基于光照的太阳能灯具储能系统技术方案

本发明专利技术公开了基于光照的太阳能灯具储能系统，该储能系统旨在解决现有技术下结合发电机向蓄电池提供电能，环保性较差，且不能对充电状态进行调整，容易造成蓄电池损坏，降低蓄电池使用寿命的技术问题。该储能系统该储能系统包括太阳能电池板、蓄电池、充电控制器、太阳能逆变器和太阳能灯具；所述太阳能电池板的作用是将太阳的辐射能转换为电能。该储能系统只使用光能，且通过充电控制器的设计，对蓄电池进行保护，在充满后切断充电电流，通过小电流维护充电状态、大电流快充状态和限压浮充状态三种状态的切换，提高充电的速度，且有效防止过充，有效延长了蓄电池的使用寿命，且通过剩余电量计算单元对剩余电量进行计算，避免蓄电池电量耗干。池电量耗干。池电量耗干。

【技术实现步骤摘要】
基于光照的太阳能灯具储能系统


[0001]本专利技术属于太阳能
，具体涉及基于光照的太阳能灯具储能系统。

技术介绍

[0002]太阳能灯具用太阳能电池板把吸收的光转化成电能，储存在蓄电池里面，在需要的时候，再从蓄电池里面把电能拿出来供灯具发光，实现照明，而且太阳能发电具有火电、水电、核电等所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性等优点，因此逐渐被广泛使用。
[0003]目前，专利号为CN201510274829.5的专利技术专利公开了一种太阳能储能系统，包括光伏面板、储能模块、控制模块及发电机，该控制模块连接该光伏面板、该储能模块及该发电机。该控制模块用于判断该光伏面板及该储能模块的状态，当该光伏面板输出的电压大于设定电压值且该储能模块的电压小于第一设定值时，该控制模块用于控制该光伏面板为该储能模块充电，当该光伏面板输出的电压大于该设定电压值且该储能模块的电压不小于该第一设定值时，该控制模块用于控制该光伏面板停止为该储能模块充电。当该储能模块的电压小于第二设定值时，该控制模块用于控制该储能模块对负载断电及控制该发电机为该负载供电，该第二设定值小于该第一设定值。当该储能模块的电压小于第三设定值且该光伏面板输出的电压不大于该设定电压值时，该控制模块用于控制该发电机为该储能模块充电，该第三设定值小于该第二设定值。其通过储能模块避免太阳能储能系统电力供应中断，但储能系统结合发电机向蓄电池提供电能，环保性较差，且不能对充电状态进行调整，容易造成蓄电池损坏，降低蓄电池的使用寿命。
[0004]因此，针对上述储能系统环保性较差和充电状态不可调整的问题，亟需得到解决，以改善太阳能灯具的使用场景。

技术实现思路

[0005](1)要解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供基于光照的太阳能灯具储能系统，该储能系统旨在解决现有技术下结合发电机向蓄电池提供电能，环保性较差，且不能对充电状态进行调整，容易造成蓄电池损坏，降低蓄电池使用寿命的技术问题。
[0007](2)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了这样基于光照的太阳能灯具储能系统，该储能系统包括太阳能电池板、蓄电池、充电控制器、太阳能逆变器和太阳能灯具；
[0009]所述太阳能电池板的作用是将太阳的辐射能转换为电能，所述太阳能电池板包括P型半导体单元、N型半导体单元和PN结单元，所述PN结单元吸收入射光，产生电子
‑
空穴对，所述P型半导体单元接收从N型半导体单元穿过PN结单元的空穴，所述N型半导体单元接收从P型半导体单元穿过PN结单元的电子，所述太阳能电池板由于光照在PN结单元两端产生光生电动势，等于在PN结单元两端加正向电压，产生正向电流，光生电流和正向电流相等
时，PN结单元两端建立稳定的电势差Voc，就是开路电压；
[0010]所述蓄电池将太阳能电池板传来的电能储存起来，从而为太阳能灯具的工作提供电能，所述蓄电池包括蓄电单元、剩余电量计算单元、分析单元、请求控制单元，所述蓄电单元用于存储太阳能电池板传递的电能，所述剩余电量计算单元用于计算蓄电池内剩余的电量，所述分析单元对蓄电池内剩余电量进行分析判断，从而在电量不足时，停止供电给太阳能灯具，避免蓄电池亏电，所述请求控制单元基于充电和放电请求来控制蓄电池的充电和放电；
[0011]所述充电控制器起到保护蓄电池的作用，在蓄电池饱满时切断充电电流，防止蓄电池过充，所述充电控制器有三种充电状态：分别为小电流维护充电状态、大电流快充状态、限压浮充状态，所述充电控制器包括电压检测单元、电压判定单元和充电控制单元，所述电压检测单元对蓄电池的电压进行检测，所述电压判定单元基于电压检测单元检测到的电压值，进行判定蓄电池是否处于充满的状态，所述充电控制单元用于控制充电电流的通断，在蓄电池饱满时切断充电电流；
[0012]所述太阳能逆变器把太阳能电池板所发的直流电转化成交流电，所述太阳能逆变器包括逆变控制单元、辅助电源单元、转换单元，所述逆变控制单元用于侦测太阳能电池板的开路电压，所述辅助电源单元用于提供逆变控制单元所需的电能，所述转换单元用于交流直流的转换；
[0013]所述太阳能灯具基于蓄电池内的电能，起到照明的作用。
[0014]优选地，所述电压判定单元内设有判断规则：所述电压判定单元内预设有标准电压值Ua和充满电压值Uz，当前电压U＜Ua时，充电控制器在小电流维护充电状态下,此时的充电电流I为250mA
±
10mA,当U＞Ua时，充电控制器在大电流快充状态下，此时的充电电流I为1A
±
10mA，当U≥Uz
×
90％时，充电控制器转入限压浮充状态，此时的充电电流I为10
‑
30mA，当U＝Uz
×
1.066，则判定当前状态下电已充满。
[0015]优选地，所述剩余电量计算单元内预装有实时计数器，所述剩余电量计算单元的剩余电量计算方法为：量出蓄电池充电或放电路径上的电阻的电压，转换成蓄电池正在充电或放电的电流值，通过实时计数器把该电流值对时间作积分，从而得知流过的库伦，当为充电状态时，用当前的电量加计算的库伦，当为放电状态时，用当前的电量减去库伦，从而得出剩余电量。
[0016]优选地，所述分析单元内设有分析规则：预设剩余电量下限值为Qmin，用检测的电量值Q与Qmin进行比较，当Q≤Qmin时，则判定为电量不足，停止为太阳能灯具供电，并发出充电请求。
[0017]优选地，所述逆变控制单元内预设有第一电压，当太阳能电池板的开路电压大于第一电压时，停止储存太阳能电池板输出的能量，并将能量提供至辅助电源单元，当太阳能电池板的开路电压小于第一电压时，将太阳能电池板输出的能量储存至蓄电池。
[0018]优选地，所述转换单元采用峰值检波电路进行转换，转换系数是1/√2。
[0019]优选地，所述请求控制单元在接收到充电请求时，与充电控制器接通，实现充电操作，所述请求控制单元在收到放电请求时，与太阳能灯具接通，提供太阳能灯具照明所需的电能。
[0020]本专利技术还提供基于光照的太阳能灯具储能系统控制方法，其包括如上述所述的基
于光照的太阳能灯具储能系统，其步骤如下：
[0021]步骤一：太阳光照射在太阳能电池板上，PN结单元吸收入射光，产生电子
‑
空穴对，P型半导体单元接收从N型半导体单元穿过PN结单元的空穴，N型半导体单元接收从P型半导体单元穿过PN结单元的电子，太阳能电池板由于光照在PN结单元两端产生光生电动势，等于在PN结单元两端加正向电压，产生正向电流，光生电流和正向电流相等时，PN结单元两端建立稳定的电势差Voc，就是开路电压，势垒降低产生正向电流，将PN结单元与外电路接通后，产生远远不断的电流；
[0022]步骤二：当太阳能电池板的开路电压大于第一电压时，停止储存太阳能电池板输出的能量，并将能量提供至辅助电源单元，当太阳能电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于光照的太阳能灯具储能系统，该储能系统包括太阳能电池板、蓄电池、充电控制器、太阳能逆变器和太阳能灯具；其特征在于，所述太阳能电池板的作用是将太阳的辐射能转换为电能，所述太阳能电池板包括P型半导体单元、N型半导体单元和PN结单元，所述PN结单元吸收入射光，产生电子
‑
空穴对，所述P型半导体单元接收从N型半导体单元穿过PN结单元的空穴，所述N型半导体单元接收从P型半导体单元穿过PN结单元的电子，所述太阳能电池板由于光照在PN结单元两端产生光生电动势，等于在PN结单元两端加正向电压，产生正向电流，光生电流和正向电流相等时，PN结单元两端建立稳定的电势差Voc，就是开路电压；所述蓄电池将太阳能电池板传来的电能储存起来，从而为太阳能灯具的工作提供电能，所述蓄电池包括蓄电单元、剩余电量计算单元、分析单元、请求控制单元，所述蓄电单元用于存储太阳能电池板传递的电能，所述剩余电量计算单元用于计算蓄电池内剩余的电量，所述分析单元对蓄电池内剩余电量进行分析判断，从而在电量不足时，停止供电给太阳能灯具，避免蓄电池亏电，所述请求控制单元基于充电和放电请求来控制蓄电池的充电和放电；所述充电控制器起到保护蓄电池的作用，在蓄电池饱满时切断充电电流，防止蓄电池过充，所述充电控制器有三种充电状态：分别为小电流维护充电状态、大电流快充状态、限压浮充状态，所述充电控制器包括电压检测单元、电压判定单元和充电控制单元，所述电压检测单元对蓄电池的电压进行检测，所述电压判定单元基于电压检测单元检测到的电压值，进行判定蓄电池是否处于充满的状态，所述充电控制单元用于控制充电电流的通断，在蓄电池饱满时切断充电电流；所述太阳能逆变器把太阳能电池板所发的直流电转化成交流电，所述太阳能逆变器包括逆变控制单元、辅助电源单元、转换单元，所述逆变控制单元用于侦测太阳能电池板的开路电压，所述辅助电源单元用于提供逆变控制单元所需的电能，所述转换单元用于交流直流的转换；所述太阳能灯具基于蓄电池内的电能，起到照明的作用。2.根据权利要求1所述的基于光照的太阳能灯具储能系统，其特征在于，所述电压判定单元内设有判断规则：所述电压判定单元内预设有标准电压值Ua和充满电压值Uz，当前电压U＜Ua时，充电控制器在小电流维护充电状态下,此时的充电电流I为250mA
±
10mA,当U＞Ua时，充电控制器在大电流快充状态下，此时的充电电流I为1A
±
10mA，当U≥Uz
×
90％时，充电控制器转入限压浮充状态，此时的充电电流I为10
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30mA，当U＝Uz
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1.066，则判定当前状态下电已充满。3.根据权利要求1所述的基于光照的太阳能灯具储能系统，其特征在于，所述剩余电量计算单元内预装有实时计数器，所述剩余电量计算单元的剩余电量计算方法为：量出蓄电池充电或放电路径上的电阻的电压，转换成蓄电池正在充电或放电的电流值，通过实时计数器把该电流值对时间作积分，从而得知流过的库伦，当为充电状态时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓雅丹，
申请(专利权)人：深圳市振远节能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：