一种直流补偿型太阳能供电系统的制作方法

本实用新型属于太阳能供电领域，具体涉及一种直流补偿型太阳能供电系统。

背景技术：

通讯基站采用48V直流电进行供电，目前通讯基站的工作通常用220V的市电，经过开关电源，转换成48V的直流电给设备供电，市电中断时，由蓄电池供电。运营成本中电费占了很大的比重。

目前对于太阳能发电的利用往往是将太阳能发电设备产生的直流电转换成交流电再并入到市电电网后进行利用，设备结构复杂，增加了建设成本，且不能检测用电设备所用的电量中市电供电和太阳能供电的电量，不便于运营管理。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供了一种直流补偿型太阳能供电系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种直流补偿型太阳能供电系统，包括太阳能电池板、恒流恒压控制模块、系统监测模块、开关电源，所述太阳能电池板的输出端与恒流恒压控制模块输入端相连接，恒流恒压模块的输出端连接用电设备，所述恒流恒压控制模块还与系统监测模块相连接，所述开关电源的输入端与市电电网连接，开关电源的输出端连接用电设备。

作为优选，所述恒流恒压模块的输出端还连接有外置电度表。

作为优选，所述开关电源为AC/DC类开关电源。

作为优选，所述开关电源与用电设备之间还连接有蓄电池，恒流恒压控制模块的输出端还与所述蓄电池相连接。

作为优选，所述恒流恒压控制模块包括MPPT模块，在所述MPPT模块的输入端连接有电流变送器一和电压变送器一，在所述MPPT模块的输出端连接有电流变送器二和电压变送器二，所述电流变送器一、电压变送器一、电流变送器二、电压变送器二均与系统监测模块相连接。

作为优选，所述系统监测模块包括单片机，所述单片机与恒流恒压控制模块相连接，所述单片机连接网络模块，所述网络模块连接以太网，所述单片机还连接有输入输出模块。

作为优选，所述输入输出模块为带有触摸按键的液晶屏。

作为优选，所述单片机还连接有警报装置。

作为优选，所述单片机上还设有用于连接扩展设备的USB接口。

作为优选，所述警报装置为蜂鸣器。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型与常规方案相比，没有采用变换的方式将太阳能电池板发的电转换成交流电送上公共电网，而是直接使用太阳能电池板发的电。太阳能电池板输出的是直流电，通过电池板的组合，输出电压超过60V，经恒流恒压控制模块控制电压后直接给基站设备供电，减少了中间环节，提高了效率，降低系统的成本；

2、在恒流恒压模块的输出端采用了外置电度表作为计量装置，可以精确计量发电和用电情况，可以核算出太阳能电池板发了多少电，节约了多少电费，便于运营管理和成本的核算；

3、增加了系统监测模块，实时监测太阳能电池板的工作状态，不会因为本装置的故障，影响设备的正常工作。

附图说明

图1是本实用新型整体的结构示意图；

图2是恒流恒压模块的结构示意图；

图3是系统监测模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

如图1所示的一种直流补偿型太阳能供电系统，包括太阳能电池板、恒流恒压控制模块、系统监测模块、开关电源，太阳能电池板的输出端与恒流恒压控制模块输入端相连接，恒流恒压模块的输出端连接用电设备，恒流恒压控制模块还与系统监测模块相连接，开关电源的输入端与市电电网连接，开关电源的输出端连接用电设备。恒流恒压模块的输出端还连接有外置电度表。开关电源与用电设备之间还连接有蓄电池，恒流恒压控制模块的输出端还与蓄电池相连接。本例中的开关电源为AC/DC类开关电源。

恒流恒压控制模块包括MPPT模块，在MPPT模块的输入端连接有电流变送器一和电压变送器一，在MPPT模块的输出端连接有电流变送器二和电压变送器二，电流变送器一、电压变送器一、电流变送器二、电压变送器二均与系统监测模块相连接。具体结构如图2所示，恒流恒压控制模块包括输入端接线端子和输出端接线端子，输入端接线端子与输出端接线端子间通过两条导线相连接，其中一条导线上依次串联电流变送器一、MPPT模块和电流变送器二，电压变送器一的两端分别连接在两条导线上，电压变送器一位于电流变送器一的后方，电压变送器二的两端分别连接在两条导线上，电压变送器二位于电流变送器二的后方。由于恒流恒压模块的电流和电压较大，不能用单片机直接测量。因此设置了电流变送器和电压变送器。电流变送器一和电流变送器二分别将恒流恒压控制模块输入端和输出端的的电流变换成0-5V的信号给系统监测模块，电压变送器一和电压变送器二分别将恒流恒压控制模块输入端和输出端的的电压变换成0-5V的信号给系统监测模块。

系统监测模块包括单片机，单片机与恒流恒压控制模块相连接，单片机连接网络模块，网络模块连接以太网，单片机还连接有输入输出模块、电源模块和风扇。输入输出模块为带有触摸按键的液晶屏，本例中使用成品3.2寸HMI串口液晶屏幕，带触摸按键，串口为TTL电平，标准UART设备，波特率最高可达115200BPS。单片机还连接有警报装置。单片机上还设有用于连接扩展设备的USB接口。警报装置为蜂鸣器。

恒流恒压模块的输入电压：120VDC +/-60V；输出电压：空载58VDC +/-5V；满载48VDC +/-5V（跟随）；输出电流：10-30A；输出功率：600-1800W；采用MPPT控制技术，转换效率>90%；具备输出过欠压、过流、短路、整机过热等保护功能；具备输入欠压保护及停止发电功能；采用自动均流技术，可并机使用。单片机采用型号为STM32F103VCT6的单片机，通过SIP网络接口连接网络模块，网络模块采用型号为W5500的以太网芯片。

系统监测模块具备以下功能：

过欠压保护功能：系统监测模块的供电电压为48VDC (-42V/-60V)；

电量采集：包括输入/出电压/电流值、输出电度、电路状态等；

数据显示/控制：通过液晶显示接口轮巡或根据键盘命令查询显示各类数据；

设备状态/故障蜂鸣器指示：键盘操作指示/故障告警指示；

数据存储：光伏发电量历史数据，含发电时长/间隔、发电量均值/峰谷值等；

具备显示部件自动休眠、有/无发电状态下自动唤醒/休眠功能（额定发电电压50%。

系统监测模块有接口与系统检测模块连接，该接口为0-5V的模拟/数字接口；系统监测模块的通信接口还包括TTL电平串口，外接显示/键盘/指示模块；RS485电平串口，外接外置电度表；USB口：可以外接U盘，4G模块等扩展设备，网络接口：连接网络模块上报数据。

系统监测模块的功耗：额定<10W; 显示休眠<2W; 整机休眠<5W。

原来基站功耗40千瓦，全部由市电提供，使用本方案后，在白天，用阳光的情况下，利用太阳能产生的电能给设备供电，部分替代市电。太阳能电池板能输出20千瓦的电能，这样，市电就减少20千瓦的消耗，省了一半的电费。经济效益可观。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。