專利名稱：太陽能光伏系統(tǒng)及應(yīng)用方法
太陽能光伏系統(tǒng)及應(yīng)用方法
孝支術(shù)令頁i或本發(fā)明涉及供電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及利用太陽能供電的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有太陽能光伏系統(tǒng)包括太陽能電池板、控制器、蓄電池和逆變器，見 圖8所示。太陽光經(jīng)太陽能電池板i'轉(zhuǎn)換為直流電，直流電經(jīng)控制器給蓄電池充電，蓄電 池經(jīng)控制器輸出直流電給DC/AC逆變器，DC/AC逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為110/220V交流電給 交流用電器使用，如電視機(jī)、衛(wèi)星接收機(jī)、收音機(jī)、曰光燈、路燈等交流用電器。由于存 在逆變器，現(xiàn)有太陽能光伏裝置存在以下缺點(diǎn)效率低；有110/220VAC交流電，超出安 全電壓42.4VAC/60VDC，安全性低；需通過強(qiáng)性安全制認(rèn)證方可銷售；系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜笨重； 可靠性低；成本高；運(yùn)輸、安裝、維護(hù)費(fèi)用昂貴
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種 直接輸出直流電的太陽能光伏系統(tǒng)及應(yīng)用方法。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
設(shè)計(jì)、使用一種太陽能光伏系統(tǒng)，包括太陽能電池板、控制器和蓄電池，所述控制 器分別與太陽能電池板和蓄電池電連接，所述控制器包括
DC/DC轉(zhuǎn)換單元，用于將所述太陽能電池板輸出轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流輸出或者將所述 蓄電池輸出直流電轉(zhuǎn)換為直流用電器所需的直流電；
充電管理單元，用于向所述蓄電池進(jìn)行恒流充電或浮充充電，提供對蓄電池的過壓
保護(hù)；
放電管理單元，用于向所述蓄電池進(jìn)行欠壓保護(hù)、過放保護(hù)和/或溫度補(bǔ)償。
提供一種太陽能光伏應(yīng)用方法，包括以下步驟 ①太陽能電池板將太陽光轉(zhuǎn)換為直流電；② 所述直流電經(jīng)控制器給蓄電池充電；
③ 所述蓄電池經(jīng)控制器輸出直流電直接給直流用電器使用。 本發(fā)明由于將蓄電池的直流電直接輸出給直流用電器使用，沒有逆變器，由于逆變
器的轉(zhuǎn)換效率一般不到卯％,同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的技術(shù)效果在于在用電器功耗
相同的情況和用電時(shí)將相同的情況下，降低了所述太陽能電池板的功率、重量以及成本，
減小了太陽能電池板的面積；同時(shí)也降低了蓄電池的體積、重量和成本；增強(qiáng)了可靠性和 安全性，節(jié)省了維護(hù)和保養(yǎng)費(fèi)用。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的方框示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的方框示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例三的方框示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例四的方框示意圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例五的方框示意圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例六的方框示意圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例七的方框示意圖； 圖8是現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能光伏裝置的方框示意圖。
具f本實(shí)施方式以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。
本發(fā)明的實(shí)施例一如圖l所示，包括太陽能電池板l、控制器l和蓄電池l。所述控 制器包括四個(gè)模塊單元充電管理單元21、放電管理單元22、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換單元23、 第二DC/DC轉(zhuǎn)換單元24。
具體連接如下
太陽能電池板1輸出至第一 DC/DC轉(zhuǎn)換單元23,第一 DC/DC轉(zhuǎn)換單元23輸出至充電 管理單元21，充電管理單元21輸出至蓄電池3，蓄電池3連接至放電管理單元22,放電 管理單元22輸出至第二 DC/DC轉(zhuǎn)換單元23。太陽能電池板由于光照變化引起的輸出電壓、電流不穩(wěn)定，第一 DC/DC轉(zhuǎn)換單元23 用于將太陽能電池板1輸出轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流輸出；經(jīng)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換單元23轉(zhuǎn)換為穩(wěn) 定的電壓或電流，可以實(shí)現(xiàn)對電池恒壓、恒流或浮充充電，將太陽能電池板1的利用率達(dá) 到最大。充電管理單元21用于對蓄電池3進(jìn)行恒流充電或浮充充電、電池過壓保護(hù)而防 止電池過充損壞等。放電管理單元22用于對蓄電池3進(jìn)行欠壓保護(hù)、過放保護(hù)、溫度補(bǔ) 償，防止電池過放損壞。由于蓄電池輸出電壓、電流隨著負(fù)載變化而變化，負(fù)載得到的電 壓、電流不穩(wěn)定。蓄電池經(jīng)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換單元24轉(zhuǎn)換后可以給負(fù)載提供穩(wěn)定的電壓或 電流。第二 DC/DC轉(zhuǎn)換單元24將蓄電池3輸出直流電轉(zhuǎn)換為直流用電器所需的各種直流 電。
本實(shí)施例二如圖2所示，所述控制器2包括三個(gè)模塊單元DC/DC轉(zhuǎn)換單元23、充電 管理單元21、放電管理單元22。
具體連接如下
太陽能電池板1輸出連接至DC/DC轉(zhuǎn)換單元23, DC/DC轉(zhuǎn)換單元23輸出連接至充電 管理單元21,充電管理單元21輸出連接至蓄電池3,蓄電池3連接至放電管理單元22。 放電管理單元22輸出連接至直流用電器。
DC/DC轉(zhuǎn)換單元23將太陽能電池板1輸出轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流輸出，并將太陽能電池板 1的輸出功率利用到最大化。充電管理單元21用于對蓄電池3進(jìn)行恒壓、恒流充電、浮充 充電、電池過壓保護(hù)、防止電池過充損壞等。放電管理單元22用于對蓄電池3提供欠壓 保護(hù)、過放保護(hù)、溫度補(bǔ)償、防止電池過放損壞。
本發(fā)明實(shí)施例三如圖3所示，所述控制器2包括三個(gè)模塊單元充電管理單元21、放 電管理單元22、 DC/DC轉(zhuǎn)換單元23。
具體連接如下
太陽能電池板1輸出端連接至充電管理單元21輸入端，充電管理單元21輸出端連接 至蓄電池3，蓄電池3輸出端連接至放電管理單元22輸入端，放電管理單元22輸出端連 接至DC/DC轉(zhuǎn)換單元23輸入端。DC/DC轉(zhuǎn)換單元輸23出端連接至直流用電器。
充電管理單元21用于對蓄電池3進(jìn)行恒壓、恒流充電或浮充充電，電池過壓保護(hù)而
6防止電池過充損壞等。放電管理單元22用于對蓄電池3進(jìn)行欠壓保護(hù)、溫度補(bǔ)償，過放 保護(hù)、防止電池過放損壞。DC/DC轉(zhuǎn)換單元23將蓄電池輸出直流電轉(zhuǎn)換為直流用電器所需 的各種直流電。
本發(fā)明實(shí)施例四如圖4所示，所述控制器包括三個(gè)模塊單元充電管理單元21、DC/DC 轉(zhuǎn)換單元23、放電管理單元22。
太陽能電池板1連接至DC/DC轉(zhuǎn)換單元23輸入端和充電管理單元21輸入端，DC/DC 轉(zhuǎn)換單元23輸出端連接至直流用電器輸出端。充電管理單元21輸出端連接至給蓄電池3 輸入端，蓄電池3輸出端連接至放電管理單元23輸入端。放電管理單元23輸出端連接至 直流用電器。
充電管理單元21對蓄電池3進(jìn)行恒壓、恒流充電或浮充充電，電池過壓保護(hù)、防止 電池過充損壞等。DC/DC轉(zhuǎn)換單元23將太陽能電池板1輸出直流電轉(zhuǎn)換為直流電給直流用 電器，并將太陽能電池板1的輸出功率利用到最大化。放電管理單元22對蓄電池3提供 欠壓保護(hù)、溫度補(bǔ)償，過放保護(hù)、防止電池過放損壞。
本發(fā)明實(shí)施例五如圖5所示，所述控制器2包括四個(gè)模塊單元充電管理單元21、單 向?qū)щ娍刂茊卧?5、放電管理單元22和DC/DC轉(zhuǎn)換單元23。
太陽能電池板1輸出端連接至單向?qū)щ娍刂茊卧?5輸入端和充電管理單元21輸入端， 單向?qū)щ娍刂茊卧?5輸出端連接至DC/DC轉(zhuǎn)換單元23輸入端，DC/DC轉(zhuǎn)換單元23輸出端 連接至直流用電器。充電管理單元21連接至蓄電池3，蓄電池3輸出端連接至放電管理單 元22輸入端，放電管理單元22輸出端連接至DC/DC轉(zhuǎn)換單元23輸入端，DC/DC轉(zhuǎn)換單元 23輸出端連接至直流用電器。
充電管理單元21對蓄電池3進(jìn)行恒壓、恒流充電或浮充充電，提供溫度補(bǔ)償、電池 過壓保護(hù)，防止電池過充損壞等。單向?qū)щ娍刂茊卧?5將放電管理單元22與充電管理單 元21相互隔離，以保證各單元穩(wěn)定的工作，并提高太陽能電池板利用率。放電管理單元 22提供欠壓保護(hù)、過放保護(hù)，防止電池過放損壞。DC/DC轉(zhuǎn)換單元23將太陽能電池板3 輸出直流電轉(zhuǎn)換為直流電給直流用電器。本發(fā)明實(shí)施例六如圖6所示，所述控制器2包括四個(gè)模塊單元DC/DC轉(zhuǎn)換單元23、 充電管理單元21、單向?qū)щ娍刂茊卧?5、放電管理單元22。
太陽能電池板1輸出端連接至DC/DC轉(zhuǎn)換單元23輸入端，DC/DC轉(zhuǎn)換單元23輸出端 連接至單向?qū)щ娍刂茊卧?5輸入端和充電管理單元21輸入端，單向?qū)щ娍刂茊卧?5輸 出端連接至直流用電器端。充電管理單元21輸出端連接至蓄電池3輸入端，蓄電池3輸 出端連接至放電管理單元22輸入端，放電管理單元22輸出端連接至直流用電器。
DC/DC轉(zhuǎn)換單元23將太陽能電池板1輸出直流電轉(zhuǎn)換為直流電給充電管理單元21和 單向?qū)щ娍刂茊卧?5;并將太陽能電池板的輸出功率利用到最大化。充電管理單元21對 蓄電池3進(jìn)行恒壓、恒流充電或浮充充電，提供電池過壓保護(hù)、防止電池過充損壞等。單 向?qū)щ娍刂茊卧?5將放電管理單元22與充電管理單元21相互隔離。放電管理單元22對 蓄電池3提供欠壓保護(hù)、溫度補(bǔ)償，過放保護(hù)、防止電池過放損壞。
本發(fā)明實(shí)施例七如圖7所示，所述控制器2包括三個(gè)模塊單元充電管理單元21、單向 導(dǎo)電控制單元25和放電管理單元22。
太陽能電池板輸出端連接至單向?qū)щ娍刂茊卧斎攵撕统潆姽芾韱卧斎攵耍瑔蜗驅(qū)?電控制單元輸出端連接至直流用電器。充電管理單元輸出端連接至蓄電池輸入端，蓄電池 輸出端連接至放電管理單元輸入端。放電管理單元輸出端連接至直流用電器。
充電管理單元用于對蓄電池進(jìn)行恒壓、恒流充電、浮充充電、電池過壓保護(hù)，防止電 池過充損壞等。單向?qū)щ娍刂茊卧獙⒎烹姽芾韱卧c充電管理單元相互隔離。放電管理單 元提供欠壓保護(hù)、溫度補(bǔ)償，過放保護(hù)、防止電池過放損壞。
權(quán)利要求
1.一種太陽能光伏系統(tǒng)，包括太陽能電池板、控制器和蓄電池，所述控制器分別與太陽能電池板和蓄電池電連接，其特征在于所述控制器包括DC/DC轉(zhuǎn)換單元，用于將所述太陽能電池板輸出轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流輸出或?qū)⑺鲂铍姵剌敵鲋绷麟娹D(zhuǎn)換為直流用電器所需的直流電；充電管理單元，用于向所述蓄電池進(jìn)行恒壓、恒流充電或浮充充電，提供對蓄電池的過壓保護(hù)；放電管理單元，用于提供欠壓保護(hù)、過放保護(hù)和/或溫度補(bǔ)償。
2. 如權(quán)利要求1所述的太陽能光伏系統(tǒng)，其特征在于所述控制器包括兩個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換單 元，第一 DC/DC轉(zhuǎn)換單元用于將所述太陽能電池板輸出轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流輸出，第二 DC/DC轉(zhuǎn)換單元用于將所述蓄電池輸出直流電轉(zhuǎn)換為直流用電器所需的直流電。
3. 如權(quán)利要求1所述的太陽能光伏系統(tǒng)，其特征在于所述控制器還包括單向?qū)щ娍刂茊卧?用于將所述充電管理單元和放電管理單元相互隔離。
4. 一種太陽能光伏應(yīng)用方法，包括以下步驟① 太陽能電池板將太陽光轉(zhuǎn)換為直流電；② 所述直流電經(jīng)控制器給蓄電池充電， 其特征在于③ 所述蓄電池經(jīng)控制器輸出直流電直接給直流用電器使用。
5. 如權(quán)利要求4所述的太陽能光伏應(yīng)用方法，其特征在于步驟③具體包括以下步驟A. 所述控制器的DC/DC轉(zhuǎn)換單元用于將所述太陽能電池板輸出轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流輸出或 者將所述蓄電池輸出直流電轉(zhuǎn)換為直流用電器所需的直流電；B. 所述控制器的充電管理單元對蓄電池進(jìn)行恒壓、恒流充電或浮充充電、電池過壓保護(hù)，放電管理單元用于對蓄電池進(jìn)行欠壓保護(hù)、過放保護(hù)和/或溫度補(bǔ)償。
6. 如權(quán)利要求5所述的太陽能光伏應(yīng)用方法，其特征在于所述控制器的第一DC/DC轉(zhuǎn)換 單元將所述太陽能電池板輸出轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流輸出，所述控制器的第二 DC/DC轉(zhuǎn)換單 元將所述蓄電池輸出直流電轉(zhuǎn)換為直流用電器所需的直流電。
7. 如權(quán)利要求5所述的太陽能光伏應(yīng)用方法，其特征在于所述控制器的單向?qū)щ娍刂茊卧?將控制器的充電管理單元和放電管理單元相互隔離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能光伏系統(tǒng)與應(yīng)用方法，本發(fā)明系統(tǒng)包括太陽能電池板、控制器和蓄電池，控制器分別與太陽能電池板和蓄電池電連接，控制器包括DC/DC轉(zhuǎn)換單元、充電管理單元和放電管理單元。本發(fā)明方法，包括以下步驟太陽能電池板將太陽光轉(zhuǎn)換為直流電；所述直流電經(jīng)控制器給蓄電池充電；蓄電池經(jīng)控制器輸出直流電直接給直流用電器使用。本發(fā)明由于將蓄電池的直流電直接輸出給直流用電器使用，沒有逆變器，其技術(shù)效果在于降低了太陽能電池板的功率、重量以及成本；同時(shí)也降低了蓄電池的體積、重量和成本；增強(qiáng)了可靠性和安全性等。
文檔編號(hào)H02J7/35GK101656428SQ200810141978
公開日2010年2月24日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者孫小事, 張子奇 申請人:深圳桑達(dá)百利電器有限公司;深圳市桑達(dá)實(shí)業(yè)股份有限公司