[实用新型]电容储能光伏电源

说明书

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0V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 1Ah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。

附图说明

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

下面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。