专利名称：采用双蓄电池蓄电的太阳能电池供电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能发电技术，特别是一种采用双蓄电池蓄电的太阳 能电池供电系统。
技术背景目前，随着经济的发展，社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要 求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。由于太阳能发电具有火电、 水电、核电所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性等优点， 太阳能被认为是二十一世纪最重要的新能源。目前太阳能应用技术已取得较 大突破，并且已较成熟地应用于建筑楼道照明、城市亮化照明、太阳能热水 供应及采暖等系统。尤其是太阳能光伏技术的发展，给太阳能在照明中的应 用带来了更加广阔的前景。太阳能光伏技术是利用太阳能电池组件将太阳能 直接转变为电能的技术。 一般太阳能光伏供电系统主要包括太阳能电池组 件、蓄电池、控制器、DC-AC逆变器、负载等。当负载为直流时，则不用DC-AC 逆变器。在太阳能电池供电系统中，太阳能电池的输出能量极不稳定，所以需 要配置蓄电池系统才能正常工作。举太阳能供电照明系统为例，太阳能电池 产生的直流电能先进入蓄电池储存，达到一定阈值，再供应照明负载。蓄电 池的特性直接影响系统的工作效率、可靠性和价格。蓄电池容量选择的一般原则是:在能够满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储预定的连续阴雨天夜晚照明需要的电能。在太阳能供电照明系统中，太阳能电池和控制装置的使用寿命在25年以上，而普通蓄电池的一般使用寿命为2 3年，所以蓄电池是太阳能供电系统中最薄弱的环节。采用储能电容可以在一定程度上解决这个问题,储能电容的使用寿命可以达到10年以上，但是昂贵的价格限制了它的应用。所以，目前使用的太阳能供电系统都采用普通蓄电池蓄电，而普通蓄电池的使用寿命不长， 一般2 3年就要更换。发明内容本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种采用双蓄电池蓄电 的太阳能电池供电系统。本发明的技术方案是 一种采用双蓄电池蓄电的太阳能电池供电系统，是由太阳能电池组件l、单向二极管2、电容器3、单片计算机控制电路4、 电压传感器5、电压传感器6、功率开关器件7、功率开关器件8、功率开关 器件11、功率开关器件12、蓄电池9、蓄电池10、 DC-AC逆变器13、直流负 载14、日照强度传感器15组成。太阳能电池组件l的负极接地，正极连接单向二极管2的正极，单向二 极管2的负极连接电容器3的正极，并且连接到功率开关器件7、功率开关 器件8的输入端，电容器3的负极接地。功率开关器件7、功率开关器件8 的输出端分别连接到蓄电池9、蓄电池10的正极。单片计算机控制电路4的 电源负极接地，电源正极连接到电容器3的正极。单片计算机控制电路4的 输入口 IN1和输入口 IN2分别连接到电压传感器5、电压传感器6的输出端， 电压传感器5、电压传感器6的输入端分别连接到蓄电池9、蓄电池10的正 极。单片计算机控制电路4的输出端0UT1、输出端OUT2、输出端0UT3和输出端0UT4分别连接到功率开关器件7、功率开关器件8、功率开关器件11 和功率开关器件12的控制端。功率开关器件11、功率开关器件12输入端连 接到蓄电池9、蓄电池10的正极，功率开关器件11、功率开关器件12输出 端连接到DC-AC逆变器13输入端正极和直流负载14的正极，DC-AC逆变器 13输入端负极和直流负载14的负极接地。蓄电池9、蓄电池10的负极接地。 日照强度传感器15的输出端连接到单片计算机控制电路4的输入端IN3，另 一端接地。其工作原理是太阳能电池组件1通过单向二极管2、电容器3、功率开 关器件7、功率开关器件8向蓄电池9、 IO充电，充电程序由单片计算机控 制电路4控制功率开关器件7、功率开关器件8实现。开机时，计算机根据 上次关机时记忆的蓄电池工作状态，控制一组蓄电池为放电状态，另一组蓄 电池为充电状态。电压传感器3和电压传感器4分别把蓄电池9和蓄电池10 的端电压送入单片计算机控制电路2，经AD转换后1、 计算机随时检测正在处于放电状态的蓄电池电压是否低于阈值(一般 为标称电压的0.85倍)， 一旦低于阈值，控制功率开关器件，使这组蓄电池 转换到充电状态，同时，另一组蓄电池从充电状态转换到放电状态。通过对 控制计算机软件的设计，使两组蓄电池始终处于不同的工作状态。2、 蓄电池开始充电时，单片计算机根据日照强度控制功率开关器件7 或者功率开关器件8对蓄电池进行快速脉冲充电或者恒流充电。充电过程中， 计算机随时检测蓄电池的电压是否高于阈值(一般为标称电压的1. 15倍)， 一旦高于阈值，控制功率开关器件，使这组蓄电池转换到涓流充电状态。3、 涓流充电过程中，计算机随时检测蓄电池的电压是否高于阈值(一般为标称电压的1.2倍)， 一旦高于阈值，控制功率开关器件，使这组蓄电池转换到浮充电状态。4、日照强度严重不足时，单片计算机控制电路4关断功率开关器件7 和功率开关器件8。日照强度传感器15把日照强度信号送入单片计算机控制电路4。当日照 强度升高到阈值以上，单片计算机控制电路4控制功率开关器件7或功率开 关器件8使蓄电池按照设定程序进行快速充电，当日照强度降低到阈值以下， 单片计算机控制电路4控制功率开关器件7或功率开关器件8使蓄电池转入 定电流恒流充电。当日照强度严重不足时，单片计算机控制电路4关断功率 开关器件7和功率开关器件8。单片计算机控制电路4控制功率开关器件11或功率开关器件12，选择 蓄电池9或蓄电池10输出直流电能供给直流照明负载14或者DC-AC逆变器 13。DC-AC逆变器13可以将系统输出的直流电转化为电压220V的交流电。 本发明与现有技术相比具有如下特点1、延长了太阳能供电系统的蓄电池维护更换周期。 一般的太阳能供电系 统中，选用的蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要，而选用的蓄电池 容量过大，又会使蓄电池始终处在亏电状态，影响蓄电池寿命，并造成浪费。 由于本发明采用两组蓄电池， 一方面可以选用合适的蓄电池容量，另一方面 可以采用轮流工作的方式，这样每组蓄电池可以实现充分的充放电，大大延 长了蓄电池的使用寿命。同时，由于两组蓄电池轮流工作，因此采用本发明 的太阳能供电系统的蓄电池维护更换周期可以延长一倍以上，即从目前的2-3年延长到6年以上。2、 降低了太阳能供电系统的成本。太阳能供电系统的主要成本来自太阳 能电池。 一般，太阳能电池组件额定输出功率和负载输入功率之间关系大约 是2 4:1，由于在本发明中两组蓄电池设计为轮流工作的方式，在一组蓄电池 供电时另一組蓄电池在充电，因此，每组蓄电池的充电时间长于采用单蓄电 池蓄电方式。所以，同等供电功率水平的太阳能供电系统，采用本发明所需 要的太阳能电池板比采用单组蓄电池的系统约减少三分之一到二分之一，而 太阳能电池的成本远高于蓄电池的成本，所以，采用本发明大大降低了太阳 能供电系统的成本。3、 提高了太阳能供电系统的可靠性。由于蓄电池是太阳能供电系统中最 薄弱的环节，所以本发明采用的双蓄电池蓄电技术，将大大提高太阳能供电 系统的可靠性。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型的详细结构作进一步描述。
附图l为本发明的系统电路结构示意图。
具体实施方式
如附图l所示 一种采用双蓄电池蓄电的太阳能电池供电系统，是由太 阳能电池组件l、单向二极管2、电容器3、单片计算机控制电路4、电压传 感器5、电压传感器6、功率开关器件7、功率开关器件8、功率开关器件ll、 功率开关器件12、蓄电池9、蓄电池IO、 DC-AC逆变器13、直流负载14、日 照强度传感器15组成。太阳能电池组件1的负极接地，正极连接单向二极管2的正极，单向二极管2的负极连接电容器3的正极，并且连接到功率开关器件7、功率开关 器件8的输入端，电容器3的负极接地。功率开关器件7、功率开关器件8 的输出端分别连接到蓄电池9、蓄电池10的正极。单片计算机控制电路4的 电源负极接地，电源正极连接到电容器3的正极。单片计算机控制电路4的 输入口 IN1和输入口 IN2分别连接到电压传感器5、电压传感器6的输出端， 电压传感器5、电压传感器6的输入端分别连接到蓄电池9、蓄电池10的正 极。单片计算机控制电路4的输出端0UT1、输出端0UT2、输出端0UT3和输 出端0UT4分别连接到功率开关器件7、功率开关器件8、功率开关器件11 和功率开关器件12的控制端。功率开关器件11、功率开关器件12输入端连 接到蓄电池9、蓄电池10的正极，功率开关器件ll、功率开关器件12输出 端连接到DC-AC逆变器13输入端正极和直流负载14的正极，DC-AC逆变器 13输入端负极和直流负载14的负极接地。蓄电池9、蓄电池10的负极接地。 日照强度传感器15的输出端连接到单片计算机控制电路4的输入端IN3，另 一端接地。
权利要求
1. 一种采用双蓄电池蓄电的太阳能电池供电系统，其特征是由太阳能电池组件1、单向二极管2、电容器3、单片计算机控制电路4、电压传感器5、电压传感器6、功率开关器件7、功率开关器件8、功率开关器件11、功率开关器件12、蓄电池9、蓄电池10、DC-AC逆变器13、直流负载14、日照强度传感器15组成；太阳能电池组件1的负极接地，正极连接单向二极管2的正极，单向二极管2的负极连接电容器3的正极，并且连接到功率开关器件7、功率开关器件8的输入端，电容器3的负极接地；功率开关器件7、功率开关器件8的输出端分别连接到蓄电池9、蓄电池10的正极；单片计算机控制电路4的电源负极接地，电源正极连接到电容器3的正极；单片计算机控制电路4的输入口IN1和输入口IN2分别连接到电压传感器5、电压传感器6的输出端，电压传感器5、电压传感器6的输入端分别连接到蓄电池9、蓄电池10的正极；单片计算机控制电路4的输出端OUT1、输出端OUT2、输出端OUT3和输出端OUT4分别连接到功率开关器件7、功率开关器件8、功率开关器件11和功率开关器件12的控制端；功率开关器件11、功率开关器件12输入端连接到蓄电池9、蓄电池10的正极，功率开关器件11、功率开关器件12输出端连接到DC-AC逆变器13输入端正极和直流负载14的正极，DC-AC逆变器13输入端负极和直流负载14的负极接地；蓄电池9、蓄电池10的负极接地；日照强度传感器15的输出端连接到单片计算机控制电路4的输入端IN3，另一端接地。
全文摘要
一种采用双蓄电池蓄电的太阳能电池供电系统，它是由太阳能电池组件1、单向二极管2、电容器3、单片计算机控制电路4、电压传感器5、电压传感器6、功率开关器件7、功率开关器件8、功率开关器件11、功率开关器件12、蓄电池9、蓄电池10、DC-AC逆变器13、直流负载14、日照强度传感器15组成。在太阳能电池供电系统中，安装有两组蓄电池，计算机控制这两组蓄电池轮流充电和工作，因此每组蓄电池可以实现充分的充放电，大大延长了蓄电池的使用寿命。
文档编号H02J7/00GK101277028SQ200710034639
公开日2008年10月1日 申请日期2007年3月26日 优先权日2007年3月26日
发明者胡海洋 申请人:胡海洋