用新型的太阳能发电系统，具有以下有益效果：由于设有太阳能光伏板、太阳能光伏控制器、能量转换装置、电压电流转换电路、蓄电池、无线通信模块和云端服务器，电压电流转换电路包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一运算放大器、第一电容、第四电阻、第五电位器、电源负极、第二运算放大器、第六电阻、第一二极管、第七电阻、第二二极管、电源正极、第一三极管、第八电阻和电压输出端，该电压电流转换电路与传统太阳能发电系统中的电路部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第一电容用于防止第一运算放大器与第二运算放大器之间的干扰，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型太阳能发电系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电压电流转换电路的电路原理图。

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。

在本实用新型太阳能发电系统实施例中，该太阳能发电系统的结构示意图如图1所示。图1中，该太阳能发电系统包括太阳能光伏板1、太阳能光伏控制器2、能量转换装置3、电压电流转换电路4、蓄电池5、无线通信模块6和云端服务器7，其中，太阳能光伏控制器2与太阳能光伏板1连接，太阳能光伏板1与能量转换装置3连接，能量转换装置3通过电压电流转换电路4与蓄电池5连接，蓄电池5内置有电池性能检测装置51，电池性能检测装置51通过无线通信模块6与云端服务器7连接。

具体的，太阳能光伏板1通过吸收太阳能，能量转换装置3将太阳能转化为电能，电压电流转换电路4对转换的电能进行变压和变流处理，达到理想的电压数值和电流数值，然后通过蓄电池5进行储存，电池性能检测装置51可以有效的对蓄电池5的各项性能进行检测，通过无线通信模块6还可以将电池的性能数值发送至云端服务器7进行数据储存，分析电池使用寿命和电池性能，当电池异常时，云端服务器7会发报警信息给管理员的终端设备，以通管理员电池出现异常，以便及时采取维护措施。

本实用新型通过设置太阳能光伏控制器2，可以对太阳能光伏板1进行旋转控制，达到随着太阳移动而移动的目的，充分吸收太阳能，通过设置能量转换装置3可以将太阳能转换为电能，通过设置电压电流转换电路4可以对电能电压进行变压处理，对电流进行变流处理，达到理想电压数值和电流数值，通过设置蓄电池5可以对电能进行储蓄，电池性能检测装置51可以有效的对蓄电池5的各项性能进行检测，并通过无线通信模块6进行数值传输，云端服务器7会将报警信息发送给管理员的终端设备，本实用新型结构简单且设计合理，更加人性化，适合推广使用。

图2为本实施例中电压电流转换电路的电路原理图，图2中，该电压电流转换电路4包括电压输入端Vin、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一运算放大器A1、第一电容C1、第四电阻R4、第五电位器RP5、电源负极V-、第二运算放大器A2、第六电阻R6、第一二极管D1、第七电阻R7、第二二极管D2、电源正极V+、第一三极管Q1、第八电阻R8和电压输出端Vo，电压输入端Vin与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与第一运算放大器A1的同相输入端和第二电阻R2的一端连接，第一运算放大器A1的反相输入端通过第三电阻R3接地，第一运算放大器A1的输出端分别与第二电阻R2的另一端和第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端分别与第二运算放大器A2的同相输入端、第七电阻R7的一端和第五电位器RP5的滑动端连接，第五电位器RP5的一个固定端与电源负极V-连接，第五电位器RP5的另一个固定端接地，第二运算放大器A2的输出端分别与第一三极管Q1的基极和第二二极管D2的阴极连接，第一三极管Q1的集电极与电源正极V+连接，第一三极管Q1的发射极分别与第二二极管D2的阳极、第八电阻R8的一端和第七电阻R7的另一端连接，第二运算放大器A2的反相输入端分别与第四电阻R4的一端和第六电阻R6的一端连接，第四电阻R4的另一端接地，第六电阻R6的另一端分别与第一二极管D1的阴极、第八电阻R8的另一端和电压输出端Vo连接，第一二极管D1的阴极接地。

该电压电流转换电路4与传统太阳能发电系统中的电路部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第一电容C1为耦合电容，用于防止第一运算放大器A1与第二运算放大器A2之间的干扰，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一电容C1的电容值为420pF，当然，在实际应用中，第一电容C1的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实用新型的工作原理是：假设电路中的阻抗为100Ω，因电路中传送电流相等，则没有电流损耗，不会产生电压误差，一般把电压变为4.5mA(0％)和21mA(100％)的电流进行传送，本电路中第二运算放大器A2及其外围元件组成恒流输出电路，用第八电阻R8将电流转换为电压，第二运算放大器A2的输出分两部分，4.5mA的漂移和0～-1.5V的输入信号，无输入信号时，第二运算放大器A2上加4.5mA的偏置电流，当有信号输入时，电压信号进入电路进行电压电流转换后再通过恒流输出电路从电压输出端Vo输出稳定的电流信号，电路结构简单、元器件少，通过使用运放构成的恒流输出电路减少信号传输过程中产生的电流损耗和电压误差，从而确保了信号传输精度，因此具有结构简单、制作成本低、输出稳定的优点。

本实施例中，第一运算放大器A1和第二运算放大器A2的型号均为LM321，当然，在实际应用中，第一运算放大器A1和第二运算放大器A2也可以采用其他型号具有类似功能的运算放大器。

本实施例中，该第一三极管Q1为NPN型三极管，当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以采用PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电压电流转换电路4还包括第三二极管D3，第三二极管D3的阳极与电源正极V+连接，第三二极管D3的阴极与第一三极管Q1的集电极连接。第三二极管D3为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三二极管D3的型号为S-152T，当然，在实际应用中，第三二极管D3也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电压电流转换电路4还包括第二电容C2，第二电容C2的一端与第二运算放大器A2的输出端连接，第二电容C2的另一端与第一三极管Q1的基极连接。第二电容C2为耦合电容，用于防止第二运算放大器A2与第一三极管Q1之间的干扰，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二电容C2的电容值为380pF，当然，在实际应用中，第二电容C2的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电压电流转换电路4还包括第九电阻R9，第九电阻R9的一端分别与第六电阻R6的另一端和第一二极管D1的阴极连接，第九电阻R9的另一端分别与第八电阻R8的另一端和电压输出端Vo连接。第九电阻R9为限流电阻，用于进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第九电阻R9的阻值为36kΩ，当然，在实际应用中，第九电阻R9的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

总之，本实施例中，该电压电流转换电路4与传统太阳能发电系统中的电路部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，该电压电流转换电路4中设有耦合电容，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种太阳能发电系统，其特征在于，包括太阳能光伏板、太阳能光伏控制器、能量转换装置、电压电流转换电路、蓄电池、无线通信模块和云端服务器，所述太阳能光伏控制器与所述太阳能光伏板连接，所述太阳能光伏板与所述能量转换装置连接，所述能量转换装置通过所述电压电流转换电路与所述蓄电池连接，所述蓄电池内置有电池性能检测装置，所述电池性能检测装置通过所述无线通信模块与所述云端服务器连接；

所述电压电流转换电路包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一运算放大器、第一电容、第四电阻、第五电位器、电源负极、第二运算放大器、第六电阻、第一二极管、第七电阻、第二二极管、电源正极、第一三极管、第八电阻和电压输出端，所述电压输入端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一运算放大器的同相输入端和第二电阻的一端连接，所述第一运算放大器的反相输入端通过所述第三电阻接地，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第二电阻的另一端和第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端分别与所述第二运算放大器的同相输入端、第七电阻的一端和第五电位器的滑动端连接，所述第五电位器的一个固定端与所述电源负极连接，所述第五电位器的另一个固定端接地，所述第二运算放大器的输出端分别与所述第一三极管的基极和第二二极管的阴极连接，所述第一三极管的集电极与所述电源正极连接，所述第一三极管的发射极分别与所述第二二极管的阳极、第八电阻的一端和第七电阻的另一端连接，所述第二运算放大器的反相输入端分别与所述第四电阻的一端和第六电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第六电阻的另一端分别与所述第一二极管的阴极、第八电阻的另一端和电压输出端连接，所述第一二极管的阴极接地，所述第一电容的电容值为420pF。

2.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述电压电流转换电路还包括第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述电源正极连接，所述第三二极管的阴极与所述第一三极管的集电极连接，所述第三二极管的型号为S-152T。

3.根据权利要求2所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述电压电流转换电路还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二电容的另一端与所述第一三极管的基极连接，所述第二电容的电容值为380pF。

4.根据权利要求3所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述电压电流转换电路还包括第九电阻，所述第九电阻的一端分别与所述第六电阻的另一端和第一二极管的阴极连接，所述第九电阻的另一端分别与所述第八电阻的另一端和电压输出端连接，所述第九电阻的阻值为36kΩ。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的太阳能发电系统，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。