一种基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统论文和设计-孟令军

全文摘要

本公开提供了一种基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，包括至少两组太阳能电池板、至少两组充电电池和控制器，所述太阳能电池板用于给充电电池充电及给用电设备供电，所述充电电池用于太阳能电池板无法供电时给设备供电，所述控制器分别与各个太阳能电池板和充电电池通信连接，用于选择切换供电方案、调整太阳能电池板充电功率和控制太阳能电池板的充电回滞；本公开所述的系统适用于室外需供电设备，设计有根据环境切换供电方案、太阳能回滞、充电功率调整，采用双太阳能电池板和双充电电池设计，为设备安全可靠运行提供保证。

主设计要求

1.一种基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，其特征在于，包括至少两组太阳能电池板、至少两组充电电池和控制器，所述太阳能电池板用于给充电电池充电及给用电设备供电，所述充电电池用于太阳能电池板无法供电时给设备供电，所述控制器分别与各个太阳能电池板和充电电池通信连接，用于选择切换供电方案、调整太阳能电池板充电功率和控制太阳能电池板的充电回滞。

设计方案

2.如权利要求1所述的基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，其特征在于，所述太阳能电池板为两组，两组太阳能电池板互为备用，白天给设备供电和给充电电池充电，并通过控制器获取充电最大功率。

3.如权利要求1所述的基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，其特征在于，所述充电电池为两组，两组充电电池互为备用，用于太阳能电池板不工作时给设备供电。

4.如权利要求1所述的基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，其特征在于，所述太阳能电池板为PERC太阳能板或半片太阳能电池板或双面太阳能电池板或叠瓦太阳能电池板。

5.如权利要求1所述的基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，其特征在于，所述控制器为MPPT太阳能控制器。

6.如权利要求1所述的基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，其特征在于，所述充电电池为太阳能蓄电池。

7.如权利要求6所述的基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，其特征在于，所述太阳能蓄电池为铅酸免维护蓄电池或胶体蓄电池。

8.如权利要求1-7任一项所述的基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，其特征在于，各个充电电池与控制器通过导线连接。

9.如权利要求1-7任一项所述的基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，其特征在于，各个太阳能电池板独立安装，通过通信电缆与控制器连接。

设计说明书

技术领域

本公开涉及供电技术领域，特别涉及一种基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

随着物联网的迅速发展，室外监测设备日益普及。我国需要大量的室外物联网设备服务于电力、交通、农业等行业，为社会各方面提供便利，室外物联网设备已经成为人民日常生活，国家经济发展不可或缺的部分。室外设备需要长期在室外工作，工作环境恶劣，因此设备运行的可靠性和稳定性尤为重要，而设备电源是决定设备正常工作的首要条件。假如电源出现问题，设备无论多全面、多强大的功能都是纸上谈兵，因此拥有稳定可靠的电源保证设备不断电，是设备正常运行的最重要的前提。

室外设备的电源的稳定性要求一般存在两个方面：一方面设备电源能量可以得到充足可靠的补充；另一方面可以储存电源能量，以备不时之需。目前市场上普遍采用太阳能及电池相结合为设备提供电源，采用可充电电池储存电能，通过太阳能电池板获得电能，该方式具有供能可靠、电池存储大的优点。

但是本公开发明人在研究中发现，现有的供电方式存在如下缺点：(1)太阳能电池板采用降压和稳压处理后直接充电，取电效率低；(2)电池使用寿命短；(3)市面上太阳能解决方案普遍采用单电池单太阳能电池板的组合方式，一旦电池损坏或者太阳能板损坏，设备就无法正常工作，可靠性差。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，能够满足在室外环境下为设备提供稳定可靠的电源，进而保证设备长期工作，同时本公开所述的供电系统在实施过程中安装维修方便且可靠性高。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种基于多太阳能板和多充电电池的供电系统，包括至少两组太阳能电池板、至少两组充电电池和控制器，所述太阳能电池板用于给充电电池充电及给用电设备供电，所述充电电池用于太阳能电池板无法供电时给设备供电，所述控制器分别与各个太阳能电池板和充电电池通信连接，用于选择切换供电方案、调整太阳能电池板充电功率和控制太阳能电池板的充电回滞。

作为可能的一些实现方式，所述太阳能电池板为两组，两组太阳能电池板互为备用，白天给设备供电和给充电电池充电，并通过控制器获取充电最大功率。

作为可能的一些实现方式，所述充电电池为两组，两组充电电池互为备用，用于太阳能电池板不工作时给设备供电。

作为可能的一些实现方式，所述太阳能电池板为PERC太阳能板或半片太阳能电池板或双面太阳能电池板或叠瓦太阳能电池板。

作为可能的一些实现方式，所述控制器为MPPT太阳能控制器。

作为可能的一些实现方式，所述充电电池为太阳能蓄电池。

作为可能的一些实现方式，所述太阳能蓄电池为铅酸免维护蓄电池或胶体蓄电池。

作为可能的一些实现方式，各个充电电池与控制器通过导线连接。

作为可能的一些实现方式，各个太阳能电池板独立安装，通过通信电缆与控制器连接。

作为可能的一些实现方式，所述控制器用于选择切换供电方案，通过判断太阳能电池板电压与电池组电压大小切换供电方案，太阳能电池板电压大时选择采用太阳能电池板供电；反之，采用电池组供电。

作为可能的一些实现方式，所述控制器设计有MPPT算法，通过算法调整太阳能板输出电压，影响输出电流，获得最大充电功率。

作为可能的一些实现方式，所述控制器设计有太阳能回滞，当充电电压超过回滞电压，停止充电，保证充电电池充电电压稳定，避免充电电池输出振荡，最大限度的延长电池寿命。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

本公开采用双太阳能电池板供电，两块电池板互为备用，容错率高，供电稳定性大大提高，采用的双可充电电池，电池互为备用，可保证设备在没有外部能量供给下，依靠存储电能稳定工作；

本公开所述的太阳能电池板的供电，通过MPPT太阳能控制器采用MPPT算法，自动追踪最大功率点，保证太阳能充电效率。

本公开所述的控制器，采用充电回滞，避免对电池的频繁充电，最大限度延长电池寿命，所述的控制器，自动选择切换太阳能供电或者电池供电，保证设备稳定可靠运行。

本公开所述的太阳能电池板采用目前市面上的高效太阳能电池组件，其光电转换效率高，实现更高效的太阳能利用，同时减少太阳能电池板的占地空间。

附图说明

图1为本公开实施例1所述的基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统示意图。

图2为本公开实施例1所述的基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统工作流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和\/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和\/或它们的组合。

实施例1：

如图1-2所示，本公开实施例1提供了一种基于多太阳能电池板和多充电电池的供电系统，包括两组太阳能电池板、两组充电电池和控制器，所述太阳能电池板用于给充电电池充电及给用电设备供电，两组太阳能电池板互为备用，白天给设备供电和给充电电池充电，并通过控制器获取充电最大功率；所述充电电池用于太阳能电池板无法供电时给设备供电，两组充电电池互为备用，用于太阳能电池板不工作时给设备供电；所述控制器分别与各个太阳能电池板和充电电池通信连接，用于选择切换供电方案、调整太阳能电池板充电功率和控制太阳能电池板的充电回滞。

所述太阳能电池板为PERC太阳能板或半片太阳能电池板或双面太阳能电池板或叠瓦太阳能电池板，均采用高效太阳能电池组件，其光电转换效率高，实现更高效的太阳能利用，同时减少太阳能电池板的占地空间。

所述控制器为MPPT太阳能控制器，通过MPPT太阳能控制器采用MPPT算法，通过算法调整太阳能板输出电压，影响输出电流，获得最大充电功率，通过自动追踪最大功率点，保证太阳能充电效率。

所述充电电池为太阳能蓄电池，所述太阳能蓄电池为铅酸免维护蓄电池或胶体蓄电池。

各个充电电池与控制器通过导线连接，各个太阳能电池板独立安装，通过通信电缆与控制器连接。

所述MPPT控制器用于选择切换供电方案，通过判断太阳能电池板电压与电池组电压大小切换供电方案，太阳能电池板电压大时选择采用太阳能电池板供电；反之，采用电池组供电。

所述控制器设计有太阳能回滞，当充电电压超过回滞电压，停止充电，保证充电电池充电电压稳定，避免充电电池输出振荡，最大限度的延长电池寿命。

具体工作方法为：

(1)判断太阳能电池板电压是否大于充电电池电压，当太阳能电池板小于充电电池电压时，采用充电电池对用电设备进行供电；

(2)当太阳能电池板大于充电电池电压时，在MPPT太阳能控制器的控制下给充电电池充电，基于MPPT算法自动追踪最大功率点，保证太阳能充电效率，同时太阳能电池板还给用电设备直接充电；

(3)判断充电电池电压是否大于回滞电压；

(4)若充电电池电压大于回滞电压，停止充电，并回到第(3)步；

(5)若充电电池电压小于回滞电压，回到第(2)步。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

设计图

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