CN107332343A - 一种太阳能灯用光源的市电互补*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能灯用光源用光源的市电互补***，包括太阳能电池、高压控制模块、低压控制模块、蓄电池、市电、低压直流光源、高压交流光源，本***中分别通过高压控制模块且市电互补为高压交流光源供电、低压控制模块且市电互补为低压直流光源供电，结构简单、节能高效，且***中太阳能电池电量采集器可统计并显示每天太阳能电池的发电量，可对***实际节能进行评估与检测。

Description

一种太阳能灯用光源的市电互补***
技术领域
本发明涉及市电互补领域，具体是一种太阳能灯用光源的市电互补***。
背景技术
利用太阳能照明是人类开发利用太阳能的一个主要手段，但是，太阳能辐射具有不连续性和间歇性，而且，目前单纯的太阳能照明***的投资和成本较高、部分技术不够成熟，因此，太阳能照明***经常会在连续阴雨天时，因蓄电池电压不足而出现负载不能点亮的情况。
市电互补主要用于市电与太阳能互补灯***。天气晴好，太阳能工作状态良好时，蓄电池的电量充足光源由电池供电。当天气不理想，太阳能无法充满电池消耗的能量,电池电量消耗到一定程度，为保证光源的供电，控制器切换到市电输入，通过控制器转换之后为光源供电。当太阳能为电池充够能量，控制器切断市电输入，再由电池供电。
目前太阳能光伏电力与市电互补照明***设计中的技术关键已经不是太阳能电池和蓄电池的问题，而是市电切入过程对不同种类光源的影响。市场中市电互补对低压直流光源切换与高压交流光源切换有效控制的***，结构复杂，耗能大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能灯用光源的市电互补***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种太阳能灯用光源用光源的市电互补***，包括太阳能电池、高压控制模块、低压控制模块、蓄电池、市电、低压直流光源、高压交流光源，所述太阳能电池分别连接高压控制模块与低压控制模块，所述高压控制模块包括控制器一、逆变器、转换继电器一，所述控制器一包括MPPT控制器、太阳能电池电量采集器，所述MPPT控制器连接蓄电池，所述太阳能电池电量采集器用于统计出太阳能电池每天的发电量，控制器一连接逆变器，所述逆变器用于将太阳能电池提供的直流电源转换为交流电源，逆变器连接转换继电器一，逆变器连接市电，所述转换继电器一的常闭触点与市电连接，转换继电器一的常开触点与高压交流光连接，所述蓄电池与逆变器连接；
所述低压控制模块包括控制器二、转换继电器二、AC/DC转换器，所述控制器二设置有MPPT控制器，控制器二与蓄电池连接，控制器二依次连接AC/DC转换器与市电，所述AC/DC转换器用于将交流电源转换为直流电源，AC/DC转换器与转换继电器二连接，市电与AC/DC转换器连接，所述转换继电器二的常开触点与市电连接，转换继电器二的常闭触点与低压直流光源连接。
作为本发明进一步的方案：所述高压控制模块设置有双路供电的交流220V电子镇流器，低压控制模块设置有由二极管隔离的双路直流供电线路。
作为本发明进一步的方案：所述控制器一中的MPPT控制器依据MPPT算法跟踪太阳能电池的最大功率点，MPPT算法优选为扰动观察法。
作为本发明进一步的方案：所述转换继电器一的电磁线圈由蓄电池供电。
作为本发明进一步的方案：所述AC/DC转换器可直接启动低压直流光源。
作为本发明进一步的方案：所述太阳能电池电量采集器包括太阳能电池、电流电压转换电路、电压转换电路、电压表、单片机控制器、稳压装置、显示装置、蓄电池，所述电流电压转换电路包括霍尔传感器、功放器、电压表，所述霍尔传感器两端接在功放器的两个输入端，所述功放器输出端连接单片机控制器，所述电压转换电路连接单片机控制器，所述单片机控制器连接显示装置，单片机控制器通过稳压装置连接蓄电池。
作为本发明进一步的方案：所述蓄电池设置有报警装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本***中分别通过高压控制模块且市电互补为高压交流光源供电、低压控制模块且市电互补为低压直流光源供电，结构简单、节能高效，且***中太阳能电池电量采集器可统计并显示每天太阳能电池的发电量。
附图说明
图1为一种太阳能灯用光源的市电互补***组成示意图；
图2为太阳能电池电量采集器结构组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种太阳能灯用光源的市电互补***，包括太阳能电池1、高压控制模块2、低压控制模块3、蓄电池4、市电5、低压直流光源6、高压交流光源7，所述太阳能电池1分别连接高压控制模块2与低压控制模块3，所述高压控制模块2包括控制器一21、逆变器22、转换继电器一23，所述控制器一21包括MPPT控制器、太阳能电池电量采集器，所述MPPT控制器控制太阳能电池1以最大功率点输出电量，MPPT控制器连接蓄电池4，并对其进行浮电充电，所述太阳能电池电量采集器用于统计出太阳能电池每天的发电量，控制器一21连接逆变器22，所述逆变器22用于将太阳能电池提供的直流电源转换为交流电源，逆变器22连接转换继电器一23，逆变器22连接市电5，所述转换继电器一23的常闭触点与市电5连接，转换继电器一23的常开触点与高压交流光7连接，所述蓄电池4与逆变器22连接；
所述低压控制模块3包括控制器二31、转换继电器二32、AC/DC转换器33，所述控制器二31设置有MPPT控制器，控制器二31与蓄电池连接，控制器二31依次连接AC/DC转换器33与市电5，所述AC/DC转换器33用于将交流电源转换为直流电源，AC/DC转换器33与转换继电器二32连接，市电5与AC/DC转换器33连接，所述转换继电器二32的常开触点与市电5连接，转换继电器二32的常闭触点与低压直流光源6连接。
所述高压控制模块2设置有双路供电的交流220V电子镇流器，低压控制模块3设置有由二极管隔离的双路直流供电线路，市电5切换时实现无缝隙切换。
所述控制器一21中的MPPT控制器依据MPPT算法跟踪太阳能电池1的最大功率点，MPPT算法优选为扰动观察法。
所述转换继电器一23的电磁线圈由蓄电池4供电，一旦太阳能电池在连续阴雨天或其他原因出现故障，市电5将可靠进入连接状态。
所述AC/DC转换器33可直接启动低压直流光源6，当蓄电池4的电压低到一定值时，***直接切换为市电5。
所述太阳能电池电量采集器包括太阳能电池1、电流电压转换电路200、电压转换电路300、电压表400、单片机控制器500、稳压装置600、显示装置700、蓄电池4，所述电流电压转换电路200包括霍尔传感器210、功放器220、电压表230，所述霍尔传感器210两端接在功放器220的两个输入端，所述功放器220输出端连接单片机控制器500，所述电压转换电路300连接单片机控制器500，，所述单片机控制器500连接显示装置700，单片机控制器500通过稳压装置600连接蓄电池4；
所述太阳能电池电量采集器工作原理：太阳能电池1接收光照时，内部产生电流，对蓄电池4充电，单片机控制器500通过稳压装置600由蓄电池4提供驱动电压，对太阳能电池产生的电量进行信号采集，由于单片机控制器500只能接受电压信号，且不能超过5V，所以在接收信号前由电流电压转换电路200、电压转换电路300把信号调至合适的电压，再经由内部运算处理，将结果送至显示装置700上，显示电池发电总量，且用来对***实际节能进行评估与检测。
所述蓄电池4设置有报警装置。
本发明的工作原理：
太阳能电池1经高压控制模块2中控制器一21向逆变器22提供直流电源，并向蓄电池4浮电充电，逆变器22将直流电源转换为交流电源，连接转换继电器一23，为高压交流光源7供电，一旦太阳能电池在连续阴雨天或其他原因出现故障，市电5将可靠进入连接状态，为高压交流光源7供电；太阳能电池1经低压控制模块3中控制器二31，连接转换继电器二32，为低压直流光源6供电，并为蓄电池4浮电充电，当蓄电池4的电压低到一定值时，***直接切换为市电5，市电5经由AC/DC转换器33，将交流电源转换为直流电源，为低压直流光源6供电。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种太阳能灯用光源的市电互补***，其特征在于，包括太阳能电池（1）、高压控制模块（2）、低压控制模块（3）、蓄电池（4）、市电（5）、低压直流光源（6）、高压交流光源（7），所述太阳能电池（1）分别连接高压控制模块（2）与低压控制模块（3），所述高压控制模块（2）包括控制器一（21）、逆变器（22）、转换继电器一（23），所述控制器一（21）包括MPPT控制器、太阳能电池电量采集器，所述MPPT控制器连接蓄电池（4），所述太阳能电池电量采集器用于统计出太阳能电池每天的发电量，控制器一（21）连接逆变器（22），所述逆变器（22）用于将太阳能电池提供的直流电源转换为交流电源，逆变器（22）连接转换继电器一（23），逆变器（22）连接市电（5），所述转换继电器一（23）的常闭触点与市电（5）连接，转换继电器一（23）的常开触点与高压交流光（7）连接，所述蓄电池（4）与逆变器（22）连接；
所述低压控制模块（3）包括控制器二（31）、转换继电器二（32）、AC/DC转换器（33），所述控制器二（31）设置有MPPT控制器，控制器二（31）与蓄电池连接，控制器二（31）依次连接AC/DC转换器（33）与市电（5），所述AC/DC转换器（33）用于将交流电源转换为直流电源，AC/DC转换器（33）与转换继电器二（32）连接，市电（5）与AC/DC转换器（33）连接，所述转换继电器二（32）的常开触点与市电（5）连接，转换继电器二（32）的常闭触点与低压直流光源（6）连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能灯用光源的市电互补***，其特征在于，所述高压控制模块（2）设置有双路供电的交流220V电子镇流器，低压控制模块（3）设置有由二极管隔离的双路直流供电线路。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能灯用光源的市电互补***，其特征在于，所述控制器一（21）中的MPPT控制器依据MPPT算法跟踪太阳能电池（1）的最大功率点，MPPT算法优选为扰动观察法。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能灯用光源的市电互补***，其特征在于，所述转换继电器一（23）的电磁线圈由蓄电池（4）供电。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能灯用光源的市电互补***，其特征在于，所述AC/DC转换器（33）可直接启动低压直流光源（6）。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能灯用光源的市电互补***，其特征在于，所述太阳能电池电量采集器包括太阳能电池（1）、电流电压转换电路（200）、电压转换电路（300）、电压表（400）、单片机控制器（500）、稳压装置（600）、显示装置（700）、蓄电池（4），所述电流电压转换电路（200）包括霍尔传感器（210）、功放器（220）、电压表（230），所述霍尔传感器（210）两端接在功放器（220）的两个输入端，所述功放器（220）输出端连接单片机控制器（500），所述电压转换电路（300）连接单片机控制器（500），所述单片机控制器（500）连接显示装置（700），单片机控制器（500）通过稳压装置（600）连接蓄电池（4）。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能灯用光源的市电互补***，其特征在于，所述蓄电池（4）设置有报警装置。
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