太陽能直流電供電電站的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種太陽能直流電供電電站，包括：太陽能光伏電池、蓄電池、太陽能發電控制器、互補充電控制器、市電充電模塊、蓄電池放電模塊、直流負載；其中，太陽能發電控制器對太陽能光伏電池轉換的電能進行調節和控制，一方面把調整后的能量送往直流負載，另一方面把多余能量送往蓄電池進行儲存，當太陽能光伏電池所發的電不能滿足直流負載需要時，控制器又把蓄電池的電能通過放電模塊送往直流負載；互補充電控制器用于當蓄電池電量不足時控制市電充電模塊為蓄電池充電，使蓄電池可持續地為直流負載進行直流供電。本發明提供的太陽能直流電供電電站可以為公用電網供電不穩定的農村、牧區、山區等地提供穩定持續的直流電，方便用戶照明及生活。
【專利說明】太陽能直流電供電電站
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能應用【技術領域】，特別地，涉及一種太陽能直流電供電電站。
【背景技術】
[0002]太陽能發電是利用電池組件將太陽能直接轉變為電能的裝置。在廣大的電力網穩定性不足的地區，該裝置可以方便地實現為用戶照明及生活供電。
[0003]傳統的太陽能發電系統主要包括:太陽能光伏電池、太陽能發電控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負載等組成。其中，太陽能光伏電池和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端。具體地，太陽能發電控制器對所發的電能進行調節和控制，一方面把調整后的能量送往直流負載或交流負載，另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲存，當所發的電不能滿足負載需要時，控制器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過充。當蓄電池所儲存的電能放完時，控制器要控制蓄電池不被過放電，保護蓄電池。蓄電池組的任務是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負載用電。逆變器負責把直流電轉換為交流電，供交流負載使用。
[0004]現有傳統的用戶照明負載一直沿用交流電照明，然而有研究表明交流電的頻閃性對人們的視力造成了很大影響，特別是容易導致人們眼睛近視。采用直流照明負載可以有效解決上述問題，但太陽能發電提供的直流電源的持續穩定性存在問題，比如在夜間或連續陰雨天氣，蓄電池過度用電，太陽能發電控制器為避免蓄電池多度放電會控制蓄電池停止供電，終端直流電源的饋送，影響用戶使用。
[0005]另一方面，對于的太陽能富裕發電量，現有的做法是將上述富裕電量逆變為交流電并入供電網絡中賣給電力公司，而正常的家用電器的使用仍從供電網絡獲取交流電源。在此太陽能所發直流電逆變為交流電并入供電網絡的過程中，勢必造成太陽能發電的能量損耗，而且用戶也不能有效利用太陽能發電降低家庭用電成本。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種太陽能直流電供電電站，能夠相互補充地使用市電和太陽能發電為蓄電池充電，使蓄電池為直流負載持續地進行低壓直流供電。
[0007]為了解決上述問題，一方面提供了一種太陽能直流電供電電站，包括:太陽能光伏電池、蓄電池、太陽能發電控制器、互補充電控制器、為所述蓄電池充電的市電充電模塊、蓄電池放電模塊、直流負載；其中，所述太陽能發電控制器對所述太陽能光伏電池轉換的電能進行調節和控制，一方面把調整后的能量送往直流負載，另一方面把多余的能量送往蓄電池進行儲存，當太陽能光伏電池所發的電不能滿足所述直流負載需要時，控制器控制所述蓄電池放電模塊將所述蓄電池儲存的電能輸出給所述直流負載；所述互補充電控制器用于當蓄電池電量不足時控制所述市電充電模塊為所述蓄電池充電，使所述蓄電池可持續地為所述直流負載進行直流供電。
[0008]可選的，所述市電充電模塊具體為一個直流開關電源，所述直流開關電源的輸入端分別連接市電供電電路和互補充電控制器的輸出端，所述直流開關電源的輸出端連接所述蓄電池的充電端。
[0009]可選的，所述互補充電控制器具體包括:一個繼電器、一個遲滯比較器、以及為所述遲滯比較器提供基準穩壓源的線性穩壓電壓源；其中，遲滯比較器的輸入端與蓄電池的正負極相連，遲滯比較器的輸出端與繼電器的輸入端相連，繼電器的輸出端與所述開關電源的輸入端相連；當遲滯比較器檢測到所述蓄電池的端電壓低于預置電壓下限閾值時，繼電器閉合，接通所述開關電源利用市電供電電路為所述蓄電池充電；在市電充電模式下，當遲滯比較器檢測到所述蓄電池的端電壓高于預置電壓上限閾值時，打開繼電器，切斷所述開關電源與市電供電電路的連接。
[0010]與現有技術相比，上述技術方案中的一個技術方案具有以下優點或有益效果:本發明提供的太陽能直流電供電電站包括太陽能發電部分和市電充電模以及互補控制器。當太陽能光伏電池所發的電不能滿足直流負載需要時，互補充電控制器可以控制市電充電模塊為蓄電池充電，使蓄電池可持續地為直流負載進行低壓直流供電。可見，本發明提供的家庭用太陽能電站系統能夠并行使用市電和太陽能發電為蓄電池互補地充電，有效降低了整個系統的負載缺電率。與現有技術照明系統使用高頻交流供電相比，本發明提供的太陽能直流電供電電站輸出的低壓直流點避免照明燈具產生頻閃，可以有效減低人眼近視風險，適用于學校、家庭、機關單位等場所。與國家規定的標準民用電即220伏、50赫茲的單相交流電所產生的高頻磁場相比，太陽能直流電供電電站輸出的直流電產生的磁場很弱，對人的身體健康影響較小，避免了高頻磁場誘發人體多種疾病的潛在風險。尤其適合建設在公用電網供電不穩定的農村、牧區、山區等地區，方便、獨立地實現為用戶照明及生活提供穩定持續的直流電。
[0011]
【專利附圖】
【附圖說明】
圖1是本發明太陽能直流電供電電站實施例的結構框圖；
圖2是本發明太陽能直流電供電電站實施例中市電充電控制部分的結構框圖。
【具體實施方式】
[0012]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0013]本發明實施例的核心構思之一在于，提供一種太陽能直流電供電電站，以太陽能發電作為用電的主要供電來源，利用太陽能輸出的直流電為直流負載提供電能。同時，由于太陽能發電系統受季節、晝夜、天氣陰晴等因素的影響，當太陽能發電不能滿足家用負載的需要時，采用市電為蓄電池進行補充充電，保證蓄電池為家用負載尤其是家庭用照明系統提供持續穩定的直流電源。
[0014]參照圖1，示出了本發明太陽能直流電供電電站實施例的結構框圖，包括:太陽能光伏電池11、太陽能發電控制器12、蓄電池13、互補充電控制器14、為蓄電池13充電的市電充電模塊15、蓄電池放電模塊16、直流負載17。
[0015]其中，太陽能光伏電池11是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中最重要的部分。其作用是將太陽能轉化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。
[0016]太陽能發電控制器12用于對太陽能光伏電池11轉換的電能進行調節和控制，一方面把調整后的能量送往直流負載17，另一方面把多余的能量送往蓄電池13進行儲存，當太陽能光伏電池11所發的電不能滿足直流負載17的需要時，太陽能發電控制器12控制蓄電池放電模塊16將蓄電池13存儲的電能送往直流負載17。
[0017]互補充電控制器14作為本發明實施例的核心部件用于當蓄電池13的電量不足時，控制市電充電模塊15為蓄電池13充電，使蓄電池13可持續地為直流負載17進行直流供電。
[0018]市電充電模塊15用于采用市電即在我國為220伏或380伏交流電為蓄電池13儲存電能。在本發明實施例的【具體實施方式】中，市電充電模塊15可以具體為一個直流開關電源，其功能是將電能質量較差的原生態電源(粗電)，如市電電源或蓄電池電源，轉換成滿足直流負載要求的質量較高的直流電壓(精電)。
[0019]如圖2所示的本發明實施例中市電充電控制部分的結構框圖，本發明實施例中，直流開關電源151的輸入端分別連接市電供電電路和互補充電控制器14的輸出端，直流開關電源的輸出端連接蓄電池13的充電端。互補充電控制器14具體包括:一個繼電器141、一個遲滯比較器142、以及為遲滯比較器142提供基準穩壓源的線性穩壓電壓源143。其中，遲滯比較器142的輸入端與蓄電池13的正負極相連，遲滯比較器142的輸出端與繼電器141的輸入端相連，繼電器141的輸出端與直流開關電源151的輸入端相連。
[0020]圖2所示市電充電控制部分的工作過程為:遲滯比較器142時刻檢測蓄電池13的端電壓，當遲滯比較器檢測到蓄電池13的端電壓小于預置電壓的下限閾值時，觸動繼電器141閉合，接通市電供電電路，直流開關電源151工作，以恒流為蓄電池13充電。在市電充電模式下，當遲滯比較器142檢測到蓄電池13的端電壓高于預置電壓上限閾值時，觸動繼電器141打開，切斷直流開關電源151與市電供電電路的連接，直流開關電源151停止工作。等到遲滯比較器142再次檢測到蓄電池13的端電壓小于預置電壓的下限閾值時，再次觸動繼電器141閉合，接通市電供電電路，直流開關電源151工作以恒流為蓄電池13充電，如此循環。
[0021]本發明提供的太陽能直流電供電電站，在連續陰雨天氣等太陽能儲電不足的情況下，可以利用市電作為互補電源為蓄電池補充充電，從而使蓄電池無論在什么天氣條件下均可以為家用負載尤其是照明燈具提供穩定、持續的直流電源，克服現有技術中太陽能供電受晝夜、晴雨、季節影響較大的缺點。由于太陽能家用電站為照明系統進行低壓直流供電，與現有技術照明系統使用高頻交流供電相比，照明燈具不會產生頻閃，可以有效減低人眼近視風險，適用于學校、家庭、機關單位等場所。另一方面，與國家規定的標準民用電即220伏、50赫茲的單相交流電所產生的高頻磁場相比，太陽能直流電供電電站輸出的直流電產生的磁場很弱，對人的身體健康影響較小，避免了高頻磁場誘發人體多種疾病的潛在風險。可見，本發明提供的太陽能直流電供電電站特別適合建造于公用電網供電不穩定的農村、牧區、山區等地區，方便、獨立地實現為用戶照明及生活提供穩定持續的直流電。
[0022]本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。
[0023]以上對本發明所提供的一種太陽能直流電供電電站，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種太陽能直流電供電電站，其特征在于，包括:太陽能光伏電池、蓄電池、太陽能發電控制器、互補充電控制器、為所述蓄電池充電的市電充電模塊、蓄電池放電模塊、直流負載；其中，所述太陽能發電控制器對所述太陽能光伏電池轉換的電能進行調節和控制，一方面把調整后的能量送往直流負載，另一方面把多余的能量送往蓄電池進行儲存，當太陽能光伏電池所發的電不能滿足所述直流負載需要時，控制所述蓄電池放電模塊將所述蓄電池儲存的電能輸出給所述直流負載；所述互補充電控制器用于當蓄電池電量不足時控制所述市電充電模塊為所述蓄電池充電，使所述蓄電池可持續地為所述直流負載進行直流供電。
2.根據權利要求1所述的太陽能直流電供電電站，其特征在于，所述市電充電模塊具體為一個直流開關電源，所述直流開關電源的輸入端分別連接市電供電電路和互補充電控制器的輸出端，所述直流開關電源的輸出端連接所述蓄電池的充電端。
3.根據權利要求2所述的太陽能直流電供電電站，其特征在于，所述互補充電控制器具體包括:一個繼電器、一個遲滯比較器、以及為所述遲滯比較器提供基準穩壓源的線性穩壓電壓源；其中，遲滯比較器的輸入端與蓄電池的正負極相連，遲滯比較器的輸出端與繼電器的輸入端相連，繼電器的輸出端與所述開關電源的輸入端相連；當遲滯比較器檢測到所述蓄電池的端電壓低于預置電壓下限閾值時，繼電器閉合，接通所述開關電源利用市電供電電路為所述蓄電池充電；在市電充電模式下，當遲滯比較器檢測到所述蓄電池的端電壓高于預置電壓上限閾值時，打開繼電器，切斷所述開關電源與市電供電電路的連接。
【文檔編號】H02S10/20GK104242794SQ201410447758
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】楊敏杰 申請人:楊敏杰