一種高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統，包括充電模塊、輸出模塊、系統指示模塊、聲音報警模塊以及負載探測模塊，其特征在于：充電模塊包括可編程控制器、蓄電池電壓采集器、太陽能電池電壓采集器、充電執行開關、緩沖存儲器、太陽能電池以及蓄電池，其中蓄電池電壓采集器將采集到的蓄電池電壓信號發送至可編程控制器，太陽能電池電壓采集器也將采集到的太陽能電池電壓信號發送至可編程控制器，可編程控制器向充電執行開關發送脈沖控制信號，充電執行開關信號輸出端與蓄電池連接；太陽能電池輸出端通過緩沖存儲器與充電執行開關信號連接。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種太陽能電源管理系統，尤其是涉及一種高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統。
技術介紹
太陽能發電是利用電池組件將太陽能直接轉變為電能的裝置。太陽能電池組件(Solar cells)是利用半導體材料的電子學特性實現P-V轉換的固體裝置，在廣大的無電力網地區，該裝置可以方便地實現為用戶照明及生活供電，一些發達國家還可與區域電網并網實現互補。目前從民用的角度，在國外技術研究趨于成熟且初具產業化的是光伏——建筑(照明)一體化技術，而國內主要研究生產適用于無電地區家庭照明用的小型太陽能發電系統。太陽能發電系統主要包括:太陽能電池組件(陣列)、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負載等組成。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端。但是，目前市場上的太陽能發電及管理想還是存在以下缺陷:太陽能的利用率不高，充電效率低，增加了太陽能發電系統的太陽能電池和蓄電池的使用量。
技術實現思路
本技術設計了一種高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統，其解決了以下技術問題:太陽能的利用率不高，充電效率低，增加了太陽能發電系統的太陽能電池和蓄電池的使用量。為了解決上述存在的技術問題，本技術采用了以下方案:—種高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統，包括充電模塊、輸出模塊、系統指示模塊、聲音報警模塊以及負載探測模塊，其特征在于:充電模塊包括可編程控制器、蓄電池電壓采集器、太陽能電池電壓采集器、充電執行開關、緩沖存儲器、太陽能電池以及蓄電池，其中蓄電池電壓采集器將采集到的蓄電池電壓信號發送至可編程控制器，太陽能電池電壓采集器也將采集到的太陽能電池電壓信號發送至可編程控制器，可編程控制器向充電執行開關發送脈沖控制信號，充電執行開關信號輸出端與蓄電池連接；太陽能電池輸出端通過緩沖存儲器與充電執行開關信號連接。進一步，輸出模塊包括可編程控制器、多路電子開關、多個用戶接線端口、蓄電池電壓采集器以及蓄電池，其中，可編程控制器存在多個輸出控制信號端用于輸出不同的交流控制信號或/和直流控制信號，多路電子開關也對應存在多個輸入端用于接收不同的交流控制信號或/直流控制信號，多路電子開關的輸出端通過逆變器或多個恒壓器與多個用戶接線端口連接；蓄電池一個信號輸出端與多路電子開關信號連接，蓄電池另一個信號輸出端通過蓄電池電壓采集器與可編程控制器信號連接；可編程控制器能夠接收負載探測反饋信號和發出負載探測請求信號。進一步，所述逆變器包括正弦波PWM信號產生器、波形優化器、全橋逆變電路、高頻PWM信號產生器、高頻升壓器以及濾波器，多路電子開關的一個輸出端存在三路信號，其中一路依次經過PWM信號產生器、波形優化器以及全橋逆變電路，另一路依次經過高頻PWM信號產生器、高頻升壓器以及全橋逆變電路，第三路直接發送至高頻升壓器；全橋逆變電路輸出端通過濾波器與AC220V用戶接線端口連接。進一步，所述恒壓器包括高頻PWM信號產生器、高頻穩壓器以及濾波器，多路電子開關輸出的直流信號依次通過高頻PWM信號產生器、高頻穩壓器以及濾波器最終達到DC用戶接線端口。進一步，所述系統指示模塊包括系統工作狀態指示燈集成器；所述可編程控制器根據其輸入端接收蓄電池電壓采集器發送的電壓信號、太陽能電池電壓采集器發送的電壓信號以及負載探測信號，發出多路指示燈控制信號控制系統工作狀態指示燈集成器。進一步，聲音報警模塊包括一蜂鳴器；所述可編程控制器根據其輸入端接收蓄電池電壓采集器發送的電壓信號、太陽能電池電壓采集器發送的電壓信號以及負載探測信號，所述可編程控制器發出蜂鳴器控制信號控制蜂鳴器。進一步，負載探測模塊包括多路負載電流探測器，多個用戶接線端口連接至多路負載電流探測器的輸入端，所述可編程控制器將負載探測請求信號發送至多路負載電流探測器，多路負載電流探測器根據對多個用戶接線端口探測結果向所述可編程控制器發回負載探測反饋信號。該高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統與傳統的高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統相比，具有以下有益效果:(I)本技術野外應急太陽能電源管理系統通過緩沖充電技術和脈寬調制充電技術提高了對太陽能的利用率，實現了不間斷充電，在同等光照條件下與傳統的太陽能充電技術相比，充電效率提高了 30%以上，可大大降低太陽能發電系統的太陽能電池和蓄電池的使用量。(2)本技術高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統由于多路DC輸出和一路AC輸出可滿足用戶不同的需求，使該系統的應用空間大大增加，空載休眠的功能可使系統的空載損耗較傳統的電源管理系統降低60%以上，良好的系統指示功能和聲音預警功能使用戶更方便的了解系統的工作情況，具有很好的操作性。附圖說明圖1:本技術中充電模塊的方框結構圖；圖2:本技術中輸出模塊的方框結構圖；圖3:本技術中AC220V逆變器的方框結構圖；圖4:本技術中DC穩壓輸出模塊的方框結構圖；圖5:本技術中系統指示模塊和聲音報警模塊的方框結構圖；圖6:本技術中負載探測模塊的方框結構圖。具體實施方式下面結合圖1至圖6,對本技術做進一步說明:如圖1所示，充電模塊包括可編程控制器、蓄電池電壓采集器、太陽能電池電壓采集器、充電執行開關、緩沖存儲器、太陽能電池以及蓄電池，其中蓄電池電壓采集器將采集到的蓄電池電壓信號發送至可編程控制器，太陽能電池電壓采集器也將采集到的太陽能電池電壓信號發送至可編程控制器，可編程控制器向充電執行開關發送脈沖控制信號，充電執行開關信號輸出端與蓄電池連接；太陽能電池輸出端通過緩沖存儲器與充電執行開關信號連接。如圖2所示，輸出模塊包括可編程控制器、多路電子開關、多個用戶接線端口、蓄電池電壓采集器以及蓄電池，其中，可編程控制器存在多個輸出控制信號端用于輸出不同的交流控制信號或/和直流控制信號，多路電子開關也對應存在多個輸入端用于接收不同的交流控制信號或/和直流控制信號，多路電子開關的輸出端通過逆變器或多個恒壓器與多個用戶接線端口連接；蓄電池一個信號輸出端與多路電子開關信號連接，蓄電池另一個信號輸出端通過蓄電池電壓采集器與可編程控制器信號連接；可編程控制器能夠接收負載探測反饋信號和發出負載探測請求信號。如圖3所示，逆變器包括正弦波PWM信號產生器、波形優化器、全橋逆變電路、高頻PWM信號產生器、高頻升壓器以及濾波器，多路電子開關的一個輸出端存在三路信號，其中一路依次經過PWM信號產生器、波形優化器以及全橋逆變電路，另一路依次經過高頻PWM信號產生器、高頻升壓器以及全橋逆變電路，第三路直接發送至高頻升壓器；全橋逆變電路輸出端通過濾波器與AC220V用戶接線端口連接。如圖4所示，恒壓器包括高頻PWM信號產生器、高頻穩壓器以及濾波器，多路電子開關輸出的直流信號依次通過高頻PWM信號產生器、高頻穩壓器以及濾波器最終達到DC用戶接線端口。如圖5所示，系統指示模塊包括系統工作狀態指示燈集成器。可編程控制器根據其輸入端接收蓄電池電壓采集器發送的電壓信號、太陽能電池電壓采集器發送的電壓信號以及負載探測信號，發出多路指示燈控制信號控制系統工作狀態指示燈集成器。聲音報警模塊包括一蜂鳴器。可編程控制器根據其輸入端接收蓄電池電壓采集器發送的電壓信號、太陽能電池電壓采集器發送的電壓信號以及負本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統，包括充電模塊、輸出模塊、系統指示模塊、聲音報警模塊以及負載探測模塊，其特征在于：充電模塊包括可編程控制器、蓄電池電壓采集器、太陽能電池電壓采集器、充電執行開關、緩沖存儲器、太陽能電池以及蓄電池，其中蓄電池電壓采集器將采集到的蓄電池電壓信號發送至可編程控制器，太陽能電池電壓采集器也將采集到的太陽能電池電壓信號發送至可編程控制器，可編程控制器向充電執行開關發送脈沖控制信號，充電執行開關輸出端與蓄電池連接；太陽能電池輸出端通過緩沖存儲器與充電執行開關連接。

【技術特征摘要】
1.一種高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統，包括充電模塊、輸出模塊、系統指不模塊、聲音報警模塊以及負載探測模塊，其特征在于:充電模塊包括可編程控制器、蓄電池電壓采集器、太陽能電池電壓采集器、充電執行開關、緩沖存儲器、太陽能電池以及蓄電池，其中蓄電池電壓采集器將采集到的蓄電池電壓信號發送至可編程控制器，太陽能電池電壓采集器也將采集到的太陽能電池電壓信號發送至可編程控制器，可編程控制器向充電執行開關發送脈沖控制信號，充電執行開關輸出端與蓄電池連接；太陽能電池輸出端通過緩沖存儲器與充電執行開關連接。2.根據權利要求1所述高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統，其特征在于:輸出模塊包括可編程控制器、多路電子開關、多個用戶接線端口、蓄電池電壓采集器以及蓄電池，其中，可編程控制器存在多個輸出控制信號端用于輸出不同的交流控制信號或/和直流控制信號，多路電子開關也對應存在多個輸入端用于接收不同的交流控制信號或/直流控制信號，多路電子開關的輸出端通過逆變器或多個恒壓器與多個用戶接線端口連接；蓄電池一個信號輸出端與多路電子開關信號連接，蓄電池另一個信號輸出端通過蓄電池電壓采集器與可編程控制器信號連接；可編程控制器能夠接收負載探測反饋信號和發出負載探測請求信號。3.根據權利要求2所述高效低耗的野外應急太陽能電源管理系統，其特征在于:所述逆變器包括正弦波PWM信號產生器、波形優化器、全橋逆變電路、高頻PWM信號產生器、高頻升壓器以及濾波器，多路電子開關的一個輸出端存在三路信號，其中一路依次經...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李國新，
申請(專利權)人：成都新炎科技有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：