CN210111677U - 一种直流太阳能*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流太阳能***，包括：太阳能组件、太阳能控制器、至少一个DC/DC升压电路和至少一个DC/DC降压电路；太阳能组件的输出端通过所述太阳能控制器分别与至少一个所述DC/DC升压电路和至少一个所述DC/DC降压电路的输入端电联接。本实用新型不需要转换成交流电，直接给直流负载供电，具有***简单、能量损失小、***整体效率高等优点，且能同时满足不同功率需求的负载的用电要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种直流太阳能***。
背景技术
太阳能发电因其清洁高效、方便快捷、***简单、适用环境广、性价比高等优势而越发受到青睐，从国家到地方不断的推出各项政策来引导支持太阳能产业的发展。在此大的背景下，太阳能产业链从上游硅材料提纯生产，到中游的芯片、组件制造，再到下游的太阳能***应用都在快速有序的发展壮大，清洁的太阳能电力在整个电力应用中占据的比例越来越高。
太阳能发电为直流电，太阳能发电***多由发电部分、逆变部分、用电部分组成，按照与电网关系可分成并网***、离网***以及并离网***。并网***为太阳所发直流电经过光伏逆变器变为交流电，交流电再经过变压器进行电压调整，调整为与大电网电压、频率相同的电力进行直接并网。离网***需配置储能***，与逆变器、控制器、变压器等共同组成光储离网***，为负载进行供电。并离网***兼具上述两者功能，与大电网可进行双向互动，负载电力可源于太阳能、储能电池及大电网。
当前户用电器各种负载中直流电器越来越多，小到手机、手电、LED灯、手环等USB负载，大到电视、冰箱、洗衣机、电动自行车、电动汽车等都可直接进行直流接入的负载，即可以不用适配器进行交流电变换。因此，对于太阳能直流微网***来说，直流负载直接接入***将更加高效。
实用新型内容
本实用新型提供了一种直流太阳能***，不需要转换成交流电，直接给直流负载供电，具有***简单、能量损失小、***整体效率高等优点。
本实用新型提供的直流太阳能***，包括：太阳能组件、太阳能控制器、至少一个DC/DC升压电路和至少一个DC/DC降压电路；
太阳能组件的输出端通过所述太阳能控制器分别与至少一个所述DC/DC升压电路和至少一个所述DC/DC降压电路的输入端电联接。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
图1为本实用新型实施例提供的直流太阳能***结构示意图一；
图2为本实用新型实施例提供的直流太阳能***示结构意图二；
图3为本实用新型实施例提供的直流太阳能***示结构意图三；
图4为本实用新型实施例提供的直流太阳能***示结构意图四。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提供了一种直流太阳能***，包括：太阳能组件1、太阳能控制器2、至少一个DC/DC升压电路3和至少一个DC/DC降压电路4；
太阳能组件1的输出端通过所述太阳能控制器2分别与至少一个所述DC/DC升压电路3和至少一个所述DC/DC降压电路4的输入端电联接。
本实施例提供的直流太阳能***，从发电到用电，不需要转换成交流电，直接给直流负载供电，具有***简单、能量损失小、***整体效率高等优点，且能同时满足不同功率需求的负载的用电要求。
本实施例中，所述DC/DC升压电路3至少两个，所述至少两个DC/DC升压电路3的输出电压不同，可根据太阳能组件1的实际功率情况及负载情况，配置DC/DC升压电路3的个数及输出电压的大小。所述DC/DC降压电路4至少两个，所述至少两个DC/DC降压电路4的输出电压不同，可根据太阳能组件1的实际功率情况及负载情况，配置DC/DC降压电路4的个数及输出电压的大小。
在本实施例中，输出接口为符合相关标准的不同电压级别的标准接口，包括但不限于5V USB接口、ATX 12V接口、ATX 48V接口及最高750V的电动汽车充电接口。多个接口可单独工作，也可同时工作，同时工作时的功率分配可通过现有的成熟技术进行控制。所述DC/DC升压电路3输出电压的接口包括USB接口、ATX接口和电动汽车充电接口中的一种或几种。所述DC/DC降压电路4输出的电压的接口包括USB接口和/或ATX接口。
如图2所示，在另一个优选的实施例中，直流太阳能***还包括稳压电路5，所述稳压电路5的输入端分别与所述DC/DC升压电路3和所述DC/DC降压电路4的输出端电联接。本实施例中，稳压电路5的设置，能有效提高***输出电压的稳定性，有效保护负载，提高用户的使用体验。
如图3所示，在另一个优选的实施例中，直流太阳能***还包括储能模块6，太阳能组件1的输出端通过所述太阳能控制器2与所述储能模块6的输入端电联接。本实施例中，储能模块6的设置，能存储太阳能组件1发的电中除直接供给负载用电外多余的电量，有效提高对太阳能组件1发的电的利用率。
在另一个优选的实施例中，所述储能模块6的输出端与所述DC/DC升压电路3的输入端和/或所述DC/DC降压电路4的输入端电联接。本实施例中，所述DC/DC升压电路3和DC/DC降压电路4统称为DC/DC转换电路7。储能模块6与DC/DC升压电路3的输入端和/或DC/DC降压电路4连接，能在太阳能组件1实发时用模式或太阳能组件1无法发电，不能满足负载用电需求的情况下，为负载提供电能，满足用户的用电需求。
如图4所述，在另一个优选的实施例中，所述储能模块6包括储能电池61和充放电保护电路62，所述储能电池61通过所述充放电保护电路62充电或放电。充放电保护电路62能防止储能电池61过充或过放情况的发生，对储能电池61进行有效保护，延长储能电池61的使用寿命。
本实施例中，储能电池61不限于由锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅酸电池等经串并联组成的电池模块，储能电池61的配置容量根据负载功率、备电时间以及太阳能组件1的输入功率等来确定。本实施例中，充放电保护电路62可以采用市场上成熟通用的具备完善电池管理功能的产品BMS对储能电池61进行保护，BMS的主要功能包括储能电池61的电流、电压、温度等数据的采集传输，储能电池61的超压、过流保护等。
在另一个实施例中，所述太阳能控制器2为太阳能最大功率跟踪控制器，用于跟踪太阳能组件1的发电效率，使太阳能组件1始终处于最佳的输出功率。太阳能最大功率跟踪控制器已为市场成熟技术，不再赘述。
值得一提的是，本实施例所述的太阳能组件1包括但不限于晶硅系列产品和薄膜系列产品。其中，晶硅系列产品包括但不限于单晶硅和多晶硅太阳能电池；薄膜系列产品包括但不限于非晶硅、碲化镉、砷化镓、铜铟镓硒、硫化镉、钙钛矿等太阳能电池。
本实施例提供的直流太阳能***的主要应用场景为户用光储离网场景，包括家庭应用、工商业应用、偏远地区等无大电网的区域的供电。其中太阳能组件1功率多在1kW以上，***输出电压在5V～750V之间设立了多个常用电压档位。
白天天气好时，太阳能组件1进行发电，输出总功率PS，同时负载消耗总功率PL，当PS≥PL时，太阳能组件1同时向负载和储能电池61供电，并优先保证负载工作，同时储能电池61处于充电状态；当PS＜PL时，储能电池61与太阳能组件1同时向负载进行供电，输出功率比例可以利用现有的成熟技术进行自动调节。
夜间，太阳能组件1停止发电，负载用电由储能电池61提供，可以满足一时间段内负载所需电力。
以下为几个更为具体的实施例，用以说明本实施例提供的直流太阳能***的应用场景。
实施例一
2kW便携式直流太阳能***，配置800W铜铟镓硒薄膜组件，匹配2000Wh磷酸铁锂储能电池61，直流输出可实现5V USB标准输出、ATX 12V输出和48V输出。一般情况下，室外工作4h可产生约800W*4h＝3200Wh能量，白天在充满储能电池61情况下，还可剩余约1200Wh能量，可满足多部手机及pad、LED照明等产品需求。
实施例二
10kW户用直流太阳能***，配置4kW单晶硅太阳能组件1，匹配10kWh磷酸铁锂储能电池61***，直流输出可实现5V USB标准输出、ATX 12V输出和48V输出。一般情况下，室外工作4h可产生约4000W*4h＝16kWh能量，白天在充满储能电池61的情况下，还可剩余约6000Wh能量，可满足白天及夜间多部手机及pad、LED照明、直流电视、冰箱、电动自行车等产品需求，满足日常生活需求。
实施例三
100kW的户用或商用直流太阳能***，配置80kW铜铟镓硒薄膜组件，匹配500kWh铅炭储能电池61，匹配最高可实现750V直流输出的30kW直流充电桩，可满足当前一般电动汽车的充电工作电压范围。
虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种直流太阳能***，其特征在于，包括：太阳能组件、太阳能控制器、至少一个DC/DC升压电路和至少一个DC/DC降压电路；
太阳能组件的输出端通过所述太阳能控制器分别与至少一个所述DC/DC升压电路和至少一个所述DC/DC降压电路的输入端电联接。
2.根据权利要求1所述的直流太阳能***，其特征在于，所述DC/DC升压电路至少两个，所述至少两个DC/DC升压电路的输出电压不同。
3.根据权利要求1所述的直流太阳能***，其特征在于，所述DC/DC降压电路至少两个，所述至少两个DC/DC降压电路的输出电压不同。
4.根据权利要求1所述的直流太阳能***，其特征在于，所述DC/DC升压电路输出电压的接口包括USB接口、ATX接口和电动汽车充电接口中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的直流太阳能***，其特征在于，所述DC/DC降压电路输出的电压的接口包括USB接口和/或ATX接口。
6.根据权利要求1所述的直流太阳能***，其特征在于，还包括稳压电路，所述稳压电路的输入端分别与所述DC/DC升压电路和所述DC/DC降压电路的输出端电联接。
7.根据权利要求1～6任一项所述的直流太阳能***，其特征在于，还包括储能模块，太阳能组件的输出端通过所述太阳能控制器与所述储能模块的输入端电联接。
8.根据权利要求7所述的直流太阳能***，其特征在于，所述储能模块的输出端与所述DC/DC升压电路的输入端和/或所述DC/DC降压电路的输入端电联接。
9.根据权利要求7所述的直流太阳能***，其特征在于，所述储能模块包括储能电池和充放电保护电路，所述储能电池通过所述充放电保护电路充电或放电。
10.根据权利要求7所述的直流太阳能***，其特征在于，所述太阳能控制器为太阳能最大功率跟踪控制器。
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