一种太阳能电池功率控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种太阳能电池功率控制系统，所述太阳能电池功率控制系统包括太阳能电池模组和太阳能控制器，所述太阳能电池模组包括太阳能电池组和至少一个光强传感器，所述太阳能控制器分别与管理系统和储能设备相连接，所述管理系统与电器设备相连接。本发明专利技术中的所述太阳能控制器依据所述光强传感器的光电流信号测算所述太阳能电池组的最大输出功率并提供给所述管理系统参考，再由所述管理系统判断是否由所述太阳能电池组向所述电器设备输送能量，避免了现有技术存在的太阳能电池组的能量浪费。本发明专利技术还公开了一种太阳能电池功率控制系统的控制方法。

A solar cell power control system and its control method

The invention provides a solar cell power control system. The solar cell power control system includes a solar cell module and a solar controller. The solar cell module includes a solar cell group and at least one light intensity sensor. The solar controller is connected to a management system and a energy storage device respectively. The management system is connected with the electrical equipment. The solar controller in the invention calculates the maximum output power of the solar cell group according to the light current signal of the light intensity sensor and provides the reference of the management system, and then judges whether the solar cell group can supply the energy to the electrical apparatus by the management system to avoid the existing technology storage. Energy waste in the solar cell group. The invention also discloses a control method of the solar cell power control system.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池功率控制系统及其控制方法
本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种太阳能电池功率控制系统及其控制方法。
技术介绍
太阳是不稳定的光源，随着光照角度、天气变化以及周边遮挡情况的不同，太阳能电池接收太阳光后产生的输出功率会有很大的波动。应用太阳能发电技术，除了要将太阳能电池产生的直流电转化为负载所需的电压外，更关键的是解决太阳能电源的管理问题。安装有太阳能发电装置的负载运行后，太阳能控制系统会对太阳能电池的输出功率进行实时监测并将信息上报给负载的管理系统，以便负载的管理系统可以快速做出响应。负载的管理系统会根据预先设计好的策略进行相应的动作，允许或停止太阳能电池的能量输出。当太阳能电池被限制输出或不允许输出时，输出端的功率值可能大大低于太阳能电池板可以输出的最大功率值。如果此时太阳能控制系统仍按照输出端的功率去判断太阳能电池的能力并将信息上报，负载的管理系统就可能会做出不允许输出的错误指令，造成能源的浪费。公开号为CN105553405B的中国专利技术专利公开了一种能准确检测太阳能电池发电量的车载太阳能电池发电量估算装置，当检测到足够的发电量时，估算装置才会唤醒整车控制器和电池管理系统。当发电量低于阈值时，太阳能电池输出的能量会通过估算装置的放电回路损失掉，造成能源的浪费。公开号为CN105706327A的中国专利技术专利揭示了一种包括光强度检测单元和太阳能电池模块的太阳能控制器，采用多个光电二极管或太阳能电池单元等作为光强度检测单元，并与太阳能电池模块中的每个太阳能电池组对应设置，太阳能控制器基于光强度检测单元的信号来确定太阳能电池模块被遮挡的状况，通过和预定电压进行比对和修正来改善太阳能控制器对最大输出功率的跟踪能力并将能量输送给负载。但上述专利揭示的太阳能控制器并不能预先测算太阳能电池模块的最大输出功率以供负载的管理系统参考，容易频繁唤醒负载的管理系统，造成能量的浪费。所以，有必要设计一种新型太阳能电池功率控制系统及其控制方法以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池功率控制系统及其控制方法，以准确测算太阳能电池组的最大输出功率并在最大输出功率被输出之前就提供给管理系统参考，避免现有技术存在的太阳能电池组的能量浪费问题。为实现上述目的，本专利技术的太阳能电池功率控制系统，用于控制向太阳能动力设备输送电能，包括太阳能电池模组和太阳能控制器，所述太阳能电池模组包括太阳能电池组和至少一个光强传感器；所述太阳能电池包括若干第一子电池片；所述光强传感器包括一片第二子电池片形成；所述第二子电池片与所述第一子电池片的材料相同；所述太阳能控制器依据所述光强传感器的信号测算所述太阳能电池组的最大输出功率；所述太阳能控制器分别与管理系统和储能设备相连接，所述管理系统与电器设备相连接；所述管理系统依据所述太阳能控制器输出的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组向所述电器设备输送能量。本专利技术所述太阳能电池功率控制系统的有益效果在于：所述太阳能电池模组包括太阳能电池组和至少一个光强传感器且所述第一子电池片与所述第二子电池片的材料相同，从而使所述光强传感器和所述太阳能电池组具有相同的材料且封装在同一结构中，有利于准确预测所述太阳能电池组的最大输出功率；所述太阳能控制器依据所述光强传感器的信号能够准确测算所述太阳能电池组的最大输出功率且所述管理系统依据所述太阳能控制器输出的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组向所述电器设备输送能量，从而使得所述最大输出功率被输出之前就提供给管理系统参考，避免了现有技术存在的太阳能电池组的能量浪费。优选的，所述管理系统包括负载管理系统和电源管理系统，所述电器设备包括负载和动力电池；所述负载管理系统依据所述太阳能控制器输出的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组向所述负载输送能量；所述电源管理系统依据所述太阳能控制器输出的所述太阳能电池组的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组向所述动力电池输送能量。优选的，所述太阳能控制器包括信号处理模块和能量输出模块；所述信号处理模块根据所述光强传感器输出的所述光电流信号测算所述太阳能电池组的所述最大输出功率，并将所述太阳能电池组的所述最大输出功率的信号输出给所述管理系统，所述管理系统依据所述信号处理模块输出的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组向所述电器设备输送能量，并将指令信号反馈给所述信号处理模块；所述信号处理模块依据所述管理系统的所述指令信号选择是否由所述太阳能电池组通过所述能量输出模块向所述电器设备或所述储能设备输送能量。进一步优选的，所述信号处理模块包括放大器、模数转换器、微控制单元和通讯总线，所述能量输出模块包括最大功率点追踪模块、直流变压模块和模式选择器；所述放大器将所述光强传感器输出的所述光电流的信号转化为电压信号输出给所述模数转换器；所述模数转换器将所述电压信号转化成数字信号输出给所述微控制单元；所述微控制单元根据所述数字信号测算所述太阳能电池组的最大输出功率，并将所述太阳能电池组的所述最大输出功率的信号通过所述通讯总线输出给所述管理系统，所述管理系统依据所述通讯总线输出的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组通过所述模式选择器向所述电器设备输送能量；所述最大功率点追踪模块将所述太阳能电池组的输出电压维持在最大功率点附近；所述直流变压模块将所述最大功率点的电压值转化为所述电器设备或所述储能设备需要的直流电压值并输出给所述电器设备或所述储能设备；所述模式选择器根据所述管理系统的指令信号选择是否向所述电器设备输送能量。优选的，所述微控制单元存储有所述不同光照强度下所述光强传感器输出的所述光电流与所述太阳能电池组输出的所述最大输出功率的对应关系数据，使得所述太阳能控制器通过测试所述光强传感器输出的小电流就能够测算所述太阳能电池组的最大输出功率，并在所述最大输出功率被输出之前就提供给所述管理系统作为能否向所述电器设备输送能量的判断依据，以便于所述管理系统更好地进行能量的管理和利用，避免现有技术存在的太阳能电池组的能量浪费问题。优选的，所述第二子电池片的受光区域的面积是所述第一子电池片的受光区域面积的1/5～1/100，所述受光区域指当所述太阳能电池模组完全暴露于太阳光下时所述第二子电池片或所述第一子电池片的有效受光面。现有技术中通过测量太阳能电池组的短路电流可以快速估算其最大输出功率，但太阳能电池组本身的短路电流通常很大，直接对短路电流进行反复测量存在发热问题，系统的安全性低；调整所述第二子电池片的尺寸可以控制所述光强传感器产生的光电流大小在0～500mA的合适范围内，所述太阳能控制器通过检测所述光强传感器输出的小电流值就能推算所述太阳能电池组的最大输出功率，避免了直接对所述太阳能电池组的短路电流进行测算存在的安全性能低的问题。优选的，所述太阳能电池组包括正极输出线和负极输出线，所述正极输出线和所述负极输出线与所述最大功率点追踪模块相连接，有利于所述最大功率点追踪模块将所述太阳能电池组的输出电压维持在最大功率点附近。优选的，所述光强传感器包括正极输出线和负极输出线，所述正极输出线和所述负极输出线与所述放大器相连接，有利于所述放大器将所述光强传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池功率控制系统，用于控制向太阳能动力设备输送电能，包括太阳能电池模组和太阳能控制器，其特征在于，所述太阳能电池模组包括太阳能电池组和至少一个光强传感器，所述太阳能电池组包括若干第一子电池片，所述光强传感器包括一片第二子电池片，所述第二子电池片与所述第一子电池片的材料相同；所述太阳能控制器依据所述光强传感器的光电流信号测算所述太阳能电池组的最大输出功率，所述太阳能控制器分别与管理系统和储能设备相连接；所述管理系统与电器设备相连接，所述管理系统依据所述太阳能控制器输出的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组向所述电器设备输送能量。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池功率控制系统，用于控制向太阳能动力设备输送电能，包括太阳能电池模组和太阳能控制器，其特征在于，所述太阳能电池模组包括太阳能电池组和至少一个光强传感器，所述太阳能电池组包括若干第一子电池片，所述光强传感器包括一片第二子电池片，所述第二子电池片与所述第一子电池片的材料相同；所述太阳能控制器依据所述光强传感器的光电流信号测算所述太阳能电池组的最大输出功率，所述太阳能控制器分别与管理系统和储能设备相连接；所述管理系统与电器设备相连接，所述管理系统依据所述太阳能控制器输出的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组向所述电器设备输送能量。2.如权利要求1所述的太阳能电池功率控制系统，其特征在于，所述管理系统包括负载管理系统和电源管理系统，所述电器设备包括负载和动力电池；所述负载管理系统依据所述太阳能控制器输出的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组向所述负载输送能量，所述电源管理系统依据所述太阳能控制器输出的所述太阳能电池组的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组向所述动力电池输送能量。3.如权利要求1所述的太阳能电池功率控制系统，其特征在于，所述太阳能控制器包括信号处理模块和能量输出模块；所述信号处理模块根据所述光强传感器输出的所述光电流信号测算所述太阳能电池组的所述最大输出功率，并将所述太阳能电池组的所述最大输出功率的信号输出给所述管理系统，所述管理系统依据所述信号处理模块输出的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组向所述电器设备输送能量，并将指令信号反馈给所述信号处理模块；所述信号处理模块依据所述管理系统的所述指令信号选择是否由所述太阳能电池组通过所述能量输出模块向所述电器设备或所述储能设备输送能量。4.如权利要求3所述的太阳能电池功率控制系统，其特征在于，所述信号处理模块包括放大器、模数转换器、微控制单元和通讯总线，所述能量输出模块包括最大功率点追踪模块、直流变压模块和模式选择器；所述放大器将所述光强传感器输出的所述光电流的信号转化为电压信号输出给所述模数转换器；所述模数转换器将所述电压信号转化成数字信号输出给所述微控制单元；所述微控制单元根据所述数字信号测算所述太阳能电池组的最大输出功率，并将所述太阳能电池组的所述最大输出功率的信号通过所述通讯总线输出给所述管理系统，所述管理系统依据所述通讯总线输出的所述最大输出功率的信号判断是否由所述太阳能电池组通过所述模式选择器向所述电器设备输送能量；所述最大功率点追踪模块将所述太阳能电池组的输出电压维持在最大功率点附近；所述直流变压模块将所述最大功率点的电压值转化为所述电器设备或所述储能设备需要的直流电压值并输出给所述电器设备或所述储能设备；所述模式选择器根据所述管理系统的指令信号选择是否向所述电器设备输送能量。5.如权利要求4所述的太阳能电池功率控制系统，其特征在于，所述微控制单元存储有不同光照强度下所述光强传感器输出的所述光电流与所述太阳能电池组输出的所述最大输出功率的对应关系数据。6.如权利要求1所述的太阳能电池功率控制系统，其特征在于，所述第二子电池片的受光区域的面积是所述第一子电池片的受光区域面积的1/5～1/100，所述受光区域指当所述太阳能电池模组完全暴露于太阳光下时所述第二子电池片或所述第一子电池片的有效受光面。7.如权利要求4所述的太阳能电池功率控制系统，其特征在于，所述太阳能电池组包括正极输出线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明华，蒋前哨，谢林峰，汪浩，杨立友，
申请(专利权)人：宁波山迪光能技术有限公司，昆山欧源电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33