專利名稱：一種太陽能供電控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，具體來說為一種太陽能供電控制系統(tǒng)。本發(fā)明還設(shè)計(jì) 了一種太陽能供電控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能供電系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，太陽能供電系統(tǒng)應(yīng)用的基本形式可分為兩大類 獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。應(yīng)用主要領(lǐng)域主要在太空航空器、通信系統(tǒng)、微波中繼站、 電視差轉(zhuǎn)臺(tái)、光伏水泵和無電缺電地區(qū)戶用供電。隨著技術(shù)發(fā)展和世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的 需要，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始有計(jì)劃地推廣城市光伏并網(wǎng)發(fā)電，主要是建設(shè)戶用屋頂光伏發(fā)電 系統(tǒng)和MW級(jí)集中型大型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等，同時(shí)在交通工具和城市照明等方面大力推廣太 陽能太陽能供電系統(tǒng)的應(yīng)用。太陽能供電系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用形式各異，如系統(tǒng)規(guī)?？缍群艽螅〉?. 3 2W的 太陽能庭院燈，大到麗級(jí)的太陽能光伏電站。其應(yīng)用形式也多種多樣，在家用、交通、通信、 空間應(yīng)用等諸多領(lǐng)域都能得到廣泛的應(yīng)用。盡管太陽能供電系統(tǒng)規(guī)模大小不一，但其組成 結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。其中包含的主要部件為光伏組件方陣由太陽電池組件(也稱 光伏電池組件)按照系統(tǒng)需求串、并聯(lián)而成，在太陽光照射下將太陽能轉(zhuǎn)換成電能輸出，它 是太陽能太陽能供電系統(tǒng)的核心部件。蓄電池將太陽電池組件產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來，當(dāng)光 照不足或晚上、或者負(fù)載需求大于太陽電池組件所發(fā)的電量時(shí)，將儲(chǔ)存的電能釋放以滿足 負(fù)載的能量需求，它是太陽能太陽能供電系統(tǒng)的儲(chǔ)能部件。在發(fā)明申請(qǐng)?zhí)枮?00410054730.6，申請(qǐng)日期為2005年3月2日的專利“太陽能電 池與蓄電池并用的供電系統(tǒng)中”，公開了一種太陽能電池和蓄電池并用的組合電路，兩種電 池池互相取長補(bǔ)短，通過通斷開關(guān)，使電路組成太陽能電池單獨(dú)供電，蓄電池單獨(dú)供電。太 陽能電池與蓄電池同時(shí)供電和太陽能電池給蓄電池充電的不同供電和充電電路，解決了蓄 電池不能長時(shí)間供電和充電上的問題，延長了蓄電池的使用壽命。但其無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換， 使用不方便。而現(xiàn)有的太陽能供電系統(tǒng)獲得能源與四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)，這樣就 影響到太陽能供電系統(tǒng)的應(yīng)用和性能，無法充分發(fā)揮太陽能供電系統(tǒng)的優(yōu)越性。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能供電控制系統(tǒng)及控制 方法，該控制系統(tǒng)及方法能充分發(fā)揮太陽能供電系統(tǒng)的優(yōu)越性，使其不受四季、晝夜及陰晴 等氣象條件的影響。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種太陽能供電控制系統(tǒng)，該電源控制系統(tǒng) 包括太陽能光伏板、蓄電池和直流穩(wěn)壓電源，所述電源控制述系統(tǒng)還包括一個(gè)控制器，該控 制器與所述太陽能光伏板、蓄電池和直流穩(wěn)壓電源相連接，并能控制太陽能光伏板、蓄電池 和直流穩(wěn)壓電源的通斷。
根據(jù)本發(fā)明所述的電源控制系統(tǒng)，較好的是所述控制器以微處理器為核心控制部 件，將實(shí)時(shí)檢測電壓檢值或電流值，通過微處理器驅(qū)動(dòng)開關(guān)Kl和K2來實(shí)現(xiàn)太陽能光伏板、 蓄電池、直流穩(wěn)壓電源三者之間的切換。根據(jù)本發(fā)明所述的電源控制系統(tǒng)，較好的是所述電源控制述系統(tǒng)還至少包括一個(gè) 用于防止過充、過壓、過流、過熱、倒流、短路、防雷擊保護(hù)電路，設(shè)置于所述太陽能光伏板、 蓄電池或直流穩(wěn)壓電源與所述控制器之間。根據(jù)本發(fā)明所述的電源控制系統(tǒng)，較好的是所述電源控制述系統(tǒng)在所述太陽能光 伏板和控制器之間還包含有一個(gè)DC/DC模塊；所述電源控制述系統(tǒng)在所述蓄電池和控制器 之間還包含有一個(gè)AC/DC模塊。根據(jù)本發(fā)明所述的電源控制系統(tǒng)，較好的是所述蓄電池為鉛酸蓄電池。根據(jù)本發(fā)明所述的電源控制系統(tǒng)，較好的是所述電源控制述系統(tǒng)還包括一個(gè)蓄電 池快速充電模塊。根據(jù)本發(fā)明所述的電源控制系統(tǒng)，較好的是所述蓄電池快速充電模塊。該模塊可 分為四個(gè)部分起振部分、邏輯部分、開關(guān)部分、整流部分。其中起振部分由IC1F、IC1E、R1、 R6、C3構(gòu)成，形成RC振蕩電路，邏輯部分由IC1A、IClB構(gòu)成，震蕩脈沖經(jīng)過邏輯部分產(chǎn)生 TTL電平控制三極管的導(dǎo)通。開關(guān)部分采用兩組并接的K2956與J471。整流部分采用橋式 整流電路。起振與邏輯部分可以采用⑶4069UBE集成芯片根據(jù)本發(fā)明所述的電源控制系統(tǒng)，較好的是所述電源控制述系統(tǒng)還包括一個(gè)供電 電源控制狀態(tài)顯示裝置。一種太陽能供電控制方法包括以下步驟步驟一啟動(dòng)太陽能光伏板供電；步驟二 檢測太陽能光伏板供電電壓或電流，并與預(yù)計(jì)電壓或電流值進(jìn)行比較；1)若太陽能光伏板供電電壓或電流大于或等于預(yù)計(jì)電壓或電流值即繼續(xù)采用太 陽能光伏板供電；2)若太陽能光伏板供電電壓或電流小于預(yù)計(jì)電壓或電流值即停止采用太陽能光 伏板供電，并通過太陽能供電電源控制系統(tǒng)切換至蓄電池供電；步驟三檢測蓄電池的供電電壓或電流，并與預(yù)計(jì)電壓或電流值進(jìn)行比較；1)若蓄電池的供電電壓或電流大于或等于預(yù)計(jì)電壓或電流值即繼續(xù)蓄電池供 電；2)若蓄電池的供電電壓或電流小于預(yù)計(jì)電壓或電流值即停止采用蓄電池供電，并 通過太陽能供電電源控制系統(tǒng)切換至直流穩(wěn)壓電源供電。


圖1為本發(fā)明所述太陽能供電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖1所述太陽能供電控制系統(tǒng)中的控制器電路圖；圖3為圖1所述太陽能供電控制系統(tǒng)中的蓄電池充電電路原理圖。
具體實(shí)施例方式以下，用實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。這些實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明最佳實(shí)施方式的描述，并不對(duì)本發(fā)明的范圍有任何限制。實(shí)施例如圖1所示，為本發(fā)明所述太陽能供電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。所述太陽能供電控 制系統(tǒng)，太陽能光伏板1、蓄電池2和直流穩(wěn)壓電源3，所述電源控制述系統(tǒng)還包括一個(gè)控制 器4，該控制器4與所述太陽能光伏板1、蓄電池2和直流穩(wěn)壓電源3相連接，并能控制太陽 能光伏板1、蓄電池2和直流穩(wěn)壓電源3的通斷。如圖2所示，為本發(fā)明所述太陽能供電控制系統(tǒng)中的控制器電路圖?？刂破?以 微處理器為核心控制部件，將實(shí)時(shí)檢測電壓檢值或電流值，通過微處理器驅(qū)動(dòng)開關(guān)Kl和K2 來實(shí)現(xiàn)太陽能光伏板1、蓄電池2、直流穩(wěn)壓電源3三者之間的切換。本發(fā)明所述的電源控制系統(tǒng)，為了延長鉛酸蓄電池使用壽命，必須對(duì)其充放電條 件加以嚴(yán)格限制，防止蓄電池過充電或深度放電。由于太陽能光伏系統(tǒng)的輸入電能不很穩(wěn) 定，本系統(tǒng)中對(duì)蓄電池充電控制要比普通蓄電池充電的控制更復(fù)雜。它一般需具有防反充 電、防過充電、防過放電、溫度補(bǔ)償、沖放電控制器等幾個(gè)環(huán)節(jié)。此外，沖放電控制器還應(yīng)具 有短路保護(hù)、極性反接保護(hù)、雷擊保護(hù)等保護(hù)功能。沖放電控制器也是由微控制器實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明所述的電源控制系統(tǒng)，優(yōu)選的是所述電源控制述系統(tǒng)在所述太陽能光伏板 和控制器之間還包含有一個(gè)DC/DC模塊5 ；所述電源控制述系統(tǒng)在所述蓄電池和控制器之 間還包含有一個(gè)AC/DC模塊6。較好的是其中蓄電池為鉛酸蓄電池，還包括一個(gè)蓄電池快速 充電模塊。較好的是所述電源控制述系統(tǒng)還包括一個(gè)供電電源控制狀態(tài)顯示裝置。如圖3所示，為所述太陽能供電控制系統(tǒng)中的蓄電池充電電路原理圖。它可分為 四個(gè)部分起振部分、邏輯部分、開關(guān)部分、整流部分。起振部分由IC1F、IC1E、R1、R6、C3構(gòu) 成，形成RC振蕩電路，邏輯部分由IC1A、IClB構(gòu)成，震蕩脈沖經(jīng)過邏輯部分產(chǎn)生TTL電平控 制三極管的導(dǎo)通。開關(guān)部分采用兩組并接的K2956與J471。整流部分采用橋式整流電路。 起振與邏輯部分可以采用CD4069UBE集成芯片，該芯片具有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱輸出特性。本發(fā)明所述的太陽能供電控制方法包括一下步驟步驟一啟動(dòng)太陽能光伏板供電；步驟二 檢測太陽能光伏板供電電壓或電流，并與預(yù)計(jì)電壓或電流值進(jìn)行比較；1)若太陽能光伏板供電電壓或電流大于或等于預(yù)計(jì)電壓或電流值即繼續(xù)采用太 陽能光伏板供電；2)若太陽能光伏板供電電壓或電流小于預(yù)計(jì)電壓或電流值即停止采用太陽能光 伏板供電，并通過太陽能供電電源控制系統(tǒng)切換至蓄電池供電；步驟三檢測蓄電池的供電電壓或電流，并與預(yù)計(jì)電壓或電流值進(jìn)行比較；1)若蓄電池的供電電壓或電流大于或等于預(yù)計(jì)電壓或電流值即繼續(xù)蓄電池供 電；2)若蓄電池的供電電壓或電流小于預(yù)計(jì)電壓或電流值即停止采用蓄電池供電，并 通過太陽能供電電源控制系統(tǒng)切換至直流穩(wěn)壓電源供電。所述的太陽能供電控制方法，在日照充足時(shí)，優(yōu)先利用光伏電能；當(dāng)光伏電板電壓 或電流下降至預(yù)設(shè)值，投切至鉛酸蓄電池使用；而當(dāng)光伏和鉛酸蓄電池均不可用時(shí)，才考慮 直流穩(wěn)壓電源的投切，并利用指示輸出用來顯示控制狀態(tài)。本發(fā)明能把太陽能電源、蓄電池、普通穩(wěn)壓直流電源三者集成起來，構(gòu)成一套多元化、可自動(dòng)無擾切換的太陽能供電系統(tǒng)，其使太陽能供電系統(tǒng)不受四季、晝夜及陰晴等氣象 條件的影響，具有成本相對(duì)低廉、整體性能穩(wěn)定、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
一種太陽能供電控制系統(tǒng)，該電源控制系統(tǒng)包括太陽能光伏板、蓄電池和直流穩(wěn)壓電源，其特征在于所述電源控制述系統(tǒng)還包括一個(gè)控制器，該控制器與所述太陽能光伏板、蓄電池和直流穩(wěn)壓電源相連接，并能控制太陽能光伏板、蓄電池和直流穩(wěn)壓電源的通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制器以微處理器為核心 控制部件，將實(shí)時(shí)檢測電壓檢值或電流值，通過微處理器驅(qū)動(dòng)開關(guān)Kl和K2來實(shí)現(xiàn)太陽能光 伏板、蓄電池、直流穩(wěn)壓電源三者之間的切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制系統(tǒng)，其特征在于所述電源控制述系統(tǒng)還至少包 括一個(gè)用于防止過充、過壓、過流、過熱、倒流、短路、防雷擊保護(hù)電路，設(shè)置于所述太陽能光 伏板、蓄電池或直流穩(wěn)壓電源與所述控制器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電源控制系統(tǒng)，其特征在于所述電源控制述 系統(tǒng)在所述太陽能光伏板和控制器之間還包含有一個(gè)DC/DC模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電源控制系統(tǒng)，其特征在于所述電源控制述 系統(tǒng)在所述蓄電池和控制器之間還包含有一個(gè)AC/DC模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電源控制系統(tǒng)，其特征在于所述蓄電池為鉛 酸蓄電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源控制系統(tǒng)，其特征在于所述電源控制述系統(tǒng)還包括一 個(gè)蓄電池快速充電模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源控制系統(tǒng)，其特征在于所述蓄電池快速充電模塊，該模 塊分為四個(gè)部分起振部分、邏輯部分、開關(guān)部分、整流部分；其中起振部分由IC1F、IC1E、 RU R6、C3構(gòu)成，形成RC振蕩電路，邏輯部分由IC1A、IClB構(gòu)成，震蕩脈沖經(jīng)過邏輯部分產(chǎn) 生TTL電平控制三極管的導(dǎo)通，開關(guān)部分采用兩組并接的K2956與J471，整流部分采用橋式 整流電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制系統(tǒng)，其特征在于所述電源控制述系統(tǒng)還包括一 個(gè)供電電源控制狀態(tài)顯示裝置。
10.一種太陽能供電控制方法，該方法包括一下步驟步驟一啟動(dòng)太陽能光伏板供電；步驟二 檢測太陽能光伏板供電電壓或電流，并與預(yù)計(jì)電壓或電流值進(jìn)行比較；1)若太陽能光伏板供電電壓或電流大于或等于預(yù)計(jì)電壓或電流值即繼續(xù)采用太陽能 光伏板供電；2)若太陽能光伏板供電電壓或電流小于預(yù)計(jì)電壓或電流值即停止采用太陽能光伏板 供電，并通過太陽能供電電源控制系統(tǒng)切換至蓄電池供電；步驟三檢測蓄電池的供電電壓或電流，并與預(yù)計(jì)電壓或電流值進(jìn)行比較；1)若蓄電池的供電電壓或電流大于或等于預(yù)計(jì)電壓或電流值即繼續(xù)蓄電池供電；2)若蓄電池的供電電壓或電流小于預(yù)計(jì)電壓或電流值即停止采用蓄電池供電，并通過 太陽能供電電源控制系統(tǒng)切換至直流穩(wěn)壓電源供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能供電控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括太陽能光伏板、蓄電池、直流穩(wěn)壓電源以及一個(gè)控制器，該控制器與所述太陽能光伏板、蓄電池和直流穩(wěn)壓電源相連接，并能控制太陽能光伏板、蓄電池和直流穩(wěn)壓電源的通斷。本發(fā)明還涉及一種太陽能供電控制方法，該方法，在日照充足時(shí)，優(yōu)先利用光伏電能；當(dāng)光伏電板電壓或電流下降至預(yù)設(shè)值，投切至鉛酸蓄電池使用；而當(dāng)光伏和鉛酸蓄電池均不可用時(shí)，才考慮直流穩(wěn)壓電源的投切。本項(xiàng)發(fā)明能把太陽能電源、蓄電池、普通穩(wěn)壓直流電源三者集成起來，構(gòu)成一套多元化、可自動(dòng)無擾切換的太陽能供電系統(tǒng)，其使太陽能供電系統(tǒng)不受四季、晝夜及陰晴等氣象條件的影響。
文檔編號(hào)H02J9/06GK101888113SQ20101022918
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者梁展, 王雙 申請(qǐng)人:湖南新亞勝科技發(fā)展有限公司