专利名称：电容储能光伏电源的制作方法
技术领域：
本新型涉 及一种用大电容存储太阳能的电源装置，尤其是能自动将太阳光自动转 换成电能进行存储的电源。
背景技术：
传统中光伏电源使用的是储能元件为二次电池，尤其是铅酸蓄电池，它的主要优 点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、重量大，回收不当 可能污染环境。而超级电容是近年新兴的一种储能元件，因其容量均为法拉量级，且内部结构为 双层结构，因此又被称作法拉电容和双层电容。超级电容内部由纳米碳和电解质构成，不含 铅酸蓄电池或镉镍蓄电池中大量含有的铅、硫酸、镉、镍、氢氧化钠等有害物质，因此十分环 保。由于超级电容的储能方式是物理方式，并非二次电池采用的电化学方式，储能原理的不 同，给它带来了一些二次电池望尘莫及的优势1、使用寿命长(10万次)二次电池的使用寿命仅有几千次，这是因为它内部的电 化学反应在充放电时并不能100%的完全反应，因此每次循环都会损失少量的活性物质，久 而久之不断积累，最终将会导致电池的完全失效，而超级电容采用静电方式储能，充放电过 程中并不会发生电化学反应，因此不存在活性物质损减问题，故其适用寿命可达10万次， 大大优于二次电池。2、不怕过放电过放电可以说是二次电池的杀手，因为过放电会导致二次电池内 部的活性物质发生不可逆转的反应，使活性物质数量大幅降低，最终导致电池损坏，超级电 容的静电储能方式从根本上杜绝了过放电的损害，它可以将端电压放至OV也不会损坏。3、低温特性好，内阻低(几毫欧)由于二次电池内部电化学反应均要求用液体 电解质作为液，因此低温条件下容易冻结，导致低温特性变差，而超级电容采用静电方式储 能，可以不用液态电解质，因此不存在低温冻结现象，故其低温特性优于二次电池。4、比功率大由于其采用静电方式存储电荷，使得其充电过程和放电过程仅受内 部电极能承载电流的最大值限制，因此可以以很大的电流进行充电和放电。因此超级电容 拥有很好的快充性能，可以在极短的时间内(几分钟)完成充电；此外大电流放电特性使得 其比功率大大高于二次电池，在诸如启动大型电机、大型电磁阀、大型电磁铁式起重机、大 功率激光器等需要短时间大电流的场合，它有着比二次电池更好的应用前景；比如，技术文 档显示1200F 2. 7V的超级电容，等效为2. 4V IAh的蓄电池，前者可以在瞬间以550A的大 电流将储存容量瞬间释放，而后者即使以极限的15分钟率进行放电，也仅能给出2A电流， 且此种应用条件下释放能量仅有存储容量的二分之一，其余容量全部消耗在内部的电化学 反应中。如果后者以更大的电流放电，那么放电电流就将大于15分钟率放电电流，这种情 况下，将会对蓄电池造成极大损害，使其寿命大大缩短。由此可见，除环保长寿以外，大比功 率也是超级电容的一大优点。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是解决现有光伏电源比能低(即每公斤蓄电池存 储的电能)、重量大，回收不当可能污染环境的问题。为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为电容储能光伏电源，包括太阳能电池板、单向开关、DC-DC变换器和输出接口，还包 括超级电容、均压电路和泄流装置；所述太阳能电池板通过泄流装置、均压电路、超级电容、 DC-DC变换器与输出接口电连接；所述单向开关串联在泄流装置和均压电路的正极之间。本实用型的有益效果是可以大大提高储能元件的寿命，理论上可达10年，系统 不含有铅、硫酸、镉、镍、氢氧化钠等采用蓄电池方案的系统中大量含有的有害物质，在对太 阳能这种清洁能源进行了有效使用的同时，使得本实用新型非常具有环保价值。并且比功 率大，结构简单，容易携带。
图1为是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型中单向开关电路原理图；图3是本实用新型中充电均压电路原理图；图4是本实用新型中DC-DC变换器电路原理图；其中，1、太阳能电池板，2、泄流装置，3、单向开关，4、均压电路，5、超级电容，6、 DC-DC变换器，7、输出接口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细地描述电容储能光伏电源，包括太阳能电池板1、单向开关3、DC_DC变换器6和输出接口 7，还包括超级电容5、均压电路4和泄流装置2 ；所述太阳能电池板1通过泄流装置2、均压 电路4、超级电容5、DC-DC变换器6与输出接口 7电连接；所述单向开关3串联在泄流装置 2和均压电路4的正极之间。太阳能电池板1为两块串联，输出电压定为^V。配套的泄流装置2的泄流阀值电 压也因此确定在沈乂。由于选定工作电压为^V，所以采用10支1200F 2. 7V的超级电容串
联工作。本实用新型的工作原理是在能量收集中，采用两块太阳能电池板将太阳光转化 为电能，在能量存储中，采用超级电容阵列作为储能装置，并配以宽输入电压DC-DC变换 器，以实现能量存储后的高效率利用。当有光照时，太阳能电池板收集光能，并转换成电能， 经过单向开关和充电均压电路后传输给储能装置，此时电容开始收集电能(电容充电)，当 在有外部设备(负载)时，电容开始放电，经过DC-DC变换器向外供给能量。本实用新型并不限于上述实例，在本实用新型的权利要求书所限定的范围内，本 领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种变形或修改均受本专利的保护。
权利要求1.电容储能光伏电源，包括太阳能电池板(1)、泄流装置O)、单向开关(3)、DC-DC变 换器(6)和输出接口(7)，其特征在于还包括超级电容(5)和均压电路⑷；所述太阳能 电池板⑴通过泄流装置O)、均压电路G)、超级电容(5)、DC-DC变换器(6)与输出接口 (7)电连接；所述单向开关(3)串联在泄流装置(2)和均压电路⑷的正极之间。
专利摘要本实用新型涉及一种用大电容存储太阳能的电源装置，尤其是能自动将太阳光自动转换成电能进行存储的电源。包括太阳能电池板(1)、单向开关(3)、DC-DC变换器(6)和输出接口(7)，还包括超级电容(5)、均压电路(4)和泄流装置(2)；所述太阳能电池板(1)通过泄流装置(2)、均压电路(4)、超级电容(5)、DC-DC变换器(6)与输出接口(7)电连接；所述单向开关(3)串联在泄流装置(2)和均压电路(4)的正极之间。大大提高储能元件的寿命，理论上可达10年，系统不含有采用蓄电池方案的系统中大量含有的有害物质，在对太阳能这种清洁能源进行了有效使用的同时，使得本实用新型非常具有环保价值。并且比功率大，结构简单，容易携带。
文档编号H02J15/00GK201918926SQ20102068386
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者梁敏 申请人:梁敏