光伏电池随环境光照变化阶梯发电的控制装置及太阳能光伏发电系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种光伏电池随环境光照变化阶梯发电的控制装置，用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括太阳能电池板和包括若干个子蓄电池组的蓄电池组；控制装置包括：若干个子蓄电池组串联，最后一级子蓄电池组的正极接太阳能电池板的正极，各级子蓄电池组的负极均通过一控制支路与太阳能电池板的负极相连；控制装置用于根据检测得到的蓄电池组的当前总蓄电电压和太阳能电池板的当前电压，开通或关断相应的控制支路，使得对应的子蓄电池组进入或退出充电状态。本实用新型专利技术还提供一种太阳能光伏发电系统。采用本实用新型专利技术实施例，能够充分利用太阳能光伏发电系统在全天不同时段的日照条件下变化的发电特性，提高光伏发电的效率，避免能源浪费。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光伏发电
，特别是涉及一种光伏电池随环境光照变化阶梯发电的控制装置及发电系统。
技术介绍
传统离网型太阳能光伏发电系统是由太阳能光伏电池对蓄电池进行充电，蓄电池再通过逆变向电器提供电力。在由太阳能光伏对蓄电池充电过程中，为了避免蓄电池的过充、过放现象，必须利用控制器对太阳能光伏充电过程进行控制。现有的控制器在工作过程中，会截止太阳能光伏发电超过蓄电池额定充电电压的部分。当太阳能光伏发电电压低于蓄电池的充电电压时，控制器也不会对蓄电池进行充电， 同时还会截止掉蓄电池最低放电电压的部分。通常，太阳能光伏发电系统的设计是根据用户的用电功率需要，结合太阳能光伏电池组件自身设计的标称电压、电流，依照光伏电站安装地点的年平均太阳能量的辐照强度，进而实现最佳设计功率组合的标准光伏发电站。这些光伏发电站的总发电功率是以安装地点的年平均日照强度、时间来设计的。以华北地区为例，设计适合光伏发电的年平均每天日照时间仅为3. 3个小时。太阳能光伏电池在一定的光谱范围中都会产生光生伏达效应 (即为光伏发电效应)，但是发电效率会随着光照辐射度的变化产生较大的差别。在春秋两个季节，晴朗的天气条件下基本在8:30-17:30之间都有一定的日照辐射强度，但由于早晨和下午的光照辐射强度较弱，光伏电池的光生伏达作用降低，产生的电压、电流满足不了太阳能光伏发电升压逆变并网使用或者离网给储能电池充电的需要。现有技术中，为了避免这些无效电能对逆变器、蓄电池及公共电网造成的危害，对于达不到光伏发电要求的全额足功率的光照辐射强度的发电电能，将被蓄电池的充放电控制器截止。由此，造成了全天几乎一半时间的较弱日照辐射能量白白损失，降低了光伏发电的效率，导致很大的能源浪费。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种光伏电池随环境光照变化阶梯发电的控制装置及发电系统，能够充分利用太阳能光伏发电系统在全天不同时段的日照条件下变化的发电特性，提高光伏发电的效率，避免能源浪费。本技术实施例提供一种光伏电池随环境光照变化阶梯发电的控制装置，所述控制装置用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括太阳能电池板和蓄电池组；所述蓄电池组包括若干个子蓄电池组；所述控制装置包括若干个控制支路；所述控制支路与子蓄电池组一一对应；所述若干个子蓄电池组串联，最后一级子蓄电池组的正极接所述太阳能电池板的正极，各级子蓄电池组的负极均通过一控制支路与太阳能电池板的负极相连；所述控制装置，用于根据检测得到的所述蓄电池组的当前总蓄电电压和所述太阳能电池板的当前电压，开通或关断相应的控制支路，使得对应的子蓄电池组进入或退出充电状态。优选地，所述控制装置包括一电压检测单元、一处理单元和若干个控制支路；所述电压检测单元，用于检测得到所述蓄电池组当前总蓄电电压和所述太阳能电池板的当前电压，发送至所述处理单元；所述处理单元，用于根据接收到的所述蓄电池组的当前总蓄电电压和所述太阳能电池板的当前电压，开通或关断相应的控制支路；所述控制支路，用于控制一子蓄电池组进入或退出充电状态。优选地，所述控制装置还包括区间划分单元，用于预先对所述太阳能电池板的电压值进行区间划分；所述处理单元，用于根据接收到的所述太阳能电池板的当前电压所处的区间和所述蓄电池组的当前总蓄电电压，开通或关断相应的控制支路。优选地，所述控制装置还包括过充控制单元，用于当所述蓄电池组的当前总蓄电电压大于额定电压最高值时， 关断所有的控制支路，使所有子蓄电池组均退出充电状态。优选地，所述控制装置还包括过放控制单元，用于当所述太阳能电池板的当前电压低于最低电压值时，关断所有的控制支路，使所有子蓄电池组均退出充电状态。优选地，所述控制支路包括第一电阻的一端接处理单元的输出端，另一端接第一 NPN晶体管的基极；所述第一 NPN晶体管的发射极接地，集电极经第二电阻接第二 PNP晶体管的基极；所述第二 PNP晶体管的发射极接工作电源，集电极经第四电阻接第三NPN晶体管的基极；第三电阻接在所述第二 PNP晶体管的基极和发射极之间；所述第三NPN晶体管的发射极接地，集电极接第四NPN晶体管的基极和第五PNP 晶体管的基极；第五电阻接在所述第三NPN晶体管的基极和发射极之间；所述第四NPN晶体管的集电极接最后一级子蓄电池组的正极和第一稳压二极管的阳极；所述第一稳压二极管的阴极接太阳能电池板的正极；第六电阻接在所述第四NPN晶体管的基极和集电极之间；所述第四NPN晶体管的发射极和第五PNP晶体管的发射极短接，两者的公共端经第七电阻接第六PMOS晶体管的栅极和第二稳压二极管的阳极；所述第六PMOS晶体管的源极接第三发光二极管的阴极，所述第三发光二极管的阳极接与所述控制支路对应的子蓄电池组的负极；所述第五PNP晶体管的集电极、第六PMOS晶体管的漏极和第二稳压二极管的阴极短接后接所述太阳能电池板的负极。优选地，所述处理单元采用ADUC845单片机。优选地，所述电压检测单元包括蓄电池电压检测子单元，用于检测得到所述蓄电池组当前总蓄电电压，发送至所述处理单元；所述蓄电池电压检测子单元包括第三十电阻的一端作为所述蓄电池电压检测子单元的输入端，接所述蓄电池组的正极；所述第三十电阻的另一端作为所述蓄电池电压检测子单元的输出端，接所述处理单元的一输入端；第三十一电阻和第一电容分别并联接在所述蓄电池电压检测单元的输入端和地之间；第七稳压二极管的阴极接所述蓄电池电压检测单元的输入端，阳极接地。优选地，所述电压检测单元包括所述电池板电压检测子单元，用于检测得到所述太阳能电池板的当前电压，发送至所述处理单元；所述电池板电压检测子单元包括第三十二电阻的一端接所述太阳能电池板的正极，所述第三十二电阻的另一端接第三十四电阻的一端；所述第三十四电阻的另一端接所述太阳能电池板的负极；所述第三十二电阻和第三十四电阻的公共端接第三十三电阻的一端，所述第三十三电阻的另一端作为所述电池板电压检测子单元的输出端，接所述处理单元的一输入端；第三十五电阻和第二电容分别并联接在所述电池板电压检测子单元的输入端和地之间。本技术实施例还提供一种太阳能光伏发电系统，所述光伏发电系统包括太阳能电池板、蓄电池组；所述蓄电池组包括若干个子蓄电池组；所述系统还包括所述的光伏电池随环境光照变化阶梯发电的控制装置；所述控制装置用于控制所述太阳能电池板对蓄电池组的充电。根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果本技术实施例所述控制装置，设置有对应于多个日光照射时段的控制支路， 各控制支路分别用于控制一子蓄电池组的充电与否。在不同日光照射时段，根据检测得到的所述蓄电池组的当前总蓄电电压和所述太阳能电池板的当前电压，通过各控制支路，对不同的子蓄电池组充电。本技术实施例，能够充分利用太阳能光伏发电系统在全天不同时段的日照条件下变化的发电特性，实现光伏电池的发电量随着环境光照的变化呈阶梯控制，最终将尽可能多的光照辐射能量转化为电能。附图说明图1为本技术实施例的太阳能光伏发电系统结构图；图2为本技术实施例的控制支路的一种具体实施方式结构图；图3为本技术实施例的蓄电池电压检测子单元结构图；图4为本技术实施例的电池板电压检测子单元结构图。具体实施方式为使本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王士元，甄云云，陈敬欣，王占友，
申请(专利权)人：英利能源中国有限公司，
类型：实用新型
国别省市：