專利名稱：鎳氫電池光伏分時充放電控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光伏分時充放電控制系統，尤其是涉及一種鎳氫電池光伏分時充放電控制系統。
背景技術：
在能源日趨緊張的今天，利用太陽能的光伏發電是發展綠色能源的重要途徑之一。由于晝夜變化、陰雨天氣等的影響，光伏系統的輸出功率和能量每時每刻都在波動，使得用戶負載無法獲得連續而穩定的電能供應。蓄電池在光伏系統中的使用，克服了以上固有的自然問題。蓄電池將日照和風力充足時系統發出的多余電能，保留在夜間或無風的陰雨天使用，從而解決了發電與用電時間不一致的問題。且，蓄電池具有調節功率和能量的作用，各種用電設備的工作時段和功率大小都有各自的變化規律，欲使太陽能和風能與用電負載自然配合是不可能的，蓄電池大的儲能空間和良好的充電與放電性能，為光伏系統功率和能量的調節提供了有利條件。另外，蓄電池能向負載提供瞬時大電流，由于負載在起動和運行過程中會產生浪涌電流和沖擊電流，單靠光伏陣列的發電是不能滿足要求的。蓄電池的低內阻及良好的動態特性，可適應上述電感性負載對電源的要求。光伏充放電控制器是光伏發電系統中配合蓄電池特性，對蓄電池實施充放電控制的設備，為了最大限度延長蓄電池使用壽命，光伏充放電控制器應能有效的防止蓄電池過度充電和過度放電。現有充放電控制方法有最大功率跟蹤、恒定電壓法等，CN 200810058182. 2公開了一種光伏系統智能化互補控制充放電方法，其通過使用兩個電池進行間歇脈沖式充電， 讓電池有較充分的反應時間，減少了析氣量，提高了蓄電池的充電電流接受率，該控制充放電方法存在以下不足一、其主要適用于鉛酸電池，不適宜于鎳氫電池，鎳氫電池需要較高的充電電流，小電流充電影響電池的壽命，如果切斷小電流充電，會影響到太陽能的轉化效率；二、在較高的環境溫度下，采用高頻脈沖，電子元器件易被損壞，使用壽命短。在只使用單個大容量電池的光伏系統中，在陽光較弱時，光伏陣列產生的電流較小，會出現小電流效應，無法對單個大容量電池進行充電，影響電池的使用壽命。且，現有光伏系統的充放電控制裝置多由充電電路和放電電路組成，其往往是全時間段內對一個電池充電，無法實現精確的分時控制。
實用新型內容為了克服現有技術存在的上述缺陷，本實用新型提供一種使用壽命長，能實現精確分時控制的鎳氫電池光伏分時充放電控制系統。本實用新型的技術方案是其包括光伏控制器，光伏控制器分別與光伏陣列、鎳氫電池組I、鎳氫電池組II和鎳氫電池組III相連，光伏陣列、鎳氫電池組I、鎳氫電池組II和鎳氫電池組III 一端并接后與負載一端相連，負載另一端與光伏控制器相連。[0009]進一步，所述光伏控制器包括信號控制和轉換電路，信號控制和轉換電路與MCU 監控電路相連接，MCU監控電路與電壓變換電路雙向連接，MCU監控電路還與開關控制電路、人機接口連接，時間繼電器與電壓變換電路、恒壓電源模塊相連接，恒壓電源模塊與開關控制電路相連接。進一步，所述鎳氫電池組I、鎳氫電池組II和鎳氫電池組III均與光伏控制器的時間繼電器連接，以利于分時段地對各電池進行充放電控制。進一步，所述光伏陣列依次通過光伏充電電路和PWM充電電路與光伏控制器的電壓變換電路、恒壓電源模塊相連接。進一步，所述負載與光伏控制器的開關控制電路相連接。所述負載可為恒功率LED燈或/和功率可調LED燈。光伏系統中的電池的工作條件與電池在其他場合的工作條件不同，其充電率和放電率都非常小，且充電時間受到限制，即只有在日照下才能充電，且不能按一固定的充電規律對其進行充電。由于蓄電池應用在這個特殊的環境下，致使其壽命比所預定的短，原因主要是過充與過放。本實用新型使用三個鎳氫電池組來替換現有技術中的一個大容量的電池，通過時間繼電器切換三組鎳氫電池，分時段進行充放電控制，且鎳氫電池容量較小，從而有利于解決現有光伏系統中因小電流而無法對電池進行充電的問題，減少小電流充放電對電池壽命的影響，延長了電池使用壽命。對于鎳氫電池的長期保養來說，使用低頻脈沖-大電流的充電方式要比使用涓流充電方式更能保持好電池狀態。另外，當負載的工作功率可調時，能夠根據不同的工況要求設置不同的負載工作情況，達到最大限度的利用電能。本實用新型選用鎳氫電池，鎳氫電池具有較好的低溫放電特性，自放電率很小， 且不含有毒物質，不會污染環境，被稱作綠色蓄電池，使用壽命長，可以滿足路燈環境的應用需求；較傳統路燈采用的鉛酸電池，體積更小，效率受環境溫度影響較小；且鉛為有毒物質，因而鎳氫電池更環保，適用范圍更廣。本實用新型結構簡單、緊湊，能源利用率高，工作穩定可靠。
圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖；圖2為圖1所示實施例的光伏控制器結構示意圖；圖3為圖1所示實施例充電電流實時效果圖；圖4為圖1所示實施例放電電流實時效果圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。參照圖1，本實施例包括光伏控制器4，光伏控制器4分別與光伏陣列5、鎳氫電池組I 1、鎳氫電池組II 2和鎳氫電池組III 3相連，光伏陣列5、鎳氫電池組I 1、鎳氫電池組 II 2和鎳氫電池組III 3 一端并接后與負載6 —端相連，負載6另一端與光伏控制器4相連。參照圖2，所述光伏控制器4包括信號控制和轉換電路4-1，信號控制和轉換電路 4-1與MCU監控電路4-2相連接，MCU監控電路4_2與電壓變換電路4_3雙向連接，MCU監控電路4-2還與開關控制電路4-7、人機接口 4-6相連接，時間繼電器4-5與電壓變換電路CN 202206155 U
說明書
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4-3、恒壓電源模塊4-4相連接，恒壓電源模塊4-4與開關控制電路4-7相連接。所述鎳氫電池組I 1、鎳氫電池組II 2和鎳氫電池組III3均與光伏控制器4的時間繼電器4-5相連接，以利于分時段地對各電池進行充放電控制。所述光伏陣列5依次通過光伏充電電路7-1和PWM充電電路7_2與光伏控制器4 的電壓變換電路4-3、恒壓電源模塊4-4相連接。所述負載6與光伏控制器4的開關控制電路4-7相連接。所述負載6由恒功率LED燈6_1和功率可調LED燈6_2構成。工作原理光伏陣列5通過時間繼電器4-5分時給三組鎳氫電池充電，三組鎳氫電池在光伏控制器4的作用下，每隔一段時間切換一組電池充電，本實施例中該時間間隔為 10分鐘，充電電流實時效果如圖3所示；三組鎳氫電池對外供電的時候，在光伏控制器4的作用下，每隔一段時間切換一組電池放電，本實施例中該時間間隔為10分鐘，放電電流實時效果如圖4所示。
權利要求1.鎳氫電池光伏分時充放電控制系統，包括光伏控制器，其特征在于，光伏控制器分別與光伏陣列、鎳氫電池組I、鎳氫電池組II和鎳氫電池組III相連，光伏陣列、鎳氫電池組I、 鎳氫電池組II和鎳氫電池組III一端并接后與負載一端相連，負載另一端與光伏控制器相連。
2.根據權利要求1所述的鎳氫電池光伏分時充放電控制系統，其特征在于，所述光伏控制器包括信號控制和轉換電路，信號控制和轉換電路與MCU監控電路相連接，MCU監控電路與電壓變換電路雙向連接，MCU監控電路還與開關控制電路、人機接口相連接，時間繼電器與電壓變換電路、恒壓電源模塊相連接，恒壓電源模塊與開關控制電路相連接。
3.根據權利要求2所述的鎳氫電池光伏分時充放電控制系統，其特征在于，所述鎳氫電池組I、鎳氫電池組II和鎳氫電池組III均與光伏控制器的時間繼電器相連接。
4.根據權利要求2或3所述的鎳氫電池光伏分時充放電控制系統，其特征在于，所述光伏陣列依次通過光伏充電電路和PWM充電電路與光伏控制器的電壓變換電路、恒壓電源模塊相連接。
5.根據權利要求2或3所述的鎳氫電池光伏分時充放電控制系統，其特征在于，所述負載與光伏控制器的開關控制電路相連接。
專利摘要鎳氫電池光伏分時充放電控制系統，其包括光伏控制器，光伏控制器分別與光伏陣列、鎳氫電池組Ⅰ、鎳氫電池組Ⅱ和鎳氫電池組Ⅲ相連，光伏陣列、鎳氫電池組Ⅰ、鎳氫電池組Ⅱ和鎳氫電池組Ⅲ一端并接后與負載一端相連，負載另一端與光伏控制器相連。本實用新型結構簡單、緊湊，能源利用率高，工作穩定可靠，使用壽命長，適用范圍廣。
文檔編號H02J7/00GK202206155SQ201120329328
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月5日 優先權日2011年9月5日
發明者凌均躍, 劉宏兵, 吳戎, 周樹良, 戴清政 申請人:深圳科力遠新能源有限公司