一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽能光伏領(lǐng)域，涉及一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流電源。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能作為一種綠色生態(tài)能源，具有高效，無污染，不受地域限制等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，光伏陣列是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部分。由于光伏陣列的伏安特性容易受到光照、溫度等環(huán)境變化影響，具有強(qiáng)烈的非線性特點(diǎn)，造成太陽能電池輸出特性與負(fù)載電阻之間的不匹配影響，降低太陽能轉(zhuǎn)化利用效率。最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制技術(shù)是提高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的有效方法。此外鉛酸蓄電池作為能源存儲(chǔ)模塊系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)之一，充電方法的好壞將影響鉛酸蓄電池的使用壽命。采用以單片機(jī)為控制核心，通過Buck降壓電路將太陽能電池組件的MPPT技術(shù)與蓄電池的三段充電法(階段1:MPPT充電，階段2:恒壓充電，階段3:浮壓充電)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)太陽能資源最大利用和延長蓄電池的使用壽命。同時(shí)為了降低系統(tǒng)對(duì)太陽光的依賴性，設(shè)計(jì)了推挽升壓電路，在沒有太陽光時(shí)，將儲(chǔ)存在蓄電池中的能量通過推挽升壓電路給負(fù)載供電。因此設(shè)計(jì)一款高效率、安全穩(wěn)定低功耗的直流光伏發(fā)電系統(tǒng)電源勢(shì)在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的主要解決在傳統(tǒng)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中的太陽能電池輸出特性與負(fù)載電阻之間的不匹配影響，提高太陽能轉(zhuǎn)化效率，延長蓄電池的使用壽命。同時(shí)為了降低系統(tǒng)對(duì)太陽光的依賴性，設(shè)計(jì)了推挽升壓電路，在沒有太陽光時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)控制繼電器電路的導(dǎo)通，將光伏發(fā)電系統(tǒng)給蓄電池充電儲(chǔ)存能量通過升壓電路給負(fù)載供電。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
[0004]本實(shí)用新型包括太陽能電池模塊，太陽能電池輸出電壓采樣電路模塊、太陽能電池輸出電流采樣電路模塊，Buck降壓電路模塊、PffM驅(qū)動(dòng)電路模塊、5V穩(wěn)壓電路模塊，蓄電池模塊、蓄電池電壓采樣電路模塊、蓄電池電流采樣電路模塊，繼電器電路模塊、推挽升壓電路模塊，單片機(jī)控制電路模塊。
[0005]所述的單片機(jī)控制電路模塊電源輸入D端接5V穩(wěn)壓電路模塊的輸出端，太陽能電池輸出電壓采樣電路模塊的輸出端接單片機(jī)控制電路模塊A輸入端。太陽能電池輸出電流采樣電路模塊的輸出端接單片機(jī)控制電路模塊B輸入端，太陽能電池模塊輸出端接Buck降壓電路模塊的輸入端。PWM驅(qū)動(dòng)電路模塊的輸入端接單片機(jī)控制電路模塊的C輸出端，蓄電池模塊輸入端接Buck降壓電路模塊的輸出端。蓄電池電壓采樣電路模塊輸出端接單片機(jī)控制電路模塊輸入F端，蓄電池電流采樣電路模塊輸出端接單片機(jī)控制電路模塊輸入E端。單片機(jī)控制電路模塊G輸出端接繼電器電路模塊輸入端，繼電器電路模塊輸出端接推挽升壓電路模塊輸入端，負(fù)載輸入端接推挽升壓電路輸出端。
[0006]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:該設(shè)備通過集成常用的直流電源解決了蓄電池的優(yōu)化充放電管理、延長蓄電池壽命，同時(shí)提高了太陽能資源的利用效率。推挽升壓電路性能運(yùn)行穩(wěn)定可靠，降低系統(tǒng)對(duì)太陽光的依賴性，在沒有太陽光時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)控制繼電器電路的導(dǎo)通，將光伏發(fā)電系統(tǒng)給蓄電池充電儲(chǔ)存能量通過升壓電路給負(fù)載供電。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0009]如圖1所示，一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流電源，其特征在于包括太陽能電池模塊I，太陽能電池輸出電壓采樣電路模塊2、Buck降壓電路模塊3、PffM驅(qū)動(dòng)電路模塊4，太陽能電池輸出電流采樣電路模塊5、單片機(jī)控制電路模塊6，5V穩(wěn)壓電路模塊7，蓄電池模塊8、蓄電池電壓采樣電路模塊10、蓄電池電流采樣電路模塊9，繼電器電路模塊11、推挽升壓電路模塊12。
[0010]該設(shè)備的具體工作過程為:當(dāng)有光照時(shí)，太陽能電池經(jīng)過光伏效應(yīng)產(chǎn)生的電能，通過Buck降壓電路，給蓄電池充電的同時(shí)，通過推挽升壓電路產(chǎn)生直流電壓供直流負(fù)載工作。5V穩(wěn)壓電路通過轉(zhuǎn)化Buck降壓電路輸出的電壓，提供單片機(jī)控制電路模塊正常工作電能。單片機(jī)控制電路模塊通過太陽能輸出電壓采樣電路模塊和電流采樣模塊檢測(cè)跟蹤太陽能電池輸出能源變化，同時(shí)單片機(jī)控制電路模塊通過蓄電池輸出電壓采樣電路模塊和電流采樣模塊檢測(cè)跟蹤蓄電池充電能源變化。單片機(jī)控制電路模塊通過檢測(cè)不同狀態(tài)時(shí)的太陽能電池和蓄電池儲(chǔ)存能量狀態(tài)，通過產(chǎn)生不同頻率的PWM波，由單片機(jī)控制電路模塊的C端口輸出。系統(tǒng)中的PWM驅(qū)動(dòng)電路，通過調(diào)節(jié)控制Buck降壓電路中功率開關(guān)管的PffM信號(hào)導(dǎo)通占空比，來調(diào)節(jié)Buck降壓電路的等效電阻，使得負(fù)載的等效電阻跟隨光伏電池的輸出阻抗變化。變換后的工作點(diǎn)正好和光伏陣列的最大功率點(diǎn)重合，實(shí)現(xiàn)MPPT性能。同時(shí)以相應(yīng)的占空比控制蓄電池不同的充電方式，具有優(yōu)化管理蓄電池的性能，延長蓄電池使用壽命。當(dāng)沒有光照時(shí)，單片機(jī)控制電路模塊的G端輸出控制信號(hào)控制繼電器電路導(dǎo)通，將蓄電池儲(chǔ)存的能量通過推挽升壓電路獲得負(fù)載所需正常工作電壓。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流電源，其特征在于包括太陽能電池模塊，太陽能電池輸出電壓采樣電路模塊、Buck降壓電路模塊、PffM驅(qū)動(dòng)電路模塊，太陽能電池輸出電流采樣電路模塊、單片機(jī)控制電路模塊，5V穩(wěn)壓電路模塊，蓄電池模塊、蓄電池電壓采樣電路模塊、蓄電池電流采樣電路模塊，繼電器電路模塊、推挽升壓電路模塊； 所述的單片機(jī)控制電路模塊電源輸入D端接5V穩(wěn)壓電路模塊的輸出端，太陽能電池輸出電壓采樣電路模塊的輸出端接單片機(jī)控制電路模塊A輸入端，太陽能電池輸出電流采樣電路模塊的輸出端接單片機(jī)控制電路模塊B輸入端，太陽能電池模塊輸出端接Buck降壓電路模塊的輸入端，PWM驅(qū)動(dòng)電路模塊的輸入端接單片機(jī)控制電路模塊的C輸出端，蓄電池模塊輸入端接Buck降壓電路模塊的輸出端，蓄電池電壓采樣電路模塊輸出端接單片機(jī)控制電路模塊輸入F端，蓄電池電流采樣電路模塊輸出端接單片機(jī)控制電路模塊輸入E端，單片機(jī)控制電路模塊G輸出端接繼電器電路模塊輸入端，繼電器電路模塊輸出端接推挽升壓電路模塊輸入端，負(fù)載輸入端接推挽升壓電路輸出端。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流電源，其特征在于包括太陽能電池模塊，太陽能電池輸出電壓采樣電路模塊、太陽能電池輸出電流采樣電路模塊，Buck降壓電路模塊、PWM驅(qū)動(dòng)電路模塊、5V穩(wěn)壓電路模塊，蓄電池模塊、蓄電池電壓采樣電路模塊、蓄電池電流采樣電路模塊，繼電器電路模塊、推挽升壓電路模塊，單片機(jī)控制電路模塊。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的電源將太陽能電池組件的MPPT技術(shù)與蓄電池的三段充電法結(jié)合起來，解決太陽能電池輸出特性與負(fù)載電阻的不匹配影響，同時(shí)設(shè)計(jì)推挽升壓電路，在沒有太陽光時(shí)，將蓄電池充電儲(chǔ)存的能量通過升壓電路給負(fù)載供電。實(shí)現(xiàn)太陽能資源最大利用和延長蓄電池的使用壽命。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號(hào)】CN204928194
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520154199
【發(fā)明人】王秀敏, 姜利亭, 熊日輝, 許建炳
【申請(qǐng)人】中國計(jì)量學(xué)院
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年3月17日