[发明专利]太阳能、风能和锂电池综合电源管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源系统，特别是低碳能源的一种综合利用——太阳能、风能和锂电池电源管理系统。

背景技术

能源是经济社会可持续发展和国家竞争力的重要物质基础。太阳能利用过程清洁，能够有效减少温室气体的排放，是最具发展潜力的可再生能源；风能资源则具有可再生、永不枯竭、无污染等特点，综合社会效益高。但因为太阳能和风能不稳定，区域差异大，所以合理开发利用显得尤为重要。

海洋设备，特别是一些远洋养殖设备由于离岸较远，设备电力供给存在很大的困难，这也成为制约海洋设备向自动化方向发展的“瓶颈”。将岸电通过海底电缆供电，成本花费巨大，且不适宜移动设备。采用柴油机或汽油机提供动力是一种在短期内行之有效的方法。但随着设备的增多，功率的增大，供电设备的体积及重量增大。为此寻求一种适合于海洋设备的动力来源，已成为需要解决的问题。

鉴于此，本发明提出一种方案在太阳能和风能采集方面都使用最大功率跟踪技术，能够充分利用太阳能、风能；当太阳能和风能不稳定的时候使用锂电池供电，能极大的提高系统的供电稳定性和持续性，为野外设备和海上海洋设备特别是无人监控设备及海上集约化养殖设备提供了一种良好的绿色低碳能源供给。

发明内容

本发明主要解决的技术问题在于提供一种太阳能、风能和锂电池综合电源管理系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种太阳能、风能和锂电池综合电源管理系统，包括微控制器以及带有供电开关的锂电池供电模块、太阳能供电模块和风能供电模块；

所述锂电池供电模块为所述微控制器供电；且所述锂电池供电模块通过第一电压比较电路与所述微控制器相连，向所述微控制器发送锂电池充电允许信号或系统休眠信号；

所述太阳能供电模块通过第二电压比较电路与所述微控制器相连，向所述微控制器发送太阳能电能输出信号或太阳能电能输出欠压信号；

所述风能供电模块通过第三电压比较电路与所述微控制器相连，向所述微控制器发送风能电能输出信号或风能电能输出欠压信号；

所述锂电池供电模块、太阳能供电模块和风能供电模块的供电开关分别用于控制各个供电模块输出的通断；所述微控制器分别与所述锂电池供电模块、太阳能供电模块和风能供电模块的供电开关相连，控制各个供电开关的通断；

所述锂电池供电模块设有充电控制口，所述太阳能供电模块和风能供电模块的供电开关分别与所述锂电池供电模块的充电控制口相连，所述微控制器与所述充电控制口相连，用以控制所述锂电池供电模块充电输入的通断。

作为本发明的优选方案之一，所述锂电池供电模块通过升压电路为所述微控制器供电。

作为本发明的优选方案之一，所述锂电池供电模块还包括：m节串联的锂电池，且第n节锂电池与第n+1节锂电池的连接处设有第n级充电开关，用于向前n节锂电池充电，并在第m节锂电池末端设有第m级充电开关；第四电压比较电路，所述第四电压比较电路与其充电控制口以及各级充电开关相连，用以比较由充电控制口输入的充电电压与各级阈值电压的大小，当充电电压大于第n级阈值电压小于第n+1级阈值电压时，接通第n级充电开关，向前n节锂电池充电，当充电电压大于第m级阈值电压时，接通第m级充电开关，向所有锂电池充电，其中n为大于等于1小于m的任何整数，即m＞n≥1，m，n均为整数。

作为本发明的优选方案之一，所述太阳能供电模块包括太阳能板，所述太阳能板正面的中间及东南西北四个方位上分别设有光敏电阻，且位于东南西北四个方位的光敏电阻旁设有遮光板；所述太阳能板背面安装有两个电机，分别控制所述太阳能板向东西或南北方向的转动；所述各光敏电阻与一压差采集模块相连，所述压差采集模块用于分别采集位于东南西北四个方位的光敏电阻与位于中间的光敏电阻之间的压差；所述压差采集模块与一压差比较模块相连，用以将采集到的压差与一阈值电压比较，输出比较结果；所述压差比较模块与一电机驱动模块相连，用以将比较结果发送给所述电机驱动模块；所述电机驱动模块与所述电机相连，用以根据比较结果控制所述电机的运作，使所述太阳能板向东西或南北方向的转动。

所述风能供电模块包括发电机和与之相连的支撑杆，所述发电机与支撑杆之间自由转动；所述发电机带有叶片，其背面设有一尾翼，所述尾翼与所述发电机的叶片所在平面垂直。