可多级组合的太阳能电源单元制造技术

本发明专利技术公开了一种可多级组合的太阳能电源单元，该太阳能电源单元将充电电池、MPPT控制器、逆变器、充放电控制器等各组件与太阳能电池板集成在一起，形成单元式的太阳能供电设备，安装、使用方便，便于携带。同时，太阳能电源单元中内置有同步模块，当有多个太阳能电源单元通过同步模块连接在一起时，通过各太阳能电源单元的同步模块，能够使各太阳能电源单元基于同一正弦波信号产生一致的PWM驱动信号，从而使各太阳能电源单元的逆变器输出的交流电压相位一致，不需要复杂的相位检测、跟踪并网电路，同时避免了因同步电路故障引起的故障扩大的情况。

【技术实现步骤摘要】
可多级组合的太阳能电源单元
本专利技术涉及太阳能发电技术，尤其涉及一种可多级组合的太阳能电源单元。
技术介绍
太阳能的利用已有很长的时间了，除了大型的太阳能发电站外，在移动场景的应用还存在诸多问题。比如牧区的太阳能利用，成本高、体积大、功率小、故障率高，太阳能板、蓄电池、逆变器等配件七零八落，安装、携带都不方便。这些都造成了使用障碍。特别是不可随意组合的缺点，比如牧民在光照度不同的季节，太阳能发电设备都必须以最大容量配置，在光照度强的季节，也得整套搬运。所以在配备时，要么选择功率过大，成本就高，携带不方便，功率小了又不够用。要加大功率，就需要换大功率的逆变器等。通常每一套逆变设备都有单独的正弦波发生器，如果需要将几套小功率设备变成大功率设备，就需要复杂的并网，这给使用带来了很多问题。同时，现有电气设备大多采用机械开关，在潮湿或有腐蚀性气体的场合，容易接触不良。机械开关容易被触碰误动作，特别是可移动的设备更是如此。现有的一键电子开关机，如电脑等，虽然实现了一键开关机，但都存在静态耗电的问题，即使关机，仍然还有部分电路处于工作状态，电源还有部分在工作，仍然在耗电，不适合蓄电池一类电气设备，特别是设备长期不使用会将蓄电池电能耗尽。同时，现有的一键开关机的电路还存在追尾(关机按键时间稍长会重复开机)的问题。而采用软件关机如果遇到系统死机将无法正常关机。尤其对于太阳能电源设备而言，静态耗电严重影响了太阳能电源设备的能耗和续航。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于，提供一种可多级组合的太阳能电源单元，以解决现有太阳能发电设备不便于携带和级联的问题。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种可多级组合的太阳能电源单元，包括太阳能电池板、充电电池、主控模块、MPPT控制器、充放电控制器、逆变器、正弦波产生模块和同步模块，所述主控模块与所述MPPT控制器、充放电控制器、逆变器、正弦波产生模块和同步模块连接；所述太阳能电池板通过所述MPPT控制器与所述充放电控制器连接，所述充放电控制器与所述充电电池和所述逆变器连接；所述正弦波产生模块用于产生正弦波信号，所述主控模块与所述正弦波产生模块连接，用于根据所述正弦波信号产生相应的PWM驱动信号，并通过所述PWM驱动信号驱动所述逆变器将所述充电电池通过所述充放电控制器输出的直流电压转换为交流电压后输出；所述太阳能电源单元具有唯一序列号，所述同步模块用于与其他太阳能电源单元的同步模块连接，以将所述太阳能电源单元的序列号和正弦波信号发送到其他太阳能电源单元，以及接收其他太阳能电源单元的序列号和正弦波信号；当有多个太阳能电源单元通过各自的同步模块依次连接时，各太阳能电源单元的主控模块均选择同一序列号的太阳能电源单元的正弦波信号代替原正弦波信号产生所述PWM驱动信号；所述太阳能电源单元还包括电源级联端口和电源端口，所述电源端口与所述逆变器连接，用于为所述负载提供电能，或者与其他太阳能电源单元的电源级联端口连接，以与其他太阳能电源单元之间形成级联。进一步地，所述同一序列号的太阳能电源单元为各太阳能电源单元中序列号最小的太阳能电源单元。进一步地，所述充电电池为石墨烯电池。进一步地，所述充电电池、主控模块、蓝牙通信模块、MPPT控制器、充放电控制器、逆变器、正弦波产生模块、同步模块、电源端口和同步模块安装在所述太阳能电池板的背部，并通过带边框的后盖进行防水密封。进一步地，所述后盖上安装有用于支撑所述太阳能电源单元的折叠式支撑架。进一步地，所述逆变器通过MOS管驱动。进一步地，还包括蓝牙通信模块，所述蓝牙通信模块与所述主控模块连接，用于所述太阳能电源单元与外部蓝牙设备连接通信。进一步地，还包括电能计量芯片，所述电能计量芯片与所述主控模块连接，用于测量所述太阳能电源单元的输出参数，并将所述输出参数发送到所述主控模块，所述主控模块用于将所述输出参数通过所述蓝牙通信模块发送到所述蓝牙设备。进一步地，所述MPPT控制器中设置有光敏二极管，所述光敏二极管安装在所述太阳能电池板的正面，并通过模数转换模块与所述主控模块连接。进一步地，还包括电子开关机电路；所述电子开关机电路包括开关S、极性电容C1、极性电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、三极管Q1、N沟道MOS管Q2和继电器K；其中：开关S的第一端用于连接所述充电电池的正极，开关S的第二端通过电阻R2连接极性电容C1的正极，极性电容C1的负极接地，电阻R1连接在极性电容C1的正极与地之间，极性电容C1的正极通过电阻R3连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地；开关S的第二端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极通过电阻R4连接极性电容C2的正极、三极管Q1的集电极和N沟道MOS管Q2的栅极，极性电容C2的负极接地，电阻R5连接在极性电容C2的正极与地之间，极性电容C2的正极连接N沟道MOS管Q2的栅极，N沟道MOS管Q2的源极接地；所述充电电池的正极通过继电器K的触点开关连接后级电路，并通过继电器K的线圈连接N沟道MOS管Q2的漏极；N沟道MOS管Q2的栅极依次通过电阻R6和电阻R4连接到继电器K的主回路上；极性电容C1的容量比极性电容C2的容量大，电阻R2的阻值比电阻R4的阻值小。与现有技术相比，本专利技术提供的可多级组合的太阳能电源单元，将充电电池、MPPT控制器、逆变器、充放电控制器等各组件与太阳能电池板集成在一起，形成单元式的太阳能供电设备，安装、使用方便，便于携带。同时，太阳能电源单元中内置有同步模块，当有多个太阳能电源单元通过同步模块连接在一起时，通过各太阳能电源单元的同步模块，能够使各太阳能电源单元基于同一正弦波信号产生一致的PWM驱动信号，从而使各太阳能电源单元的逆变器输出的交流电压相位一致，不需要复杂的相位检测、跟踪并网电路，同时避免了因同步电路故障引起的故障扩大的情况。附图说明图1是本专利技术实施例可多级组合的太阳能电源单元的组成原理示意图；图2是本专利技术实施例可多级组合的太阳能电源单元的形状结构示意图；图3是本专利技术实施例可多级组合的太阳能电源单元的级联状态示意图；图4是本专利技术实施例可多级组合的太阳能电源单元的级联原理示意图；图5是本专利技术实施例可多级组合的太阳能电源单元中MPPT控制器的电路原理示意图；图6是本专利技术实施例可多级组合的太阳能电源单元中光敏二极管安装示意图；图7是本专利技术实施例可多级组合的太阳能电源单元中电子开关机电路原理示意图；图8是本专利技术实施例可多级组合的太阳能电源单元中电子开关机电路的开关安装示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术实施例提供的可多级组合的太阳能电源单元，包括太阳能电池板1、充电电池4、主控模块5、MPPT控制器2、充放电控制器3、逆变器6、正弦波产生模块8和同步模块7。主控模块5与MPPT控制器2、充放电控制器3、逆变器6、正弦波产生模块8和同步模块7连接，用于控制PPT控制器、充放电控制器3、逆变器6、正弦波产生模块8和同步模块7工作。该太阳能电源单元采用石墨烯电池作为充电电池4，提高储能密度，增加使用寿命，减少维护，减小体积、减轻重量。同时，充电电池4、主控模块5、蓝牙通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可多级组合的太阳能电源单元，其特征在于，包括太阳能电池板、充电电池、主控模块、MPPT控制器、充放电控制器、逆变器、正弦波产生模块和同步模块，所述主控模块与所述MPPT控制器、充放电控制器、逆变器、正弦波产生模块和同步模块连接；所述太阳能电池板通过所述MPPT控制器与所述充放电控制器连接，所述充放电控制器与所述充电电池和所述逆变器连接；所述正弦波产生模块用于产生正弦波信号，所述主控模块与所述正弦波产生模块连接，用于根据所述正弦波信号产生相应的PWM驱动信号，并通过所述PWM驱动信号驱动所述逆变器将所述充电电池通过所述充放电控制器输出的直流电压转换为交流电压后输出；所述太阳能电源单元具有唯一序列号，所述同步模块用于与其他太阳能电源单元的同步模块连接，以将所述太阳能电源单元的序列号和正弦波信号发送到其他太阳能电源单元，以及接收其他太阳能电源单元的序列号和正弦波信号；当有多个太阳能电源单元通过各自的同步模块依次连接时，各太阳能电源单元的主控模块均选择同一序列号的太阳能电源单元的正弦波信号代替原正弦波信号产生所述PWM驱动信号；所述太阳能电源单元还包括电源级联端口和电源端口，所述电源端口与所述逆变器连接，用于为所述负载提供电能，或者与其他太阳能电源单元的电源级联端口连接，以与其他太阳能电源单元之间形成级联。...

【技术特征摘要】
1.一种可多级组合的太阳能电源单元，其特征在于，包括太阳能电池板、充电电池、主控模块、MPPT控制器、充放电控制器、逆变器、正弦波产生模块和同步模块，所述主控模块与所述MPPT控制器、充放电控制器、逆变器、正弦波产生模块和同步模块连接；所述太阳能电池板通过所述MPPT控制器与所述充放电控制器连接，所述充放电控制器与所述充电电池和所述逆变器连接；所述正弦波产生模块用于产生正弦波信号，所述主控模块与所述正弦波产生模块连接，用于根据所述正弦波信号产生相应的PWM驱动信号，并通过所述PWM驱动信号驱动所述逆变器将所述充电电池通过所述充放电控制器输出的直流电压转换为交流电压后输出；所述太阳能电源单元具有唯一序列号，所述同步模块用于与其他太阳能电源单元的同步模块连接，以将所述太阳能电源单元的序列号和正弦波信号发送到其他太阳能电源单元，以及接收其他太阳能电源单元的序列号和正弦波信号；当有多个太阳能电源单元通过各自的同步模块依次连接时，各太阳能电源单元的主控模块均选择同一序列号的太阳能电源单元的正弦波信号代替原正弦波信号产生所述PWM驱动信号；所述太阳能电源单元还包括电源级联端口和电源端口，所述电源端口与所述逆变器连接，用于为所述负载提供电能，或者与其他太阳能电源单元的电源级联端口连接，以与其他太阳能电源单元之间形成级联。2.如权利要求1所述的可多级组合的太阳能电源单元，其特征在于，所述同一序列号的太阳能电源单元为各太阳能电源单元中序列号最小的太阳能电源单元。3.如权利要求1所述的可多级组合的太阳能电源单元，其特征在于，所述充电电池为石墨烯电池。4.如权利要求1所述的可多级组合的太阳能电源单元，其特征在于，所述充电电池、主控模块、蓝牙通信模块、MPPT控制器、充放电控制器、逆变器、正弦波产生模块、同步模块、电源端口和同步模块安装在所述太阳能电池板的背部，并通过带边框的后盖进行防水密封。5.如权利要求4所述的可多级组合的太阳能电源单元，其特征在于，所述后盖上安装有用于支撑所述太阳能电源单元的折叠式支撑架。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：周步祥，陈实，陈鑫，张致强，杨明通，袁岳，何飞宇，杨安勇，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51