[发明专利]一种太阳能供电及能源管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能供电系统，尤其是涉及一种太阳能供电及能源管理系统。

背景技术

高铁轨道的实时检测设备需要稳定电能输入，现役的高铁大都在野外，除了太阳能无其它稳定的可用能源为这些设备供电。虽然目前的太阳能供电系统已经运用的相当广泛，但是这些系统中的充放电控制、储能管理和电能的输出都存在一定的问题，不符合高铁设备的电能输入要求。在太阳能的输入方面，阴影遮蔽与发电效率衰减引起的不平衡和电池板适配问题；并且一般的太阳能系统的太阳能利用率也比较低；单块电池板发生故障可能就会引起系统崩溃，系统的安全性得不到保障。充放电的控制与储能系统是目前太阳能供电系统的管理的难点。多个蓄电池之间因充放电不均匀造成的蓄电池电量失衡问题；蓄电池的充放电次数有一定的限制，并且需要定期维护，影响了系统的高效性。同时，系统在应用中可能存在蓄电池可能存在过压、过温和过放的问题，保护措施不得当，都有可能导致系统的崩溃。一般的太阳能供电系统，输出供电系统不稳定，采用单一电路输出的系统一旦电路发生故障，就会导致供电无法满足设备的使用，系统的可靠性不高。针对高铁检测设备的电能输入需求，需要设计一种太阳能供电及能源管理系统，能有效解决太阳能利用率不高、蓄电池储能系统的缺陷以及供电输出稳定性的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现太阳能电池组件功率的最大跟踪、对蓄电池有效充放电控制和保护的太阳能供电及能源管理系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种太阳能供电及能源管理系统，包括依次连接的太阳能电池组、蓄电池组和供电输出单元，所述的供电输出单元与负载连接，还包括分别与太阳能电池组和蓄电池组连接的MPPT控制机，所述的MPPT控制机对太阳能电池组中的每块电池板单独进行MPPT控制。

所述的蓄电池组中的每个蓄电池分别带有充放电控制模块，所述的充放电控制模块与太阳能电池组连接，采用三阶段充电法对蓄电池充电。

所述的蓄电池组中的每个蓄电池还分别带有蓄电池保护模块，所述的蓄电池保护模块与供电输出单元连接并对蓄电池电量进行检测，当蓄电池电量低于设定值时，供电输出单元切断该蓄电池与负载的连接。

所述的充放电控制模块与蓄电池保护模块连接，当蓄电池电量充满时，充放电控制模块对蓄电池进行脉冲充电。

所述的供电输出单元包括多个输入输出接口，多个输入输出接口与蓄电池一一对应连接。

所述的多个输入输出接口与负载并联连接，每个蓄电池独立对负载供电。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)MPPT控制机对太阳能电池组中的每块电池板单独进行MPPT控制，让每块电池板发挥最大效率，实现太阳能电池板发电最高效率。

(2)每个蓄电池分别带有充放电控制模块，充放电控制模块与太阳能电池组连接，采用三阶段充电法对蓄电池充电，各蓄电池独立充电，有效解决了多个蓄电池之间因充放电不均匀造成的电量失衡问题。

(3)蓄电池组中的每个蓄电池还分别带有蓄电池保护模块，各块电池板进行独立发电保护，避免因单块电池板发生故障引起系统崩溃。

(4)充放电控制模块与蓄电池保护模块连接，当蓄电池电量充满时，充放电控制模块对蓄电池进行脉冲充电，能够对蓄电池进行保养，实现了蓄电池的免维护功能。

(5)供电输出单元包括多个输入输出接口，多个输入输出接口与蓄电池一一对应连接，采用多路控制器并联输出方案，只要其中任何一路正常工作，都能满足负载的供电需求，保证了系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明系统的整体结构示意图；

图2为本实施例系统中太阳能电池组与MPPT控制机连接示意图；

图3为本实施例系统中蓄电池组的结构示意图；

图4为本实施例系统中供电输出单元的结构示意图；

图5为本实施例系统中蓄电池三阶段充电时，蓄电池的电流电压曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例