[发明专利]光伏供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏供电领域，主要作为离网光伏供电电源，特别是涉及MPPT技术、PWM充电技术以及电源转换技术的光伏供电系统。

背景技术

在光伏供电领域中，对于并网发电的研究相对较多，但光伏发电并网因受到时间因素的限制无法大规模使用。虽然其作为独立移动式供电系统的优势极其明显，但由于技术原因，光伏供电系统的能量转化率不高，成本却很高，这使得现今条件下移动光伏供电系统未能得到普及。交流电的优势主要体现于远距离输电及其变压器构造简单、容量大；但在小规模用电，如家庭、日常办公等环境中直流电具有更大的优势。

在现有的独立光伏供电系统中，有一部分供电系统输出的是交流电，由于其逆变环节能量损耗很大，致使原本输出能量就不大的系统在产能效率上急剧降低；另一部分供电系统为实现对能量利用的最大化，对负载的工作电压宽度及其他一些参数会有所要求，致使工作输出电压不稳定，使得系统在用电器方面也受到很大限制。因此，需要一种新的光伏供电系统，使太阳能电池板的输出能量最大化，同时，给予用户端稳定而持久的负载。

发明内容

本发明的目的在于，从面向能源的角度出发，通过监视太阳能电池板的输出情况，调节整个系统的等效电阻，使太阳能电池板的输出能量最大化，并通过设置一个剩余功率的消耗负载以有效地利用过剩能量；同时，从用户的角度出发，通过蓄电池以及稳定输出的DC/DC模块给予用户端稳定而持久的负载。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种光伏供电系统，包括第一开关直流升压电路、蓄电池充放电控制模块、最大功率点跟踪太阳能控制器、第二开关直流升压电路以及单片机控制器；所述第一开关直流升压电路耦接至太阳能电池板，用于对所述太阳能电池板的输入电压进行升压处理；所述蓄电池充放电控制模块耦接至所述第一开关直流升压电路，用于控制蓄电池的充放电；所述最大功率点跟踪太阳能控制器耦接至所述第一开关直流升压电路，用于调整系统输出功率，以实现所述太阳能电池板的最大功率输出；所述第二开关直流升压电路耦接至所述最大功率点跟踪太阳能控制器，用于对输出负载提供稳定电压输出；所述单片机控制器耦接至所述最大功率点跟踪太阳能控制器，同时通过一第一传感器耦接至所述太阳能电池板，用于接收第一传感器检测的电压和电流信号，以及通过一第二传感器耦接至所述蓄电池充放电控制模块，用于接收第二传感器检测的电压和电流信号，所述单片机控制器对接收到的各信号进行处理，并发送控制信号至所述最大功率点跟踪太阳能控制器。

本发明优点如下：

1.  保证太阳能电池板输出最大功率，充分利用能源；

2.  蓄电池接入系统有效的保证了系统运行的稳定性；

3.  输出负载可以在稳定电压环境下工作，有利于保护负载；

4.  对于过剩的功率，可通过能够在宽电压环境下工作的消耗负载充分利用；

5.  能够对蓄电池的状态进行检测，适应其工作参数并相应调整系统工作状态；

6.  输入到输出经两级DC/DC变换，提供缓冲并降低对单片机控制器的性能要求；

7.  通过简易的用户界面实现人机交互，以适应用户需求。

附图说明

图1是本发明光伏供电系统的架构框图。

图2是本发明光伏供电系统一实施方式的电路图；

图3是图2所示电路图的原理等效电路图；

图4是本发明光伏供电系统一实施例的电路图；

图5是图4所示电路图的原理等效电路图；

图6是本发明光伏供电系统另一实施例的电路图；

图7是图6所示电路图的原理等效电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明光伏供电系统进行详细说明，但是应当指出，本发明的实施方式以及实施例是为了解释目的的优选方案，并不是对本发明范围的限制。

参见附图1，一种光伏供电系统，包括第一开关直流升压电路11、蓄电池充放电控制模块12、最大功率点跟踪太阳能控制器13、第二开关直流升压电路14以及单片机控制器15。

所述第一开关直流升压电路11耦接至太阳能电池板10，用于对所述太阳能电池板10的输入电压进行DC/DC变换以及升压处理。经过升压后得到的中间电压，可以作为充电电路的输入电压用于给蓄电池20充电，同时还作为后部分负载电路的输入电压。

所述蓄电池充放电控制模块12耦接至所述第一开关直流升压电路11，用于控制蓄电池20的充放电。所述蓄电池20可以采用磷酸铁锂电池。