一种可变电压源、光伏电池供电装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可变电压源、光伏电池供电装置及方法，可变电压源包括触点选择装置、金属触点组和电池排；金属触点组与电池排电连接，金属触点组包括多个金属触点，电池排由多个电池串联组成；首位金属触点至末位金属触点的电压依次递增；触点选择装置包括触头，触头的一端与所述金属触点选择性连接，触头连接不同的所述金属触点输出不同的电压。所述可变电压源在最大功率跟踪控制器的控制下，调整可变电压源的端电压至光伏电池阵列最大功率点对应的电压，按照光伏电池最大功率点对应的电压值对负载供电，保证光伏电池阵列最大功率输出，提高光伏电池的能量采收率；所述可变电压源还能存储光伏电池阵列产生的电能，实现光伏电池持续发电。

【技术实现步骤摘要】
一种可变电压源、光伏电池供电装置及方法
本专利技术涉及光伏电池供电领域，特别是涉及一种可变电压源、光伏电池供电装置及方法。
技术介绍
目前光伏发电应用范围越来越广，但发电效率低的技术瓶颈限制约束了它的普及。光伏电池是一种间歇性、波动性的无自储存能力的发电电源。发电量受环境影响大，而且不同时刻都有不同的最大功率点，必须输出特定的电压电流，才能充分发挥光伏电池的发电能力，实现最大功率输出。输出电压不匹配，则不能实现最大功率输出，不能充分发挥光伏电池的发电能力。如果想提高光伏电池向负载供电的电量，则需要找到每一时刻光伏电池的最大功率点，保证光伏电池按照最大功率点的电压值对负载供电。当前光伏电池发电控制器已经发展了四代，分别是直接充电控制、PWM智能充电控制、MPPT最大功率充电控制、远程监控技术。其中只有MPPT考虑了最大功率点跟踪及输出，对光伏电池理想发电量的能量采收率较高外，其他三种能量采收率很低，平均在50％以下。常用的MPPT最大功率充电控制技术，是查找光伏电池的最大功率点，找出对应的电压值，然后通过PWM信号控制DC/DC变换器的通断，使DC/DC变换器的输出电压处于最大功率点的位置。该方法的缺点有两个，一是PWM控制光伏电池输出的通断，断的时间光伏电池不对外输出能量，自己也不会储存能量，因此会有一部分能量浪费，也不能持续发电；二是DC/DC变换器调整的是输出到负载端的电压值，而不是光伏电池两端的电压值，因此，此时也不是最大功率点输出。鉴于以上原因，现有光伏电池的能量采收率还有提高的空间。本专利技术提出了一种可变电压源、光伏电池供电装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可变电压源、光伏电池供电装置及方法，能够克服PWM控制光伏电池输出的通断时，造成的光伏电池发电能量丢失以及不能持续发电的问题，同时能够保证光伏电池始终运行在最大功率点，实现光伏电池最大功率输出，按照最大功率点对应的电压值对负载供电，提高光伏电池的能量采收率。为实现上述目的，本专利技术提供了一种可变电压源，包括触点选择装置、金属触点组和电池排；所述金属触点组与所述电池排电连接，所述金属触点组包括多个金属触点，所述电池排由多个电池串联组成；首位所述金属触点至末位所述金属触点的电压依次递增；所述触点选择装置包括触头，所述触头的一端与所述金属触点选择性连接，所述触头连接不同的所述金属触点输出不同的电压。可选的，所述触点选择装置还包括滑块、导轨、丝杠和步进电机；所述触头安装在所述滑块的上部，所述滑块安装在所述丝杠上，所述滑块下方设置所述导轨，所述丝杠与所述导轨平行设置，且所述丝杠与所述步进电机连接，所述步进电机驱动所述丝杠转动，所述丝杠带动所述滑块移动，实现所述触头与所述金属触点的选择性电连接。可选的，所述金属触点与所述电池一一对应连接。可选的，相邻两个所述金属触点的电压差为单个所述电池电压的至少2倍，所述首位所述金属触点至末位所述金属触点的电压依次等量递增。可选的，所述触头的另一端引出导线作为所述可变电压源的正极，所述电池排中第一个电池负极的引出线作为所述可变电压源的负极。可选的，所述金属触点组的下方设有触点支撑板。本专利技术还提供了一种光伏电池供电装置，包括光伏电池阵列、电压自动调控装置、DC/DC变换器、最大功率跟踪控制器、PWM控制器和负载；其中，电压自动调控装置设置在光伏电池阵列和DC/DC变换器之间，并由所述最大功率跟踪控制器进行控制；所述最大功率跟踪控制器的一端与所述光伏电池阵列连接，所述最大功率跟踪控制器用于寻找所述光伏电池阵列的最大功率点，当找到最大功率点时调整所述电压自动调控装置的输出电压值至所述光伏电池阵列最大功率点对应的电压值；所述电压自动调控装置用于根据最大功率跟踪控制器的控制信号输出光伏电池阵列在最大功率点对应的电压值，并将该电压值输出至DC/DC变换器；还用于存储所述光伏电池阵列产生的电能；所述电压自动调控装置的电路结构包括可变电压源；所述可变电压源与所述光伏电池阵列连接。可选的，所述电压自动调控装置还包括依次连接的二极管、第一开关和第二开关；所述二极管与所述光伏电池阵列连接，所述第二开关与所述可变电压源连接。本专利技术还提供了一种光伏电池供电方法，包括以下步骤：S1：获取光伏电池阵列最大功率点；S2：根据所述光伏电池阵列最大功率点确定对应电压值，调整电压自动调控装置中可变电压源的端电压至所述对应电压值；S3：利用DC/DC变换器接收电压自动调控装置的输出电压，并在PWM控制器的控制下向负载供电。可选的，所述根据所述光伏电池阵列最大功率点确定对应电压值，调整电压自动调控装置中可变电压源的端电压至所述对应电压值，具体包括：控制所述电压自动调控装置中可变电压源中的步进电机的旋转角度，使丝杠上的滑块滑动，滑块上的触头与对应的金属触点相接触，将所述可变电压源的端电压调至所述对应电压值。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术设计了一种可变电压源、光伏电池供电装置及方法，可变电压源包括触点选择装置、金属触点组和电池排，金属触点组与电池排电连接，触点选择装置中的触头与金属触点组中的不同金属触点连接，实现不同电压值的输出；当最大功率跟踪控制器寻找到光伏电池阵列的最大功率点时，控制可变电压源的触点选择装置选择不同的金属触点，调整可变电压源的端电压至光伏电池阵列最大功率点对应的电压值，按照光伏电池阵列最大功率点对应的电压值对负载供电，保证光伏电池阵列最大功率输出，提高光伏电池的能量采收率；同时，可变电压源还能够存储光伏电池阵列产生的电能，既能避免能量的浪费，也能实现光伏电池阵列持续发电。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1提供的可变电压源的结构示意图；图2为本专利技术实施例2提供的光伏电池供电装置原理图；图3为本专利技术实施例2提供的电压自动调控装置电路图；图4为本专利技术实施例2提供的DC/DC变换器电路图；图5为本专利技术实施例3提供的光伏电池供电方法流程图。符号说明：1-第一二极管，2-第一开关，3-第二开关，4-可变电压源，5-电感，6-第三开关，7-第二二极管，8-电容，41-触头选择装置，411-触头，412-滑块，413-导轨，414-丝杠，415-步进电机，416-轴承，417-轴承座，418-联轴器，42-金属触头组，43-电池排，44-触点支撑板，45-可变电压源正极，46-可变电压源负极。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变电压源，其特征在于，包括触点选择装置、金属触点组和电池排；/n所述金属触点组与所述电池排电连接，所述金属触点组包括多个金属触点，所述电池排由多个电池串联组成；首位所述金属触点至末位所述金属触点的电压依次递增；/n所述触点选择装置包括触头，所述触头的一端与所述金属触点选择性连接，所述触头连接不同的所述金属触点输出不同的电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种可变电压源，其特征在于，包括触点选择装置、金属触点组和电池排；
所述金属触点组与所述电池排电连接，所述金属触点组包括多个金属触点，所述电池排由多个电池串联组成；首位所述金属触点至末位所述金属触点的电压依次递增；
所述触点选择装置包括触头，所述触头的一端与所述金属触点选择性连接，所述触头连接不同的所述金属触点输出不同的电压。


2.根据权利要求1所述的可变电压源，其特征在于，所述触点选择装置还包括滑块、导轨、丝杠和步进电机；
所述触头安装在所述滑块的上部，所述滑块安装在所述丝杠上，所述滑块下方设置所述导轨，所述丝杠与所述导轨平行设置，且所述丝杠与所述步进电机连接，所述步进电机驱动所述丝杠转动，所述丝杠带动所述滑块移动，实现所述触头与所述金属触点的选择性电连接。


3.根据权利要求1所述的可变电压源，其特征在于，所述金属触点与所述电池一一对应连接。


4.根据权利要求1所述的可变电压源，其特征在于，相邻两个所述金属触点的电压差为单个所述电池电压的至少2倍，所述首位所述金属触点至末位所述金属触点的电压依次等量递增。


5.根据权利要求1所述的可变电压源，其特征在于，所述触头的另一端引出导线作为所述可变电压源的正极，所述电池排中第一个电池负极的引出线作为所述可变电压源的负极。


6.根据权利要求1所述的可变电压源，其特征在于，所述金属触点组的下方设有触点支撑板。


7.一种光伏电池供电装置，其特征在于，包括光伏电池阵列、电压自动调控装置、DC/DC变换器、最大功率跟踪控制器、PWM控制器和负载；其中，电压自动调控装置设置在光伏电池阵列和DC/D...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺新升，蒋佳杰，高春甫，周崇秋，郑岚鹏，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33