具有放电功率自动调节光伏照明控制装置的制造方法

文档序号:8583810阅读:301来源:国知局
具有放电功率自动调节光伏照明控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]该实用新型涉及一种太阳能光伏照明控制装置,特别是涉及一种放电功率自动调节光伏照明控制装置。
【背景技术】
[0002]能源是社会和经济发展的重要物质基础,也是提高人们生活水平的先决条件,人类社会要发展,必须建筑在大量的消耗能源的基础上。目前人们使用的主要能源石油,煤炭等都属于不可再生的矿物燃料。矿物燃料提供世界91%的一次商品能源,其中煤炭占28%,石油超过40%,然而,地球上矿物料的储量是有限的,而且由于人类无限制的开采,已渐趋于枯竭。为解决未来世纪的能源问题,应以可再生能源为基础,从能源系统的角度提出要开发使用可再生能源,减少或取代对能源矿产的依赖。
[0003]太阳能是一种巨大,久远,无尽且对环境污染的能源,尽管太阳能辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说地球每秒钟获得的太阳能量相当于燃烧500万吨优质煤发出的能量,光伏电池早已在人造地球卫星上成功使用,现在开始转向地面应用,科学家认为它将是人类未来能源科学发展的方向之一。
[0004]针对目前光伏控制器未能充分利用太阳能电池,对蓄电池的保护不够充分、蓄电池的寿命缩短现象,开发一种良好的光伏照明控制器是必不可少。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型克服了现有技术中,光伏控制器仍存在缺陷的问题,提供一种结构简单、使用方便的放电功率自动调节光伏照明控制装置。
[0006]本实用新型的技术解决方案是,提供一种具有以下结构的放电功率自动调节光伏照明控制装置:含有控制器、计算机监控、太阳能电池、蓄电池、逆变器、直流照明系统、交流照明系统,所述控制器与计算机监控通过485总线串口接线,控制器与计算机监控、太阳能电池板、蓄电池、逆变器、直流照明负载分别通过接线端子连接。
[0007]所述控制器含有单片机、存储器、I/O设备和通信模块。所述逆变器连接有交流照明负载。所述太阳能电池板的输出信号为电流信号。
[0008]与现有技术相比,本实用新型放电功率自动调节光伏照明控制装置具有以下优点:利用太阳能电池最大功率追踪能充分利用太阳能电池,开发更多能源合理运用,通过蓄电池的充电管理,放电时功率自动调节功能,能对蓄电池充分保护,延长蓄电池的使用寿命O
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型放电功率自动调节光伏照明控制装置的光伏照明系统框架图;
[0010]图2是本实用新型放电功率自动调节光伏照明控制装置的太阳能电池的最大功率追踪(MPPT)主电路图;
[0011]图3是本实用新型放电功率自动调节光伏照明控制装置的太阳能电池的测量照明电路图;
[0012]图4是本实用新型放电功率自动调节光伏照明控制装置的总系统软件流程图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型放电功率自动调节光伏照明控制装置作进一步说明:如图所示,本实施例中含有控制器、计算机监控、太阳能电池、蓄电池、逆变器、直流照明系统、交流照明系统,所述控制器与计算机监控通过485总线串口接线,控制器与计算机监控、太阳能电池板、蓄电池、逆变器、直流照明负载分别通过接线端子连接。
[0014]所述控制器含有单片机、存储器、I/O设备和通信模块。所述逆变器连接有交流照明负载。所述太阳能电池板的输出信号为电流信号。
[0015]太阳能电池板输出电压,电流的检测。检测太阳能电池板不同的输出电压,并根据不同的电压,系统做出不同的控制处理。检测太阳能电池板输出电流检测,使系统通过一定的控制算法,使系统工作在最大功率点,并在白天开启追踪最大功率点,夜晚时关闭这个功能。铅酸蓄电池充放控制。系统为了尽可能保护蓄电池,延长寿命,根据不同的容量采用相应的充放电控制策略。控制器系统,实现高效的信息处理和各个功能模块的控制和调度。计算机监控系统,通过串口与控制器系统实时交互数据,监控控制器系统状态。
[0016]附图1为太阳能电池的光伏照明系统框架图,该系统由太阳能电池、控制器、计算机监控、蓄电池、逆变器、直流照明系统、交流照明系统等部分组成。具体工作原理:白天在太阳光的照射下,太阳能电池组件产生的直流电流通过控制器一部分给直流负载使用或送到转化成交流电,一部分对蓄电池进行充电;当阳光不足时,蓄电池通过直流控制系统向直流负载或经逆变器送负载使用。另外控制器与计算机监控通过485总线串口接线,从而通过串口与控制器系统实时交互数据,监控控制器系统状态。
[0017]附图2为太阳能电池板的最大功率追踪主电路图,实现最大功率点的追踪,就是用最大功率追踪的算法对DC-DC转换电路进行控制,调节电路中的开关器件的占空比。本设计采用Buck-Boost电路实现MPPT功能,光伏电池组的输出连接Buck-Boost变换器的输入端,Buck-Boost变换器的输出受MPPT算法的控制,给负载供电,蓄电池充电。
[0018]附图3为太阳能电池的测量照明电路图。当光照照到硅光二极管上时,其上产生弱电流,经过1-V两级放大转换,产生可测量的电压,大小在0-5V,由于照在硅光二极管上的照度和转换后的电压呈现近似的线性关系,所以可以预先通过调节灯光照度,使其在硅光传感器的照度为lOOLux,然后保持该照度不变,调节可调电阻R5使输出Out的电压0.50V,接着保持R5不变,依次检验当硅光传感器的照度为200-1000LX,OUT输出与其成线性关系的电压在1V-5V。
[0019]附图4系统软件分为照明控制器软件和计算机监控软件。其中照明控制主要包括:DC-DC控制,最大功率点追踪模块,蓄电池充放电管理模块,智能调光模块,串口通讯模块。控制系统根据太阳能电池阵列,蓄电池以及负载的工作状态分为两种运行模式,充电工作模式和放电工作模式,控制系统根据太阳能电池阵列,蓄电池以及负载的工作状态自动切换运行模式。
[0020]充电工作模式:当控制系统运行于充电模式时,单片机有两路PWM输出,即PWMl、PWM2,分别用于控制功率开关管Q1、Q2。当系统工作于充电模式时又有下列两种情况:1太阳能电池阵列输出功率大于负载功率,多余的电能供给蓄电池充电并实现太阳能电池阵列的最大功率点跟踪;2负载端口,太阳能电池阵列仅给蓄电池充电。
[0021]放电工作模式:当控制系统运行于放电工作模式时,单片机也有两路PWM输出,即PWMl和PWM3,分别用于控制功率开关管Ql和Q3。当系统工作于放电模式时又有下列两种可能:1太阳能电池阵列输出功率小于负载功率,多余的电能由蓄电池补充,并利用最大功率点追踪技术实现太阳能电池阵列的最大功率点跟踪以使蓄电池放电电流最小;2太阳能电池阵列无功率输出,仅由蓄电池向负载供电。利用控制器具有放电功率自动调节功能,在蓄电池负载电压高于12v时全功率放电;电压低于12v高于11.5v时50%额定功率放电,当电压低于11.5v高于10.8v时30%额定功率放电,当低于10.8v时停止放电。
[0022]计算机监控软件则以单片机系统程序为核心,采用C语言进行软件编写,加以计算机监控程序为辅,使用VC++进行编写。通过串口与控制器系统实时交互数据,监控控制器系统状态。
【主权项】
1.一种具有放电功率自动调节光伏照明控制装置,含有控制器、计算机监控、太阳能电池、蓄电池、逆变器、直流照明系统、交流照明系统,其特征在于:所述控制器与计算机监控通过485总线串口接线,控制器与计算机监控、太阳能电池板、蓄电池、逆变器、直流照明负载分别通过接线端子连接。
2.根据权利要求1所述的具有放电功率自动调节光伏照明控制装置,其特征在于:所述控制器含有单片机、存储器、I/O设备和通信模块。
3.根据权利要求1所述的具有放电功率自动调节光伏照明控制装置,其特征在于:所述逆变器连接有交流照明负载。
4.根据权利要求1所述的具有放电功率自动调节光伏照明控制装置,其特征在于:所述太阳能电池板的输出信号为电流信号。
【专利摘要】本实用新型公开了一种放电功率自动调节光伏照明控制装置,克服了现有技术中,光伏控制器仍存在缺陷的问题。该实用新型含有控制器、计算机监控、太阳能电池、蓄电池、逆变器、直流照明系统、交流照明系统,所述控制器与计算机监控通过485总线串口接线,控制器与计算机监控、太阳能电池板、蓄电池、逆变器、直流照明负载分别通过接线端子连接。所述控制器含有单片机、存储器、I/O设备和通信模块。所述逆变器连接有交流照明负载。所述太阳能电池板的输出信号为电流信号。本实用新型利用太阳能电池最大功率追踪能充分利用太阳能电池,通过蓄电池的充电管理,放电时功率自动调节功能,能对蓄电池充分保护,延长蓄电池的使用寿命。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN204291517
【申请号】CN201420841325
【发明人】王晓玉, 宋祖彬
【申请人】孟州卓伦光电科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月27日
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