专利名称：一种太阳能供电控制系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种控制系统，具体来说为一种太阳能供电控制系统。本发明还设计 了一种太阳能供电控制系统。
背景技术：
太阳能供电系统应用非常广泛，太阳能供电系统应用的基本形式可分为两大类 独立发电系统和并网发电系统。应用主要领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、 电视差转台、光伏水泵和无电缺电地区户用供电。随着技术发展和世界经济可持续发展的 需要，发达国家已经开始有计划地推广城市光伏并网发电，主要是建设户用屋顶光伏发电 系统和MW级集中型大型并网发电系统等，同时在交通工具和城市照明等方面大力推广太 阳能太阳能供电系统的应用。太阳能供电系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很大，小到0. 3 2W的 太阳能庭院灯，大到丽级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、 空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管太阳能供电系统规模大小不一，但其组成 结构和工作原理基本相同。其中包含的主要部件为光伏组件方阵由太阳电池组件(也称 光伏电池组件)按照系统需求串、并联而成，在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出，它 是太阳能太阳能供电系统的核心部件。蓄电池将太阳电池组件产生的电能储存起来，当光 照不足或晚上、或者负载需求大于太阳电池组件所发的电量时，将储存的电能释放以满足 负载的能量需求，它是太阳能太阳能供电系统的储能部件。在发明申请号为200410054730.6，申请日期为2005年3月2日的专利“太阳能电 池与蓄电池并用的供电系统中”，公开了一种太阳能电池和蓄电池并用的组合电路，两种电 池池互相取长补短，通过通断开关，使电路组成太阳能电池单独供电，蓄电池单独供电。太 阳能电池与蓄电池同时供电和太阳能电池给蓄电池充电的不同供电和充电电路，解决了蓄 电池不能长时间供电和充电上的问题，延长了蓄电池的使用寿命。但其无法实现自动切换， 使用不方便。而现有的太阳能供电系统获得能源与四季、昼夜及阴晴等气象条件有关，这样就 影响到太阳能供电系统的应用和性能，无法充分发挥太阳能供电系统的优越性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种太阳能供电控制系统及控制 方法，该控制系统及方法能充分发挥太阳能供电系统的优越性，使其不受四季、昼夜及阴晴 等气象条件的影响。为了解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能供电控制系统，该电源控制系统 包括太阳能光伏板、蓄电池和直流稳压电源，所述电源控制述系统还包括一个控制器，该控 制器与所述太阳能光伏板、蓄电池和直流稳压电源相连接，并能控制太阳能光伏板、蓄电池 和直流稳压电源的通断。
根据本发明所述的电源控制系统，较好的是所述控制器以微处理器为核心控制部 件，将实时检测电压检值或电流值，通过微处理器驱动开关Kl和K2来实现太阳能光伏板、 蓄电池、直流稳压电源三者之间的切换。根据本发明所述的电源控制系统，较好的是所述电源控制述系统还至少包括一个 用于防止过充、过压、过流、过热、倒流、短路、防雷击保护电路，设置于所述太阳能光伏板、 蓄电池或直流稳压电源与所述控制器之间。根据本发明所述的电源控制系统，较好的是所述电源控制述系统在所述太阳能光 伏板和控制器之间还包含有一个DC/DC模块；所述电源控制述系统在所述蓄电池和控制器 之间还包含有一个AC/DC模块。根据本发明所述的电源控制系统，较好的是所述蓄电池为铅酸蓄电池。根据本发明所述的电源控制系统，较好的是所述电源控制述系统还包括一个蓄电 池快速充电模块。根据本发明所述的电源控制系统，较好的是所述蓄电池快速充电模块。该模块可 分为四个部分起振部分、逻辑部分、开关部分、整流部分。其中起振部分由IC1F、IC1E、R1、 R6、C3构成，形成RC振荡电路，逻辑部分由IC1A、IClB构成，震荡脉冲经过逻辑部分产生 TTL电平控制三极管的导通。开关部分采用两组并接的K2956与J471。整流部分采用桥式 整流电路。起振与逻辑部分可以采用⑶4069UBE集成芯片根据本发明所述的电源控制系统，较好的是所述电源控制述系统还包括一个供电 电源控制状态显示装置。一种太阳能供电控制方法包括以下步骤步骤一启动太阳能光伏板供电；步骤二 检测太阳能光伏板供电电压或电流，并与预计电压或电流值进行比较；1)若太阳能光伏板供电电压或电流大于或等于预计电压或电流值即继续采用太 阳能光伏板供电；2)若太阳能光伏板供电电压或电流小于预计电压或电流值即停止采用太阳能光 伏板供电，并通过太阳能供电电源控制系统切换至蓄电池供电；步骤三检测蓄电池的供电电压或电流，并与预计电压或电流值进行比较；1)若蓄电池的供电电压或电流大于或等于预计电压或电流值即继续蓄电池供 电；2)若蓄电池的供电电压或电流小于预计电压或电流值即停止采用蓄电池供电，并 通过太阳能供电电源控制系统切换至直流稳压电源供电。
图1为本发明所述太阳能供电控制系统的结构框图；图2为图1所述太阳能供电控制系统中的控制器电路图；图3为图1所述太阳能供电控制系统中的蓄电池充电电路原理图。
具体实施例方式以下，用实施例结合附图对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。实施例如图1所示，为本发明所述太阳能供电控制系统的结构框图。所述太阳能供电控 制系统，太阳能光伏板1、蓄电池2和直流稳压电源3，所述电源控制述系统还包括一个控制 器4，该控制器4与所述太阳能光伏板1、蓄电池2和直流稳压电源3相连接，并能控制太阳 能光伏板1、蓄电池2和直流稳压电源3的通断。如图2所示，为本发明所述太阳能供电控制系统中的控制器电路图。控制器4以 微处理器为核心控制部件，将实时检测电压检值或电流值，通过微处理器驱动开关Kl和K2 来实现太阳能光伏板1、蓄电池2、直流稳压电源3三者之间的切换。本发明所述的电源控制系统，为了延长铅酸蓄电池使用寿命，必须对其充放电条 件加以严格限制，防止蓄电池过充电或深度放电。由于太阳能光伏系统的输入电能不很稳 定，本系统中对蓄电池充电控制要比普通蓄电池充电的控制更复杂。它一般需具有防反充 电、防过充电、防过放电、温度补偿、冲放电控制器等几个环节。此外，冲放电控制器还应具 有短路保护、极性反接保护、雷击保护等保护功能。冲放电控制器也是由微控制器实现。本发明所述的电源控制系统，优选的是所述电源控制述系统在所述太阳能光伏板 和控制器之间还包含有一个DC/DC模块5 ；所述电源控制述系统在所述蓄电池和控制器之 间还包含有一个AC/DC模块6。较好的是其中蓄电池为铅酸蓄电池，还包括一个蓄电池快速 充电模块。较好的是所述电源控制述系统还包括一个供电电源控制状态显示装置。如图3所示，为所述太阳能供电控制系统中的蓄电池充电电路原理图。它可分为 四个部分起振部分、逻辑部分、开关部分、整流部分。起振部分由IC1F、IC1E、R1、R6、C3构 成，形成RC振荡电路，逻辑部分由IC1A、IClB构成，震荡脉冲经过逻辑部分产生TTL电平控 制三极管的导通。开关部分采用两组并接的K2956与J471。整流部分采用桥式整流电路。 起振与逻辑部分可以采用CD4069UBE集成芯片，该芯片具有标准对称输出特性。本发明所述的太阳能供电控制方法包括一下步骤步骤一启动太阳能光伏板供电；步骤二 检测太阳能光伏板供电电压或电流，并与预计电压或电流值进行比较；1)若太阳能光伏板供电电压或电流大于或等于预计电压或电流值即继续采用太 阳能光伏板供电；2)若太阳能光伏板供电电压或电流小于预计电压或电流值即停止采用太阳能光 伏板供电，并通过太阳能供电电源控制系统切换至蓄电池供电；步骤三检测蓄电池的供电电压或电流，并与预计电压或电流值进行比较；1)若蓄电池的供电电压或电流大于或等于预计电压或电流值即继续蓄电池供 电；2)若蓄电池的供电电压或电流小于预计电压或电流值即停止采用蓄电池供电，并 通过太阳能供电电源控制系统切换至直流稳压电源供电。所述的太阳能供电控制方法，在日照充足时，优先利用光伏电能；当光伏电板电压 或电流下降至预设值，投切至铅酸蓄电池使用；而当光伏和铅酸蓄电池均不可用时，才考虑 直流稳压电源的投切，并利用指示输出用来显示控制状态。本发明能把太阳能电源、蓄电池、普通稳压直流电源三者集成起来，构成一套多元化、可自动无扰切换的太阳能供电系统，其使太阳能供电系统不受四季、昼夜及阴晴等气象 条件的影响，具有成本相对低廉、整体性能稳定、高效节能等优点。
权利要求
一种太阳能供电控制系统，该电源控制系统包括太阳能光伏板、蓄电池和直流稳压电源，其特征在于所述电源控制述系统还包括一个控制器，该控制器与所述太阳能光伏板、蓄电池和直流稳压电源相连接，并能控制太阳能光伏板、蓄电池和直流稳压电源的通断。
2.根据权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于所述控制器以微处理器为核心 控制部件，将实时检测电压检值或电流值，通过微处理器驱动开关Kl和K2来实现太阳能光 伏板、蓄电池、直流稳压电源三者之间的切换。
3.根据权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于所述电源控制述系统还至少包 括一个用于防止过充、过压、过流、过热、倒流、短路、防雷击保护电路，设置于所述太阳能光 伏板、蓄电池或直流稳压电源与所述控制器之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电源控制系统，其特征在于所述电源控制述 系统在所述太阳能光伏板和控制器之间还包含有一个DC/DC模块。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电源控制系统，其特征在于所述电源控制述 系统在所述蓄电池和控制器之间还包含有一个AC/DC模块。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电源控制系统，其特征在于所述蓄电池为铅 酸蓄电池。
7.根据权利要求6所述的电源控制系统，其特征在于所述电源控制述系统还包括一 个蓄电池快速充电模块。
8.根据权利要求7所述的电源控制系统，其特征在于所述蓄电池快速充电模块，该模 块分为四个部分起振部分、逻辑部分、开关部分、整流部分；其中起振部分由IC1F、IC1E、 RU R6、C3构成，形成RC振荡电路，逻辑部分由IC1A、IClB构成，震荡脉冲经过逻辑部分产 生TTL电平控制三极管的导通，开关部分采用两组并接的K2956与J471，整流部分采用桥式 整流电路。
9.根据权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于所述电源控制述系统还包括一 个供电电源控制状态显示装置。
10.一种太阳能供电控制方法，该方法包括一下步骤步骤一启动太阳能光伏板供电；步骤二 检测太阳能光伏板供电电压或电流，并与预计电压或电流值进行比较；1)若太阳能光伏板供电电压或电流大于或等于预计电压或电流值即继续采用太阳能 光伏板供电；2)若太阳能光伏板供电电压或电流小于预计电压或电流值即停止采用太阳能光伏板 供电，并通过太阳能供电电源控制系统切换至蓄电池供电；步骤三检测蓄电池的供电电压或电流，并与预计电压或电流值进行比较；1)若蓄电池的供电电压或电流大于或等于预计电压或电流值即继续蓄电池供电；2)若蓄电池的供电电压或电流小于预计电压或电流值即停止采用蓄电池供电，并通过 太阳能供电电源控制系统切换至直流稳压电源供电。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能供电控制系统，该系统包括太阳能光伏板、蓄电池、直流稳压电源以及一个控制器，该控制器与所述太阳能光伏板、蓄电池和直流稳压电源相连接，并能控制太阳能光伏板、蓄电池和直流稳压电源的通断。本发明还涉及一种太阳能供电控制方法，该方法，在日照充足时，优先利用光伏电能；当光伏电板电压或电流下降至预设值，投切至铅酸蓄电池使用；而当光伏和铅酸蓄电池均不可用时，才考虑直流稳压电源的投切。本项发明能把太阳能电源、蓄电池、普通稳压直流电源三者集成起来，构成一套多元化、可自动无扰切换的太阳能供电系统，其使太阳能供电系统不受四季、昼夜及阴晴等气象条件的影响。
文档编号H02J9/06GK101888113SQ20101022918
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者梁展, 王双 申请人:湖南新亚胜科技发展有限公司