一种节能自控的太阳能管理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于太阳能供电领域，特别涉及一种节能自控的太阳能管理装置。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展和对国家“绿色节能”口号的响应，市场上出现了大量的太阳能供电的设备，而这些设备装置只是简单的实现了光能和电能的转换，没有达到真正意义上的节能，并且传统的太阳能供电系统模块之间比较独立，模块之间没有更深层次的组合应用。如充放电控制器仅仅只是控制蓄电池的充放电过程，没有与系统其他组件有更多的技术交融。总的来说，目前市场上的太阳能供电系统，应用比较单一，不够智能化、集成化，并且没有达到节能的目的。
【实用新型内容】
[0003]为了使太阳能供电装置更加集成化、智能化，达到真正意义上的节能，本实用新型提供了一种节能自控的太阳能管理装置。
[0004]本实用新型具体技术方案如下:包括太阳能供电设备和负载，所述太阳能供电设备包括太阳电池组件、充放电控制器和蓄电池组；所述充放电控制器监测所述太阳电池组件和蓄电池组的工作状态数据，控制所述太阳电池组件和蓄电池组的工作过程，并根据蓄电池组的工作状态数据控制负载的工作状态。
[0005]作为优选方式，所述充放电控制器包括主芯片、电压电流采集芯片、控制电路、输入端口、输出端口、MPPT电路、充放电保护电路；所述太阳电池组件通过充放电保护电路与蓄电池组连接，实现对蓄电池组的充电，以及蓄电池组对负载供电；所述太阳电池组件通过MPPT电路与主芯片连接，实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使系统以最高的效率对蓄电池充电；电压电流采集芯片采集太阳能电池组件、蓄电池组和负载的工作状态数据，并反馈给主芯片；主芯片根据蓄电池组的工作状态数据，通过控制电路控制负载的供电状态。
[0006]作为优选方式，所述充放电保护电路包括输入滤波电路、控制保护电路、输出滤波电路、断路器。
[0007]作为优选方式，所述主芯片为TSM320C6412DSP芯片，所述电压电流采集芯片采用CS5460A 芯片。
[0008]作为优选方式，所述太阳电池组件由若干太阳能电池板组成，所述负载为路灯、监控设备或其他用电设备。
[0009]作为优选方式，当所述负载为监控设备时，所述控制电路与所述监控设备之间通过RS232通讯接口连接。
[0010]作为优选方式，主芯片根据蓄电池组的工作状态数据，通过控制电路控制负载的供电状态的方式可为:
[0011]A、通过通信端口设定太阳能组件和蓄电池的工作参数门限，为负载工作状态提供对比参考数据；
[0012]B、实时监测太阳能组件和蓄电池组的工作电压、电流，并计算功率，确认所述装置的工作状态；
[0013]C、实时监测的太阳能组件和蓄电池的工作参数与设定的门限工作参数作对比；
[0014]D、若监测到电池电量低于门限电量时，如30% (可设定)，计算充电功率与放电功率的比值，记为充电功率/放电功率=P:
[0015](I)当P彡I时，装置不采取任何动作；
[0016](2)当P < I时，装置关闭或部分关闭负载功能。
[0017]作为优选方式，主芯片根据蓄电池组的工作状态数据，通过控制电路控制负载的供电状态的方式可为:
[0018]A、通过通信端口设定太阳能组件和蓄电池的工作参数门限，为负载工作状态提供对比参考数据；
[0019]B、实时监测太阳能组件和蓄电池组的工作电压、电流，并计算功率，确认所述装置的工作状态；
[0020]C、实时监测的太阳能组件和蓄电池的工作参数与设定的门限工作参数作对比；
[0021]D、若监测到电池电量高于某个预设值时，自动开启负载的部分或全部功能。
[0022]本实用新型所述一种节能自控的太阳能管理装置至少可实现以下有益技术效果，但不限于此:
[0023]1、节约能源，优化系统的工作参数；
[0024]2、智能控制，优化系统操作；
[0025]3、使系统更加集成化，优化设备体积。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型所述一种节能自控的太阳能管理装置硬件关系图；
[0027]图2为本实用新型所述一种节能自控的太阳能管理装置功能原理详细图；
[0028]图3为本实用新型所述一种节能自控的太阳能管理装置工作流程图。
【具体实施方式】
[0029]为了使本实用新型的内容更容易理解，现结合附图，仅当负载为监控系统时，采用具体实施例的方式，对本实用新型的技术方案进行清晰、完整的描述，应当注意，在此所述的实施例仅为本实用新型的部分实施例，而非本实用新型的全部实现方式，所述实施例仅有示例性，而不是对本实用新型所述技术方案的穷尽式限制。在不脱离本实用新型构思的前提下，所有本领域普通技术人员没有做出创造性劳动就能想到的其它实施方式，及其它对本实用新型技术方案的简单替换和各种变化，都属于本实用新型的保护范围。
[0030]本实用新型所述技术方案包括太阳能供电设备和负载。其中太阳能供电设备包括太阳能组件、充放电控制器和蓄电池；负载可以为路灯、监控设备等等。
[0031]下面就以负载为监控系统时，具体说明。
[0032]本实用新型的重点装置为充放电控制器。在常规充放电控制器的基础上，主控芯片更换为TSM320C6412 DSP，用来分析计算充放电状态及根据反馈信息发出控制指令，是整个充放电控制器的“大脑”。电压电流采集芯片更换为CS5460A，和输出输入端口连接，用来监听并采集电流电压反馈信号并发送至主控芯片TSM320C6412 DSP。除此之外还加入了控制电路，与主控芯片连接，用来执行主控芯片发出的控制指令。控制电路主要是利用二极管和三极管等电路元器件控制电路的得失电，来完成对负载某些功能及端口组件的开闭。
[0033]本实用新型主要节能手段为实时监测蓄电池状态，当电池电量低于一定值的时候，自动停止负载的控制功能或关闭一些不影响正常功能的端口和组件，从而达到节能、智控的目的，具体技术方案如下:
[0034]1、通过通信端口设定太阳能组件和蓄电池的工作参数门限，为部件工作状态提供对比参考数据；
[0035]2、实时监测太阳能组件和蓄电池组的工作电压、电流，并计算功率，确认整个装置的工作状态，如装置是处在充电状态还是放电状态，装置的充电速率和放电速率，此处充放电速率可用充放电功率表示；
[0036]3、实时监测的太阳能组件和蓄电池的工作参数与设定的门限工作参数做对比；
[0037]4、若监测到电池电量低于某个百分比(比如20%，可设置)时，计算充电功率与放电功率的比值，记为充电功率/放电功率=P:
[0038](I)当P彡I时，装置不采取任何动作；
[0039](2)当P< I时，装置关闭云台或球机的控制功能或某些不影响系统正常工作的组件和端口。
[0040]5、若监测到电池电量高于某个百分比(比如25%，可设置)时，自动开启云台或者球机的控制功能，开启已关闭的端口和组件。
[0041]本实用新型可设定太阳能组件和蓄电池的工作参数门限；
[0042]本实用新型可实时监测蓄电池的剩余电量，并与设定的门限值做对比；
[0043]本实用新型可实时监测并计算本装置的充放电功率；
[0044]本实用新型可计算充放电功率的比值；
[0045]本实用新型可自动控制装置某些组件或端口的开闭。
[0046]如图1所示，本装置由以下几部分组成:
[0047]I)太阳能组件，即太阳能板
[0048]2)充放电控制器(主要部件)
[0049]3)蓄电池组
[0050]4)负载(监控系统)
[0051]如图2所示，本实用新型所述安装连接方式:
[0052]I)太阳能组件输出端经由充放电控制器和蓄电池输入端连接，为蓄电池充电；
[0053]2)蓄电池组的输出端经由充放电控制器和负载连接，为负载供电；
[0054]3)摄像机与路由器或交换机通过网线连接，交换机或路由器通过有线或无线网络传输视频图像；
[0055]4)充放电控制器通过RS232和云台连接，开闭云台的控制功能；
[0056]如图1、2所示，本装置的工作流程如下:
[0057]I)通过RS232端口，设定蓄电池剩余电量门限值M ；
[0058]2)状态采集芯片CS5460A实时采集太阳能组件和蓄电池的工作电压电流；
[0059]3)电压电流反馈信号由CS5460A送入主控芯片TSM320C6412 DSP，并由主控芯片算出充电功率和放电功率；
[0060]4)由主控芯片TSM320C6412 DSP对充电功率和放电功率做比值P
[0061]5)电压电流反馈信号由CS5460A送入主控芯片TSM320C6412 DSP，并由主控芯片计算电池剩余电量S
[0062]6)当SSM且PSl时:主控芯片通过控制电路切断云台的控制功能；
[0063]7)当S彡M且P>1时:不采取任何动作
[0064]8)当S > M时，开启云台控制功能。
【主权项】
1.一种节能自控的太阳能管理装置，包括太阳能供电设备和负载，其特征为:所述太阳能供电设备包括太阳电池组件、充放电控制器和蓄电池组；所述充放电控制器监测所述太阳电池组件和蓄电池组的工作状态数据，控制所述太阳电池组件和蓄电池组的工作过程，并根据蓄电池组的工作状态数据控制负载的工作状态；所述充放电控制器包括主芯片、电压电流采集芯片、控制电路、输入端口、输出端口、MPPT电路、充放电保护电路；所述太阳电池组件通过充放电保护电路与蓄电池组连接，实现对蓄电池组的充电，以及蓄电池组对负载供电；所述太阳电池组件通过MPPT电路与主芯片连接，实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使系统以最高的效率对蓄电池充电；电压电流采集芯片采集太阳电池组件、蓄电池组和负载的工作状态数据，并反馈给主芯片；主芯片根据蓄电池组的工作状态数据，通过控制电路控制负载的供电状态。
2.根据权利要求1所述的节能自控的太阳能管理装置，所述充放电保护电路包括输入滤波电路、控制保护电路、输出滤波电路、断路器。
3.根据权利要求2所述的节能自控的太阳能管理装置，所述充放电控制器还包括时钟电路和数据通讯及显示电路，它们分别与主芯片连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的节能自控的太阳能管理装置，所述主芯片为TSM320C6412DSP芯片，所述电压电流采集芯片采用CS5460A芯片。
5.根据权利要求4所述的节能自控的太阳能管理装置，所述太阳电池组件由若干太阳能电池板组成，所述负载为路灯、监控设备。
6.根据权利要求5所述的节能自控的太阳能管理装置，当所述负载为监控设备时，所述控制电路与所述监控设备之间通过RS232通讯接口连接。
【专利摘要】本实用新型属于太阳能供电领域，特别涉及一种节能自控的太阳能管理装置。包括太阳能供电设备和负载,所述太阳能供电设备包括太阳电池组件、充放电控制器和蓄电池组；所述充放电控制器监测所述太阳电池组件和蓄电池组的工作状态数据，控制所述太阳电池组件和蓄电池组的工作过程，并根据蓄电池组的工作状态数据控制负载的工作状态。能够实现节约能源，优化系统的工作参数；智能控制，优化系统操作；使系统更加集成化，优化设备体积等有益效果。
【IPC分类】H02J7-35
【公开号】CN204376518
【申请号】CN201420596291
【发明人】马利家, 钟永强
【申请人】富盛科技股份有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年10月15日