太阳能电池充放电组合控制器制造技术

一种太阳能电池组合充放电设备，由太阳能电池（２）与充放电模块（１）通过导线相连接，向蓄电池（３）充电，蓄电池（３）通过充放电模块（１）的输出端口与串联继电器（５）连接。由上述部分组成虚线内的充放电控制组。再把相同的充放电控制组之间进行串联，上级充电控制组的负极连接下级充电控制组的正极，以此类推，得到相应的串联电压。再通过频率变换（８），可以提供交流市电频率的电压。１０个充放电控制组的串联，可以提供１１０Ｖ的电压输出，２０个充放电控制组的串联，可以提供２２０Ｖ的电压输出，４０个充放电控制组的串联，可以提供３８０Ｖ的电压输出。本组合控制器由微电脑电路（６）程序控制管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用太阳能电池对蓄电池充放电的程序控制装置，有明显的环保、节能效果，及实际应用效果。
技术介绍
本太阳能电池充放电组合控制器，是一种可以对多个太阳能电池板和对应的蓄电 池组进行充放电控制，程序管理、智能优化和故障排除的装置。实现太阳能发电系统高压少 故障供电，作为无电地区的电源或作为有电地区适当规模的市电备份电源。本装置是由模块式充电单元电路组成，对蓄电池之间进行分组充电，模块组合串 联升压，使串联的直流达到市电电压标准，或工业动力电标准，再通过交流变换达到市电正 弦波工频标准。取代逆变式低压升高压的传统方法的不足；并改变了既有太阳能电池串联 充电供电方式中的相互牵制问题的不足。传统逆变低压升高压方式，易受功率限制，低压端的电流是高压端电流的电压比 的倍数，因此电流很大，因转换率低而资源浪费，因设备发热量高而故障易发。既有的串联方案中，一般市电电压标准，是把18个或者更多的17. 5V的太阳能电 池组进行串联，向对应数量的12V蓄电池充电，实现串联供电。在使用中，对太阳能电池的 标准、特性、有性能一致的要求。另外在串联使用中，如果有一个太阳能电池片出现故障或 者因污物遮挡阳光，被遮挡处就会出现内阻上升导致发电电流减小，以致影响整个串联组 发电量的下降甚至不能发电，因此受整体牵制较大。当太阳能电池的保护二极管发生故障 时，在被遮挡处的太阳能电池增大的内阻，会使该太阳能电池的电极两端会产生高电位的 电压压差，上升的电压将导致该太阳能电池片被动的成为导体而发热，因此而出现热斑，使 太阳能电池受损，进而发电效率降低，直至完全不能发电。专利技术内容本专利技术是一种能使太阳能电池对蓄电池的充放电进行程序管理的控制装置，由充 放电模块、串联继电器、微电脑控制电路、和液晶显示器、变频电路构成。在使用中，每个充 放电模块，对应连接一块或一个并联组的太阳能电池，通过模块内部一个控制充电的电路， 对一个或一个并联组的蓄电池进行充电。该模块电路提供对蓄电池充电过程中的电压过 充保护，及欠压、充电状态的数据采集。由于充电是分组独立进行，每块太阳能电池与串联 组之间互不关联，可以将同等功率，不同指标的太阳能电池进行组合，使太阳能电池组合使 用，并避免热斑的形成。蓄电池通过充放电模块和继电器的控制进行串联升压。微电脑控 制电路，根据充放电模块传输进来的蓄电池充电及欠压数据，进行组内蓄电池的状态分析， 通过分析结果来控制继电器的吸合与切断，进行程序管理，启动备份蓄电池，停用欠压蓄电 池，维持电力的正常输出。通过停用欠压蓄电池，来保护蓄电池不会因欠压而损坏。由于升 压是通过蓄电池在充放电模块间的继电器组合串联实现，因而通过增减蓄电池、充放电模 块和继电器的数量，实现电压的改变，以达到实现所需的电压，再通过频率变换，实现市电交流和工业三相动力工频的电压标准。本装置使太阳能发电系统的应用更加广泛、可靠、安全和实用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是带有电压过压保护的充电电路所组 成的充电模块，有3对大电流连接端口，其中1对是太阳能电池输入端口，1对是接蓄电池 输入端口，1对是充放电模块输出端口，每对端口按照左正右负的方式排列；充放电模块还 有1个带有三根数据传输线的插口 ；15v至21v的太阳能电池通过输出导线，按正负极连接 充放电模块的太阳能输入端口。12V的蓄电池，按同样方式连接充放电模块的蓄电池输入端 口。充放电模块输出端口连接串联继电器常通接点，上1个串联继电器右边公共接点，即上 1个模块输出的负极，连接下1个串联继电器左边的公共接点，即下一个模块的输出正极， 实现串联升压。根据电压需要，决定模块组的串联数量，实现积木式组合。在每10个充放电模块的串联当中，有1个备用充放电模块与备用继电器组成的备 用蓄电池电路，该模块与备用太阳能电池、备用蓄电池平时处于充电状态，该备用模块的输 出端子连接备用继电器的常断接点，两个常通接点是直接用导线连通，使电压通过连接的 常通接点，越过备用蓄电池，平时该蓄电池向微电脑控制电路和液晶显示电路提供电力。当 组内有某蓄电池电压低于10. 4V的电压下限或出现故障时，微电脑控制器，根据每个模块 与其连接的数据传输线传来的数据，向该电压不足的模块串联继电器的吸合线圈输出12V 吸合电压，使该继电器吸合，接通该继电器的常断触点，串联电压通过该继电器的两个被导 线通路的常断接点，与上下两端的串联电压形成通路，使串联组的串联电压传续下去；由于 该串联继电器的吸合，常通触点脱离呈断离状态，原来接在该常通接点的继电器输入端口 的蓄电池电压与串联组分离，使该蓄电池脱离串联组，直至该蓄电池充电至常规电压后自 动恢复。在向该电压下限的串联继电器输出12V电压的同时，微电脑控制电路向备用继电 器吸合线圈输出12V电压，使原来连接在常断接点上的充放电模块输出端口的备用蓄电池 电压，通过备用继电器的公共接点，接入串联组内，使供电的电压继续保持不变。以此类推， 当备用蓄电池不够时，串联组就会降压供电，当电压超过总输出要求的下限时，微电脑控制 电路会发出报警，直至终止输出，待整个系统电压，充至蓄电池标准电压时自动恢复，恢复 前5分钟并有输出警报。微电脑控制电路由8位单片机和对应接口组成，有80个扩展数据接口，可以监视 通过每个充放电模块传输进来的每个蓄电池的电压数据，有40个继电器吸合电压输出接 口，连接串联继电器、备用继电器的吸合线圈。8个数据接口连接液晶显示器，2个数据接口 连接报警电路。根据预设好的程序可以管理40个充电模块的连接组合，提供380V工业用 电的供电控制管理。当使用10个充电模块进行组合时，可以进行IlOV电压输出的充放电控制。当使 用20个充电模块进行组合时，可以进行220V电压的充放电控制。当使用40个充电模块进 行组合时，可以进行380V三相电的充放电控制。蓄电池全部正常电压时，所有继电器都处 于释放状态，可以最大限度地节省电力。本专利技术的有益效果是，省掉直流低压蓄电池用逆变器升压带来的损耗和功率限 制，使串联充电的太阳能电池避免热斑的生成，打破常规串联充电，对太阳能电池整体性能 要求一致的限制，可以使太阳能充放电的控制电流得以加大、电压更高，使串联供电在太阳 能应用领域的使用更加方便、更加可靠，更加安全，更加益于推广。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的工作原理图。图2是本专利技术的电路原理图。在图1、2中(1)为充放电模块；(Ib)为备用充放电模块；(2)为太阳能电池(2b) 为备用太阳能电池；(3)为蓄电池(3b)为备用蓄电池；(4)为蓄电池串联继电器；(5)为备 用蓄电池继电器；(6)为微电脑控制器；(7)为液晶显示器；(8)为交流二相或三相变换器； (9)为交流输出接线柱，和直流输出接线柱；(10)为数据传输连接线；(11)为继电器吸合电 压连接线；(12)为省略的充放电控制组标识；(13)为串联继电器吸合线圈；(14)为备用继 电器吸合线圈；(15)为太阳能电池输入端口 ；(16)为蓄电池输入端口 ；(17)为充电模块电 压输出端口 ；(18)为继电器常通接点；(19)为继电器输出公共接点；(20)为继电器输入公 共接点；(21)为继电器常断接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池充放电组合控制设备是：由太阳能电池（２）与充放电模块（１）通过导线相连，充放电模块（１）与蓄电池（３）相连，这些部件组成１个充放电控制组。充放电模块有３对电流连接端口（１５）（１６）（１７），和１个数据端口（１０），每个充放电控制组之间通过串联继电器（４）组合进行串联升压，上级负极，连接下级正极，从而得到串联的电压。由相同配置组成的备用充放电控制组，在组内蓄电池电力不足时启用，保证了供电的连续。组合输出的规模，根据充放电控制组的数量决定，即根据电压需要决定充电控制组的数量。由微电脑控制电路对组内各充放电控制组进行数据分析，根据数据进行停用或启用的控制，和人机交流的程序管理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高延山，
申请(专利权)人：高延山，司徒国源，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]