[实用新型]新型太阳能充电控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能光伏领域，尤其涉及一种新型太阳能充电控制器，主要应用于供电盲区、供电系统不发达的或供电代价较高的高原、海岛、高速公路外场、通讯站等。

背景技术

照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年的能量消费。可以说，太阳能是真正取之不尽，用之不竭的能源。现有的太阳能电池可以高效率的将太阳能直接转换成电能，不对环境产生任何的污染，并具有不受资源分布地域的限制，可就近发电，可连接现有的电力网络等特点，因此太阳能发电被誉为最理想的能源，受到世界各国的广泛重视。

但是由于太阳能受昼夜、晴雨、季节的影响，太阳能电池发出的电能不稳定、不连续，为了保证光伏系统具有稳定、可靠的输出，在光伏系统中均另外配置蓄电池和太阳能充电控制器。蓄电池可以用来存储太阳能电池所发出的不稳定、不连续的电能。而太阳能充电控制器不但直接影响光伏系统的效率，而且还决定了蓄电池的使用寿命。而在整个光伏系统中，太阳能电池一般为整个系统成本的60％左右，因此提高太阳能充电器的效率将会显著降低光伏系统的造价；而蓄电池作为易损耗的重要部件，其占整个系统成本的20％~30％左右，因此，提高蓄电池的有效使用寿命也会为降低光伏系统的造价和后期的维护成本提供重要的保障。

目前太阳能充电器基本上采用恒流充电法、或阶段充电法、或恒压跟踪充电法。

综观上述的几种解决方案，存在以下不足：

恒流充电法、阶段充电法：由于太阳能受昼夜、晴雨、季节的影响，太阳能电池所发出的电能不稳定、不连续，根据蓄电池的特性，为保证光伏系统的蓄电池长期稳定的充电(浮冲)，其设定的恒流值必然小于其日平均照射的太阳能功率，为保证系统的电力供应，需采用更多的太阳能电池板，并提高蓄电池的容量，因此造成重大的投资浪费。

恒压跟踪：根据太阳能电池的工作特性——输出最大功率点处的电压值在不同日照下基本不变的原理，可以显著提高充电效率，但是由于太阳能电池的功率无规律的波动，根据蓄电池的特性，其使用寿命甚至会严重缩短，容易造成后期维护成本的大幅度提升。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种充分利用电能，最大限度地提高充电效率，有效延长被充电的蓄电池的使用寿命，减少投入的新型太阳能充电控制器。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括与太阳能电池单元相连的充电控制单元，微处理器及通信单元接充电控制单元、与负载相连的负载控制及保护单元，充电控制单元的一路输出接主蓄电池及检测保护单元，主蓄电池及检测保护单元的两个输出分别与微处理器及通信单元、与负载相连的负载控制及保护单元相连，所述的充电控制单元的又一路输出与辅助蓄电池及检测保护单元相连，辅助蓄电池及检测保护单元的三路输出分别接微处理器及通信单元、负载控制及保护单元、放电控制及保护单元，放电控制及保护单元的另一路输入与微处理器及通信单元相连，放电控制及保护单元的输出接所述的充电控制单元。采用独特的主蓄电池和辅助蓄电池构成的双组蓄电池独立控制技术，通过控制辅助蓄电池的充放电状态及电流大小，确保主蓄电池充电过程的稳定，从而有效延长主蓄电池的使用寿命。并且对辅助蓄电池采用恒压跟踪充电，最大限度地提高光伏系统的发电效率。采用负载控制技术，减少主蓄电池的充放电次数，并在电池组电压降到设定值后能自动切断对负载的供电实现对蓄电池的保护，并对所有充放电回路均设置保护电路，有效提高系统的可靠性，延长蓄电池的使用寿命，减少系统的维护成本。

作为优选，所述的辅助蓄电池及检测保护单元包括辅助蓄电池、辅助蓄电池充电保护电路、辅助蓄电池电压及温度检测电路，辅助蓄电池充电保护电路的输入与所述的充电控制单元的输出相连，辅助蓄电池充电保护电路的输出接辅助蓄电池，辅助蓄电池又分别与所述的放电控制及保护单元、负载控制及保护单元、辅助蓄电池电压及温度检测电路相连，辅助蓄电池电压及温度检测电路的输出接所述的微处理器及通信单元。

作为优选，所述的微处理器及通信单元包括微处理器及与之相连的接口电路、状态指示电路、环境检测电路。环境检测电路用以检测主蓄电池和辅助蓄电池存放的环境参数，来对充电电压进行精确控制。通过接口电路实现本地及远端对控制器工作状态及环境参数的实时监测。