CN103701157A - 采用超级电容储电的太阳能供电*** - Google Patents

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Abstract

采用超级电容储电的太阳能供电***，包括太阳能电池板、超级储能电容组、DC/DC升压电路、微计算机智能控制模块、储能蓄电池组、逆变器、输出负载；所述太阳能电池板的输出端与超级储能电容组的输入端连接，该超级储能电容组的输出端与DC/DC升压电路连接；所述DC/DC升压电路与储能蓄电池组的输入端连接，该储能蓄电池组的输出端直接与输出负载连接。本发明太阳能供电***延长了太阳能供电***的蓄电池维护更换周期，防止蓄电池组的过度放电，大大延长其使用寿命；降低了太阳能供电***的成本，扩大***的储电能力，可充分利用太阳能电池的发电能力，大大增加了太阳能电池板的利用率；扩大了太阳能电池板使用范围，弱光或阴雨天都具有充电能力。

Description

采用超级电容储电的太阳能供电***
技术领域
本发明涉及一种太阳能发电技术领域，尤其是涉及一种采用超级电容储电的太阳能供电***。 
背景技术
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，太阳能被誉为是二十一世纪最重要的新能源。目前人类利用的太阳能主要是太阳能的光辐射能量，并且通过两种不同的途径将其转换为热能或电能加以应用。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***。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换为电能的技术。 现有的太阳能供电***技术主要由以下几部分组成：太阳能电池板、控制器、电池、逆变器和输出负载（LED照明灯等）、连接线缆等等。太阳能发出的电经过智能控制器，直接给电池充电。然后电池里的电经逆变器给负载供电。控制器把电池板提供的电进行1Hz的占空比控制，来降低太阳能板的电流，实现对电池充电电流的控制。现有的太阳能供电***存在以下技术问题：1.太阳能供电***主要在控制器上，当太阳在中午时，太阳能电池板电流较大，足够给电池提供所需的充电电流，当早上和傍晚或阴天时，太阳能电池板的电流很小，这时没有足够的电流提供给电池充电，如果持续连续几天阴雨天，那么电池的电将过放，最总使得电池损坏；2.太能能***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年就要跟换；3.太阳能的利用率即效率太低。 
发明内容
本发明目的是提供一种采用超级电容储电的太阳能供电***。以解决现有技术所存在的太阳能电池板弱光或阴雨天不能充电、蓄电池使用寿命短、太阳能电池板的利用率低等技术问题。 
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：采用超级电容储电的太阳能供电***，包括太阳能电池板、超级储能电容组、DC/DC升压电路、微计算机智能控制模块、储能蓄电池组、逆变器、输出负载；所述太阳能电池板的输出端与超级储能电容组的输入端连接，该超级储能电容组的输出端与DC/DC升压电路连接；所述DC/DC升压电路与储能蓄电池组的输入端连接，该储能蓄电池组的输出端直接与输出负载连接。 
作为优选，所述太阳能电池板的输出端与储能蓄电池组连接。 
作为优选，所述太阳能电池板的输出端通过逆变电路与输出负载连接。 
作为优选，所述DC/DC升压电路与微计算机智能控制模块连接，该微计算机智能控制模块接地，其中微计算机智能控制模块包括智能控制、充电器、电池管理。 
作为优选，所述超级储能电容组的电容量为2500～6000法拉。 
作为优选，所述超级电容储电的太阳能供电***设有正常充电和低压充电两种模式，其中正常充模式是通过电太阳能电池板直接给储能蓄电池组充电；低压充电模式是通过超级储能电容组给储能蓄电池组充电。 
作为优选，所述超级电容储电的太阳能供电***在充电过程中，太阳能电池板与储能蓄电池组之间的电路闭合，直接给储能蓄电池组充电；当储能蓄电池组充满电后，微计算机智能控制模块控制太阳能电池板与储能蓄电池组断开，同时太阳能电池板与超级储能电容组之间的电路闭合，直接给超级储能电容组充电。 
作为优选，所述超级电容储电的太阳能供电***的供电工作原理是；当输出负载的功率小于太阳能电池板的输出功率且没有大启动电流时，太阳能电池板直接将电能通过逆变电路输送给负载；当输出负载超出太阳能电池板的输出功率，且需要有启动电流启动时，太阳能电池板与储能蓄电池组共同为负载供电；当输出负载大大超出太阳能电池板的输出功率，且需要有大启动的电流时，太阳能电池板与储能蓄电池组和超级储能电容组共同为负载供电。 
本发明具有以下优点； 
1.延长了太阳能供电***的蓄电池维护更换周期，防止蓄电池组的过度放电，大大延长其使用寿命，使其使用寿命从目前的2～3年延长到6年以上。
2.降低了太阳能供电***的成本，扩大***的储电能力，可充分利用太阳能电池的发电能力，大大增加了太阳能电池板的利用率。 
3.提高了太阳能***的可靠性，超级电容维护方便，体积小、使用寿命长。 
4.扩大了太阳能电池板使用范围，弱光或阴雨天具有充电能力。 
附图说明
图1是本发明的***电路结构示意图。 
图2是本发明电池供电***智能控制电路图。 
图3是本发明超级电容器的电路图。 
图4是现有技术太阳光照度坐标曲线示意图。 
图5是本发明太阳光照度坐标曲线示意图。 
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。 
图1是本发明的***电路结构示意图。由图1可知，采用超级电容储电的太阳能供电***，主要由太阳能电池板、超级储能电容组、DC/DC升压电路、微计算机智能控制模块、储能蓄电池组、逆变器等组成；所述太阳能电池板优选用非晶硅薄膜太阳能电池组，太阳能电池板该的输出端与超级储能电容组的输入端连接，超级储能电容组的电容量为2500～6000法拉，该超级储能电容组的输出端与DC/DC升压电路连接；DC/DC升压电路与微计算机智能控制模块连接，该微计算机智能控制模块接地，其中微计算机智能控制模块包括智能控制、充电器、电池管理。 
DC/DC升压电路与储能蓄电池组的输入端连接，该储能蓄电池组的输出端直接与输出负载连接。太阳能电池板的输出端与储能蓄电池组连接；该太阳能电池板的输出端通过逆变电路直接与输出负载连接。 
图2是本发明电池供电***智能控制电路图，图3是本发明超级电容器的电路图。由图2结合图3可知，超级电容储电的太阳能供电***设有正常充电和低压充电两种模式，其中正常充模式是通过电太阳能电池板直接给储能蓄电池组充电；低压充电模式是通过超级储能电容组给储能蓄电池组充电。超级电容储电的太阳能供电***在充电过程中，太阳能电池板与储能蓄电池组之间的电路闭合，直接给储能蓄电池组充电；当储能蓄电池组充满电后，微计算机智能控制模块控制太阳能电池板与储能蓄电池组断开，同时太阳能电池板与超级储能电容组之间的电路闭合，直接给超级储能电容组充电。超级储能电容组通过将较小的能量（早上和晚上或阴雨天的弱光能量）蓄积起来，利用电容快速充放电的特点，收集弱光下的能量，等到超级储能电容组有足够能量时，驱动后面的升降压电路来实现大电流、恒流恒压充电。 
通过图4、图5的对比，可以很直观的看出现有的太阳能电池供电***，只能在中午太阳光照足够强的早上10点到下午16点之间有效；然而，本发明太阳能电池供电***，可以从早上8：00到下午18点之间有效，延长了有效时间4个小时，充分利用太阳能电池的发电能力，扩大了太阳能电池的使用范围。 
工作时，当输出负载的功率小于太阳能电池板的输出功率且没有大启动电流时，太阳能电池板直接将电能通过逆变电路输送给负载；当输出负载超出太阳能电池板的输出功率，且需要有启动电流启动时，太阳能电池板与储能蓄电池组共同为负载供电；当输出负载大大超出太阳能电池板的输出功率，且需要有大启动的电流时，太阳能电池板与储能蓄电池组和超级储能电容组共同为负载供电。 

Claims (8)

1.采用超级电容储电的太阳能供电***，包括太阳能电池板、超级储能电容组、DC/DC升压电路、微计算机智能控制模块、储能蓄电池组、逆变器、输出负载；其特征是，所述太阳能电池板的输出端与超级储能电容组的输入端连接，该超级储能电容组的输出端与DC/DC升压电路连接；所述DC/DC升压电路与储能蓄电池组的输入端连接，该储能蓄电池组的输出端直接与输出负载连接。
2.根据权利要求1所述的采用超级电容储电的太阳能供电***，其特征是，所述太阳能电池板的输出端与储能蓄电池组连接。
3.根据权利要求1或2所述的采用超级电容储电的太阳能供电***，其特征是，所述太阳能电池板的输出端通过逆变电路与输出负载连接。
4.根据权利要求1所述的采用超级电容储电的太阳能供电***，其特征是，所述DC/DC升压电路与微计算机智能控制模块连接，该微计算机智能控制模块接地，其中微计算机智能控制模块包括智能控制、充电器、电池管理。
5.根据权利要求1所述的采用超级电容储电的太阳能供电***，其特征是，所述超级储能电容组的电容量为2500～6000法拉。
6.根据权利要求1所述的采用超级电容储电的太阳能供电***，其特征是，所述超级电容储电的太阳能供电***设有正常充电和低压充电两种模式，其中正常充模式是通过电太阳能电池板直接给储能蓄电池组充电；低压充电模式是通过超级储能电容组给储能蓄电池组充电。
7.根据权利要求1所述的采用超级电容储电的太阳能供电***，其特征是，充电过程中太阳能电池板与储能蓄电池组之间的电路闭合，直接给储能蓄电池组充电；当储能蓄电池组充满电后，微计算机智能控制模块控制太阳能电池板与储能蓄电池组断开，同时太阳能电池板与超级储能电容组之间的电路闭合，直接给超级储能电容组充电。
8.根据权利要求1所述的采用超级电容储电的太阳能供电***，其特征是，工作原理是；当输出负载的功率小于太阳能电池板的输出功率且没有大启动电流时，太阳能电池板直接将电能通过逆变电路输送给负载；当输出负载超出太阳能电池板的输出功率，且需要有启动电流启动时，太阳能电池板与储能蓄电池组共同为负载供电；当输出负载大大超出太阳能电池板的输出功率，且需要有大启动的电流时，太阳能电池板与储能蓄电池组和超级储能电容组共同为负载供电。
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