一种太阳能发电扩容管理系统和方法与流程

[0001]
本发明涉及太阳能供电技术领域，尤其是一种太阳能发电扩容管理系统和方法。


背景技术：

[0002]
太阳能作为一种清洁能源，在户外设备供电中得到广泛使用，现已开发出太阳能监控系统、太阳能路灯、太阳能水利监测系统、太阳能环境监测系统、太阳能杀虫灯系统、太阳能森林防火系统和太阳能离网供电系统等采用太阳供电的应用。
[0003]
市场上使用的大型太阳能供电系统，都需要按照使用设备的用电量来设计发电太阳能板和电池容量，当增加用电设备或设备的用电量增加时，需要重新设计前端的太阳能板和电池容量，并要对现有设备进行改装，所产生的设计费、运输费、安装费以及生产成本会非常高。


技术实现要素：

[0004]
为了解决上述问题，本发明提出一种太阳能发电扩容管理系统和方法，可通过灵活增加所连接的太阳能发电单元数量完成太阳能发电扩容，无需另行设计和更换系统设备，节约了相关成本。
[0005]
本发明通过以下技术方案实现的：
[0006]
本发明提出一种太阳能发电扩容管理系统，包括太阳能发电单元和并联输出控制单元，所述太阳能发电单元包括相连接的光伏模块和电池组，所述并联输出控制单元包括多个用于连接所述太阳能发电单元的输入端口和用于连接用电设备的输出端口。
[0007]
进一步地，所述并联输出控制单元还包括微处理器、稳压模块、多个电池电量获取模块、多个电源开关模块和输出电压调整模块，所述电池电量获取模块和电源开关模块的数量均与所述输入端口的数量相同，所述输入端口用于连接所述电池组的电源输出端，多个所述输入端口分别经过一个二极管后并联接入所述稳压模块的电源输入端，所述稳压模块为所述微处理器供电，所述微处理器分别与多个所述电池电量获取模块连接，所述电池电量获取模块用于采集所述电池组的输出电压并传送至所述微处理器，多个所述输入端口还分别经过电源开关模块后并联接入所述输出电压调整模块的电源输入端，所述微处理器分别连接各个所述电源开关模块的控制端，所述输出电压调整模块的电源输出端连接所述输出端口。
[0008]
进一步地，所述电池电量获取模块为rs485通讯模块。
[0009]
进一步地，所述电池电量获取模块为a/d转换器。
[0010]
进一步地，所述输出电压调整模块包括dc/dc升压模块、平压输出模块、第一电流采样模块和第二电流采样模块，所述dc/dc升压模块和平压输出模块的电源输入端并联，所述dc/dc升压模块输出24v直流电源，所述平压输出模块输出12v直流电源，所述第一电流采样模块连接所述dc/dc升压模块的输出端和所述微处理器，所述第二电流采样模块连接所述平压输出模块的输出端和所述微处理器，所述微处理器分别连接所述dc/dc升压模块和
所述平压输出模块的控制端。
[0011]
进一步地，所述并联输出控制单元还包括显示模块，所述显示模块连接所述微处理器，所述显示模块设有24v输出指示灯、12v输出指示灯和与所述输入端口数量相同的双色led灯组。
[0012]
进一步地，所述并联输出控制单元封装于防水盒内，并灌入防水胶密封，所述并联输出控制单元的输入端口通过防水输入线与所述太阳能发电单元连接，所述并联输出控制单元的输出端口通过防水输出线与用电设备连接。
[0013]
本发明还提供一种太阳能发电扩容管理方法，可利用上述太阳能发电扩容管理系统实施，也可单独实施，包括如下步骤：
[0014]
s1：根据用电量设置多组太阳能发电单元；
[0015]
s2：依次采集各组太阳能发电单元的输出电压，选取输出电压最高的太阳能发电单元为用电设备供电；
[0016]
s3：持续监测各组太阳能发电单元的输出电压，若其中一组太阳能发电单元的输出电压大于当前供电太阳能发电单元的输出电压与调整阈值之和，则切断当前供电太阳能发电单元的输出，并选取输出电压大于当前供电太阳能发电单元的输出电压与调整阈值之和的太阳能发电单元为用电设备供电。
[0017]
进一步地，步骤3中，所述调整阈值为0.5v。
[0018]
进一步地，步骤1中，所述太阳能发电单元包括相连接的光伏模块和电池组，所述光伏模块和电池组均为模块化标准组件。
[0019]
本发明的有益效果：
[0020]
本发明提出一种太阳能发电扩容管理系统和方法，可为户外缺电地区的用电设备提供可扩容的太阳能供电，通过并联输出控制单元的设置，可灵活配置所接入的太阳能发电单元数量，以调整供电量与用电量相配适，并可实现多组太阳能发电单元对用电设备的均衡供电。本发明无需另行设计和更换系统设备，节约了相关成本。此外，本发明对系统设备进行了防水处理，适用于户外安装；显示模块各个指示灯的设置，便于指示设备工作状态，方便用户使用；电压调整模块的设置，可为用电设备提供稳定的供电，限制输出电流，保障用电安全。
附图说明
[0021]
图1为本发明实施例整体结构示意图；
[0022]
图2为本发明实施例并联输出控制单元结构示意图；
[0023]
图3为本发明应用于监控系统的安装示意图。
具体实施方式
[0024]
为了更加清楚、完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0025]
请参考图1，本发明提供一种太阳能发电扩容管理系统实施例，包括太阳能发电单元100和并联输出控制单元200，太阳能发电单元100包括相连接的光伏模块101和电池组102，并联输出控制单元200包括多个用于连接太阳能发电单元100的输入端口201和用于连
接用电设备300的输出端口202。
[0026]
在本实施例中，用户可根据用电设备300的用电量配置太阳能发电单元100的数量，并将其接入并联输出控制单元200，由并联输出控制单元200选择输出电压最高(即电池电量最高)的一组太阳能发电单元100为用电设备300供电，同时，监测其余太阳能发电单元100的输出电压，当其高于当前供电的单元时，切换由输出电压高的太阳能发电单元100为用电设备300供电，由此实现多个太阳能发电单元100对用电设备300的均衡供电。现有的由光伏模块101和电池组102所构成的太阳能发电单元100已是标准化产品，通过本实施例的设置，当增加用电设备或设备的用电量增加时，仅需在并联输出控制单元200增加所连接的太阳能发电单元100数量即可完成太阳能发电扩容，无需另行设计和更换系统设备，减小了相关成本。
[0027]
进一步地，参见图1、图2，并联输出控制单元200还包括微处理器203、稳压模块204、多个电池电量获取模块205、多个电源开关模块206和输出电压调整模块207，电池电量获取模块205和电源开关模块206的数量均与输入端口201的数量相同，输入端口201用于连接电池组102的电源输出端，多个输入端口201分别经过一个二极管后并联接入稳压模块204的电源输入端，稳压模块204为微处理器203供电，微处理器203分别与多个电池电量获取模块205连接，电池电量获取模块205用于采集电池组102的输出电压并传送至微处理器203，多个输入端口201还分别经过电源开关模块206后并联接入输出电压调整模块207的电源输入端，微处理器203分别连接各个电源开关模块206的控制端，输出电压调整模块207的电源输出端连接输出端口202。
[0028]
在本实施例中，由稳压模块204从多个太阳能发电单元100的输出端取电，二极管的设置可防止供电反充。微处理器203通过电池电量获取模块205获取电池组102的输出电压或电量。微处理器203通过控制电源开关模块206的接通或断开，选择仅由一组太阳能发电单元100为用电设备300供电。输出电压调整模块207对提供给用电设备300的输出电压进行调整。
[0029]
进一步地，参见图1、图2，电池电量获取模块205为rs485通讯模块。现有技术下的电池组通常设有电池组保护板来控制电池组的充放电过程，起到防止电池过充过放的保护作用。本实施例对于具有rs485通讯接口的电池组保护板，电池电量获取模块205通过输入端口201可与电池组保护板的rs485通讯接口直接连接，通过rs485通讯接口获取电池组的输出电压、电量等信息，并传送至微处理器203。
[0030]
进一步地，参见图1、图2，电池电量获取模块205为a/d转换器。本实施例的电池电量获取模块205通过输入端口201连接于电池组102的电源输出端，可直接采集该处的电压并转换为数字信号传送至微处理器203。
[0031]
进一步地，参见图1、图2，输出电压调整模块207包括dc/dc升压模块2071、平压输出模块2072、第一电流采样模块2073和第二电流采样模块2074，dc/dc升压模块2071和平压输出模块2072的电源输入端并联，dc/dc升压模块2071输出24v直流电源，平压输出模块2072输出12v直流电源，第一电流采样模块2073连接dc/dc升压模块2071的输出端和微处理器203，第二电流采样模块2074连接平压输出模块2072的输出端和微处理器203，微处理器203分别连接dc/dc升压模块2071和平压输出模块2072的控制端。
[0032]
本实施例中，电池组102的输出电压范围为9～15v，通过dc/dc升压模块2071升压
得到24v直流输出，通过平压输出模块2072稳压得到12v直流输出。第一电流采样模块2073用于采集dc/dc升压模块2071的输出电流，并传送至微处理器203，当电流超出额定工作范围外则由于微处理器203控制dc/dc升压模块2071关断输出。第二电流采样模块2074用于采集平压输出模块2072的输出电流，并传送至微处理器203，当电流超出额定工作范围外则由于微处理器203控制平压输出模块2072关断输出。本实施例电压调整模块207的设置，可为用电设备提供稳定的供电，限制输出电流，保障用电安全。
[0033]
进一步地，参见图1、图2，并联输出控制单元200还包括显示模块208，显示模块208连接微处理器203，显示模块208设有24v输出指示灯、12v输出指示灯和与输入端口201一一对应的双色led灯组。
[0034]
本实施例中，当用电设备接入24v直流电源输出端时，第一电流采样模块2073采集到输出电流，由微处理器203控制24v输出指示灯电点亮。当用电设备接入12v直流电源输出端时，第二电流采样模块2074采集到输出电流，由微处理器203控制12v输出指示灯电点亮。在微处理器203控制下，输入端口201在无太阳能发电单元100接入的状态下，其对应的双色led灯组无显示；输入端口201在有太阳能发电单元100接入，且该太阳能发电单元100为当前供电单元时，其对应的双色led灯组显示为绿色；输入端口201在有太阳能发电单元100接入，且该太阳能发电单元100不为当前供电单元时，其对应的双色led灯组显示为红色。本实施例显示模块各个指示灯的设置，便于指示设备工作状态，方便用户使用。
[0035]
进一步地，图3为一种太阳能发电扩容管理系统应用于监控系统的安装示意图，用电设备300为监控摄像头，并联输出控制单元200封装于防水盒内，并灌入防水胶密封，并联输出控制单元200的输入端口201通过防水输入线209与太阳能发电单元100连接，并联输出控制单元200的输出端口202通过防水输出线308与用电设备300连接。本实施例对系统设备进行了防水处理，适用于户外安装。
[0036]
本发明还提出一种太阳能发电扩容管理方法实施例，可利用本发明提出的一种太阳能发电扩容管理系统实施，也可单独实施，包括如下步骤：
[0037]
s1：根据用电量设置多组太阳能发电单元；
[0038]
s2：依次采集各组太阳能发电单元的输出电压，选取输出电压最高的太阳能发电单元为用电设备供电；
[0039]
s3：持续监测各组太阳能发电单元的输出电压，若其中一组太阳能发电单元的输出电压大于当前供电太阳能发电单元的输出电压与调整阈值之和，则切断当前供电太阳能发电单元的输出，并选取输出电压大于当前供电太阳能发电单元的输出电压与调整阈值之和的太阳能发电单元为用电设备供电。
[0040]
本实施例可实现多组太阳能发电单元对用电设备的均衡供电，通过增加太阳能发电单元的数量可提升供电量。
[0041]
进一步地，步骤3中，调整阈值为0.5v。
[0042]
进一步地，步骤1中，太阳能发电单元包括相连接的光伏模块和电池组，光伏模块和电池组均为模块化标准组件。
[0043]
综上所述，本发明提出一种太阳能发电扩容管理系统和方法，可为户外缺电地区的用电设备提供可扩容的太阳能供电，通过并联输出控制单元的设置，可灵活配置所接入的太阳能发电单元数量，以调整供电量与用电量相配适，并可实现多组太阳能发电单元对
用电设备的均衡供电。本发明无需另行设计和更换系统设备，节约了相关成本。此外，本发明对系统设备进行了防水处理，适用于户外安装；显示模块各个指示灯的设置，便于指示设备工作状态，方便用户使用；电压调整模块的设置，可为用电设备提供稳定的供电，限制输出电流，保障用电安全。
[0044]
当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。