專利名稱：太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力領(lǐng)域，具體而言，涉及一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的太陽(yáng)能路燈控制器重點(diǎn)在于解決太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池的充放電管理 問(wèn)題，提供良好充放電效果的控制器，能夠減少充電損耗，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)如太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)都是孤立的，無(wú)法進(jìn)行實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)生問(wèn)題時(shí)不能進(jìn)行及時(shí)的干預(yù)，導(dǎo)致太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)癱瘓。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種能解決以上問(wèn)題的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制器以及分別與控制器 電連接的太陽(yáng)能電池板、遠(yuǎn)程管理模塊和蓄電池，其中，太陽(yáng)能電池板適合于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換 為電能；控制器適合于控制電能對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行供電和/或?qū)π铍姵剡M(jìn)行充/放電，并對(duì)蓄 電池和太陽(yáng)能電池板的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，將監(jiān)控狀態(tài)信息發(fā)送到遠(yuǎn)程管理模塊；遠(yuǎn)程管理模 塊適合于根據(jù)監(jiān)控狀態(tài)信息對(duì)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程管理；蓄電池適合于儲(chǔ)存或釋放電能。優(yōu)選地，在上述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，控制器包括中央處理器以及分別與中央處 理器電連接的太陽(yáng)能電池板接口、充放電控制單元、輸出控制電路、狀態(tài)采集單元和通信接 口，其中，太陽(yáng)能電池板接口適合于匹配太陽(yáng)能電池板的輸出功率；充放電控制單元適合于 根據(jù)蓄電池的狀態(tài)對(duì)充/放電過(guò)程進(jìn)行控制管理；輸出控制電路適合于根據(jù)對(duì)負(fù)載電路的 供電輸出情況控制充放電控制單元的充電，并選擇負(fù)載電路的管理模式；狀態(tài)采集單元適 合于分別采集太陽(yáng)能電池板和蓄電池的電壓和溫度；通信接口適合于與遠(yuǎn)程管理模塊進(jìn)行 遠(yuǎn)程通信；中央處理器適合于對(duì)太陽(yáng)能電池板接口、充放電控制單元、狀態(tài)采集單元、通信 接口和輸出控制電路進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。優(yōu)選地，在上述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，控制器還包括電源逆變器，電連接在中央處 理器電連接和負(fù)載電路之間，適合于提供負(fù)載電路所需交流電源。優(yōu)選地，在上述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，控制器還包括負(fù)載管理單元，電連接在中央 處理器電連接和負(fù)載電路之間，適合于根據(jù)負(fù)載電路的狀況調(diào)整對(duì)負(fù)載電路的供電模式。優(yōu)選地，在上述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，通信接口為電力線載波通信接口。優(yōu)選地，在上述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，通信接口為無(wú)線通信接口。優(yōu)選地，在上述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，負(fù)載電路為路燈電路。本實(shí)用新型的上述實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的智能充放電，同時(shí)該控制器能 正確監(jiān)控和測(cè)量蓄電池的狀態(tài)，通過(guò)遠(yuǎn)程通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)通信，可以對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行 集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)于節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，從而在系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題時(shí)及時(shí)進(jìn)行干預(yù)，避免了 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的癱瘓。
下面將參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，在附圖中圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的控制器示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括: 太陽(yáng)能電池板10，用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能；控制器20，用于控制電能對(duì)負(fù)載電路40進(jìn)行 供電和/或?qū)π铍姵?0進(jìn)行充/放電，并對(duì)蓄電池30和太陽(yáng)能電池板10的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控， 將監(jiān)控狀態(tài)信息發(fā)送到遠(yuǎn)程管理模塊50 ；遠(yuǎn)程管理模塊50，用于根據(jù)監(jiān)控狀態(tài)信息對(duì)控制 器20進(jìn)行遠(yuǎn)程管理；蓄電池30，用于儲(chǔ)存或釋放電能。在本實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電 系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分，其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或驅(qū)動(dòng) 負(fù)載工作；控制器用于控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù) 的作用，在溫差較大的地方，控制器還可以進(jìn)行溫度補(bǔ)償能，以及當(dāng)負(fù)載電路為路燈電路時(shí) 還可以附加其他附加功能，如光控開(kāi)關(guān)、時(shí)控開(kāi)關(guān)等；蓄電池(組)一般為鉛酸電池，其作用 是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來(lái)，到需要的時(shí)候再釋放出來(lái)；遠(yuǎn)程管 理模塊根據(jù)控制器采集的太陽(yáng)能電池板和蓄電池的電壓和溫度等狀態(tài)信息，在遠(yuǎn)端對(duì)太陽(yáng) 能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行控制管理。本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的智能充放電，同時(shí)該控制器能正確監(jiān)控和測(cè)量 蓄電池的狀態(tài)，通過(guò)遠(yuǎn)程通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)通信，可以對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì) 于節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，從而在系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題時(shí)及時(shí)進(jìn)行干預(yù)，避免了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng) 的癱瘓。圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的控制器示意圖，如圖2所示，該控制器基 于中央處理器101為控制核心，外圍模塊包括太陽(yáng)能電板接口 102，充放電控制電路103、電 源逆變器104、狀態(tài)(如電壓、溫度等)采集單元105、輸出控制電路106、以及通信接口 107 構(gòu)成。在本實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池板的伏安特性具有很強(qiáng)的非線性，即當(dāng)日照強(qiáng)度改變 時(shí)，其開(kāi)路電壓不會(huì)有太大的改變，但所產(chǎn)生的最大電流會(huì)有相當(dāng)大的變化，所以其輸出功 率與最大功率點(diǎn)會(huì)隨之改變；然而當(dāng)光強(qiáng)度一定時(shí)，電池板輸出的電流一定，可以認(rèn)為是恒 流源，因此，太陽(yáng)能板接口電路可以自動(dòng)匹配電池板輸出功率，提高了太陽(yáng)能的利用效率。對(duì)蓄電池充電，通常采用的方法是在初期、中期快速充電，恢復(fù)蓄電池的容量，在 充電末期采用小電流長(zhǎng)期補(bǔ)充電池因自放電而損失的電量；蓄電池放電過(guò)程開(kāi)始階段電壓 下降較快；中期電壓緩慢下降且延續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間，在最后階段后，放電電壓急劇下降，應(yīng)立 即停止放電，否則將會(huì)給蓄電池造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞，因此，蓄電池充放電管理模塊可以對(duì) 蓄電池充放電進(jìn)行合理控制，提高充電效率，增加蓄電池的壽命。其中，電源逆變器在本實(shí)施例中為可選裝置，僅當(dāng)負(fù)載電路中帶有交流負(fù)載時(shí)，提 供負(fù)載所需的交流電源。在很多場(chǎng)合，都需要提供的交流電源。一般需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用逆變器。在某些場(chǎng)合，需要使用多種電 壓的負(fù)載時(shí)，也要用到逆變器。狀態(tài)采集單元所采集的電壓和溫度等參數(shù)為中央處理器提供系統(tǒng)電池等設(shè)備的 當(dāng)前狀態(tài)提供實(shí)時(shí)信息，是系統(tǒng)進(jìn)行充放電管理、太陽(yáng)能電板模組選擇和負(fù)載控制決策的 依據(jù)。1.輸出控制電路采用PWM(Pulse-width modulation，脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)，結(jié)合 高性能 MOSFET (Metal Oxide Semicoductor Field EffectTransistor，金屬氧化物半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)管)驅(qū)動(dòng)電路，作為輸出控制充電電路以及負(fù)載管理等模式的選擇。例如，在上述實(shí)施例中，還可以采用負(fù)載管理單元，用于根據(jù)負(fù)載電路的狀況調(diào)整 對(duì)負(fù)載電路的供電模式，保證系統(tǒng)正常工作。例如，上述實(shí)施例中的通信接口可以采用電力線載波接口，可以有效利用已有的 供電線路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信功能；上述實(shí)施例中的通信接口也可以采用zigbee(全新無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)通信技術(shù))無(wú)線通信模塊接口，可以在無(wú)直接物理介質(zhì)連接的控制器之間進(jìn)行遠(yuǎn)程通 信。采用統(tǒng)一的物理接口，配合統(tǒng)一的協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)跨媒介組網(wǎng)和通信。從以上的實(shí)施例可以看出，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了以下效果本實(shí)用新型實(shí)施例提供的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，既能實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板對(duì)于蓄電池的 智能充電控制，以及蓄電池放電保護(hù)，同時(shí)又具備狀態(tài)采集，并通過(guò)統(tǒng)一接口與電力線載波 模塊或者Zigbee無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信的功能，以及基于控制器建立的遠(yuǎn) 程狀態(tài)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。顯而易見(jiàn)，在不偏離本實(shí)用新型的真實(shí)精神和范圍的前提下，在此描述的本實(shí)用 新型可以有許多變化。因此，所有對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的改變，都應(yīng)包括在本 權(quán)利要求書(shū)所涵蓋的范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍僅由所述的權(quán)利要求書(shū)進(jìn)行 限定。
權(quán)利要求一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器以及分別與所述控制器電連接的太陽(yáng)能電池板、遠(yuǎn)程管理模塊和蓄電池，其中所述太陽(yáng)能電池板適合于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能；所述控制器適合于控制所述電能對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行供電和/或?qū)π铍姵剡M(jìn)行充/放電，并對(duì)所述蓄電池和所述太陽(yáng)能電池板的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，將監(jiān)控狀態(tài)信息發(fā)送到遠(yuǎn)程管理模塊；所述遠(yuǎn)程管理模塊適合于根據(jù)所述監(jiān)控狀態(tài)信息對(duì)所述控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程管理；蓄電池適合于儲(chǔ)存或釋放所述電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括中央處理器 以及分別與所述中央處理器電連接的太陽(yáng)能電池板接口、充放電控制單元、輸出控制電路、 狀態(tài)采集單元和通信接口，其中所述太陽(yáng)能電池板接口適合于匹配所述太陽(yáng)能電池板的輸出功率；所述充放電控制單元適合于根據(jù)蓄電池的狀態(tài)對(duì)充/放電過(guò)程進(jìn)行控制管理；所述輸出控制電路適合于根據(jù)對(duì)所述負(fù)載電路的供電輸出情況控制所述充放電控制 單元的充電，并選擇所述負(fù)載電路的管理模式；所述狀態(tài)采集單元適合于分別采集所述太陽(yáng)能電池板和所述蓄電池的電壓和溫度；所述通信接口適合于與所述遠(yuǎn)程管理模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程通信；所述中央處理器適合于對(duì)所述太陽(yáng)能電池板接口、所述充放電控制單元、所述狀態(tài)采 集單元、所述通信接口和所述輸出控制電路進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包括電源逆變器，電連接在所述中央處理器電連接和所述負(fù)載電路之間，適合于提供所述 負(fù)載電路所需交流電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包括負(fù)載管理單元，電連接在所述中央處理器電連接和所述負(fù)載電路之間，適合于根據(jù)所 述負(fù)載電路的狀況調(diào)整對(duì)所述負(fù)載電路的供電模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述通信接口為電力線載波 通信接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述通信接口為無(wú)線通信接
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載電路為路燈電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，包括控制器以及分別與控制器電連接的太陽(yáng)能電池板、遠(yuǎn)程管理模塊和蓄電池，其中，太陽(yáng)能電池板適合于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能；控制器適合于控制電能對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行供電和/或?qū)π铍姵剡M(jìn)行充/放電，并對(duì)蓄電池和太陽(yáng)能電池板的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，將監(jiān)控狀態(tài)信息發(fā)送到遠(yuǎn)程管理模塊；遠(yuǎn)程管理模塊適合于根據(jù)監(jiān)控狀態(tài)信息對(duì)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程管理；蓄電池適合于儲(chǔ)存或釋放電能。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的智能充放電，同時(shí)該控制器能正確監(jiān)控和測(cè)量蓄電池的狀態(tài)，通過(guò)遠(yuǎn)程通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)通信，可以對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)于節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，從而在系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題時(shí)及時(shí)進(jìn)行干預(yù)，避免了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的癱瘓。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201726163SQ20102020546
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者石磊, 耿俊清 申請(qǐng)人:鄂爾多斯市祥源能源有限責(zé)任公司;北京博創(chuàng)漢威科技有限責(zé)任公司