[实用新型]太阳能供电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能供电装置，具体的将是具体有储能结构的太阳能供电装置。

背景技术

    目前，大多数太阳能供电装置中都采用电池作为储能元件，由于电池充电时对电压/电流要求高，因此其电路结构较为复杂，部分电路甚至需要用微处理器来控制电路工作，因而其电路本身就消耗了相当部分的能量，对能量利用率和充电的效率都有一定的影响。此外，有些充电电路已采用了新型的法拉电容（也称黄金电容，超级电容，双电层电容），利用了其兼有电容的大电流快速充电特性，同时又有电池的储能性，串联等效电阻低，使用寿命长，充电电压宽等特点。在太阳能供电装置中电路中采用直接对法拉电容充电时，由于法拉电容通常容量较大，太阳能电池提供的充电电流有限等原因，使得法拉电容从最低储能电压充电至能够满足后端负载电路最低工作电压的时间很长，在充电初始的很长一段时间内，后端负载电路均不能启动工作。同时，当法拉电容电压降至后端负载电路最低工作电压以下后需要重新充电，也需要很长的充电时间，因此限制了后端电路的应用。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型提供了一种太阳能供电装置，能够对较小的电流进行采集和存储，并可实现既能快速为后端电路提供驱动电流，又能够为后端电路长时间正常供电。

本实用新型的太阳能供电装置的基本结构，是在太阳能的光电转换单元与电能输出端之间设置有储能单元，该储能单元为并联状态的第一储能单元和第二储能单元，且第二储能单元的储能容量大于第一单元。在第二储能单元所在的并联电路中，在第二储能单元之前还设有第一电压控制结构及受其控制的第一开关单元控制该充电电路的通断，只有当第一储能单元的输出电压高于该第一电压控制结构的设定阈值时，该第一电压控制结构才导通第一开关单元，对第二储能单元进行充电。

本实用新型上述装置的基本工作过程和原理，是由太阳能光电转换单元的输出电流先对储能容量较小第一储能单元充电，使其能被快速充电可满足后端电路最低工作电压的输出电压，并开始为后端电路供电。而在与第一储能单元并联的第二储能单元电路中，由于第一储能单元的输出电压尚未达到第一电压控制结构的设定阈值，因此第二储能单元的电路处于截止状态。只有当第一储能单元的输出电压达到（等于或高于）第一电压控制结构的设定阈值，该第一电压控制结构才导通第一开关单元，开始对第二储能单元充电，直到第一储能单元因持续供电使输出的电压低于后端电路的工作电压及第一电压控制结构的设定阈值时，太阳能光电转换单元的输出电流才停止对第二储能单元充电，并重新开始对第一储能单元充电，使其能快速实现重新向后端输出供电，如此反复。当该大储能容量的第二储能单元存储到足以满足提供输出的电能后，后端电路在开始由第二储能单元向后端进行长时间持续供电。

在上述结构基础上，可选择的一种改进是，所说的太阳能光电转换单元可以采用为并联状态的两组或更多组，以增加光电转换量，满足能够更快速地为第一储能单元和第二储能单元充电，缩短充电时间的使用需要。

另一种可选择的改进方案，是所说的第二储能单元可以采用为并联的至少两组电容结构，以增大电能的存储容量，满足能够为后端电路提供更长久供电的需要。

实验表明，本实用新型上述太阳能供电装置中，除特殊的目的或需要外，所说的第一储能单元采用为至少一个容量≥330uF的钽电容结构，如AVX公司生产的TAJ系列钽电容，型号如TAJC337*006#NJ、TAJD337*006#NJ、TAJD4777*006#NJ等；第二储能单元采用为至少一个容量≥0.1F的法拉电容结构，如Panasonic公司生产的SD系列法拉电容及SG系列法拉电容，型号如EECS0HD 104(H)、EECS5R5(H)474，也可以是Shoei公司生产的PAS614L型号的PAS法拉电容。采用所述容量和型号的电容结构能够满足通常情况下的使用需要。