[实用新型]一种基于超级电容储能器的小型光伏控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体地，涉及一种基于超级电容储能器的小型光伏控制器。

背景技术

能源是人类社会存在和发展的重要物质基础，随着社会的发展，能源日渐减少，并伴随着环境问题日益突出，使得越来越多的国家把目光投向可再生能源。太阳能作为重要能源之一，以其永不枯竭，无污染等优点，正得到迅速的发展。

但是太阳能电池在其工作过程中，由于受环境(主要包括日照强度，温度) 的影响，其输出具有明显的非线性特性，造成电池与负载之间的不匹配，从而不能使太阳能最大效率地转化为电能输出。

为了实现光伏发电系统的功率输出最大化，就需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪控制，即MPPT控制。在光伏控制技术上，MPPT 控制方法有很多种，目前市场上常用的是使用CVT(恒定电压跟踪) 控制技术的控制器，因为CVT 法较为简单，制造相对也容易，但是此种控制技术带来了较为严重的功率损失，相对于光伏电池价格的高昂以及电力电子技术的日益发展，显得很不经济实用。

如果用超级电容器可解决这个问题，从而提高太阳能电池的利用率。超级电容器作为一种新兴的储能装置具有体积小、储能密度大、无电化学反应、免维护、使用寿命长等优点。另外，它的漏电流小，效率超过95%。将超级电容器用于光伏发电系统可以更充分地利用超级电容器的特性，更大限度地利用光伏电池发出的电能。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在功率损失大和经济效益差等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种基于超级电容储能器的小型光伏控制器，以实现功率损失小和经济效益好的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于超级电容储能器的小型光伏控制器，包括依次配合连接的光伏电池组、采样主回路、充电主回路和用于接负载的超级电容器组，与所述采样主回路连接的电流及电压采样模块，与所述充电主回路连接的光耦隔离模块，以及分别与所述电流及电压采样模块和光耦隔离模块连接的MCU主控器。

进一步地，所述采样主回路，包括分别连接在所述光伏电池组两端的第一电容C1和第一电阻支路，连接在所述超级电容器组两端的第二电阻支路，以及与所述充电主回路连接的第三电阻R3；

所述充电主回路连接在所述第一电阻支路与第二电阻支路之间；所述第一电阻支路、第二电阻支路和第三电阻R3的采样端分别连接至电流及电压采样模块。

进一步地，所述第一电阻支路，包括相连的第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电阻R1和第二电阻R2的公共端为采样端；和/或，

所述第二电阻支路，包括相连的第四电阻R4和第五电阻R5；所述第四电阻R4和第五电阻R5的公共端为采样端。

进一步地，所述充电主回路，包括开关管Q1、第一二极管D1、第二二极管D2、电感L1和第二电容C2，其中：

所述开关管Q1的控制端与所述光耦隔离模块连接，开关管Q1的第一连接端与第一电阻R1和光伏电池组的公共端连接，开关管Q1的第二连接端与第一二极管D1的阳极连接；第一二极管D1的阴极依次经电感L1、第二电容C2和第三电阻R3后，与第二电阻R2和光伏电池组的公共端连接；第二二极管D2的阴极与第一二极管D1的阴极连接，第二二极管D2的阳极与第二电阻R2和光伏电池组的公共端连接；

所述第二电容C2的两端，分别与第四电阻R4和超级电容器组的公共端、以及第五电阻R5和超级电容器组的公共端连接；第三电阻R3和第二电容C2的公共端为采样端。

进一步地，所述MCU主控器，具体包括C8051F310单片机。

进一步地，所述光耦隔离模块，具体包括光耦TLP250。

本实用新型各实施例的基于超级电容储能器的小型光伏控制器，由于包括依次配合连接的光伏电池组、采样主回路、充电主回路和用于接负载的超级电容器组，与采样主回路连接的电流及电压采样模块，与充电主回路连接的光耦隔离模块，以及分别与电流及电压采样模块和光耦隔离模块连接的MCU主控器；可以实现光伏电池的最大功率跟踪控制，并具有体积小，价格低和接线简单等优点；从而可以克服现有技术中功率损失大和经济效益差的缺陷，以实现功率损失小和经济效益好的优点。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明