一种基于太阳能电池和超级电容器组的储能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于太阳能电池和超级电容器组的储能系统，太阳能电池板通过充电管理系统对超级电容器组进行充电，充电管理系统对充电电流和充电电压进行实时监控，防止超级电容器组超出额定电压。超级电容保护电路则实时调节电容器中各个超级电容的电压，保持电容器组中各个电容器电压的平衡和一致。同时，DC/DC降压变换器对超级电容器组进行降压，产生恒定的直流输出（+12V，+5V），这样在有阳光时，太阳能电池板将电能存储在超级电容器中，在夜间时则由超级电容器向DC/DC降压变换器供电，实现具有稳定不间断直流电源输出储能系统，实现对新能源的有效利用。

【技术实现步骤摘要】
—种基于太阳能电池和超级电容器组的储能系统
本技术涉及能源回收再利用
，具体涉及一种基于太阳能电池和超级电容器组的储能系统。
技术介绍
如今，随着新能源工业的需求和节能技术的不断发展，作为现代新型储能设备的超级电容器真步入高度发展与应用阶段，超级电容器相对于传统电化学储能设备悠着明显优势，其充放电速度快、功率密度高、使用寿命长等特点，使其特别适合应用于能量存储及回收系统中，这一特点也能够很好地弥补太阳能这一新能源的储能问题。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种基于太阳能电池和超级电容器组的储能系统，提供一种使用寿命长、维护成本地、低重量的新能源储能系统。为了解决现有技术中的这些问题，本技术提供的技术方案是:一种基于太阳能电池和超级电容器组的储能系统，包括太阳能电池板、充电管理系统、超级电容器组以及DC/DC降压变换器，太阳能电池板与充电管理系统相连，充电管理系统再与超级电容器组相连，超级电容器组的输出端与DC/DC降压变换器的输入端相连，太阳能电池板将收集到的光能转换成电能通过充电管理系统送入超级电容器组，超级电容器组中的电能经DC/DC降压变换器变换后送入用电器。对于上述技术方案，专利技术人还有进一步的优化实施方案。作为优化，在超级电容器组设有多个电容保护电路，超级电容器组中的每个超级电容器的电压经电阻分压送到开关管实现固定电压下的通断，达到固定电压时电容保护电路导通，超级电容器组中的每个超级电容器的输出电压一致、平衡，超级电容器组再向DC/DC降压变换器正常输电。作为优化，充电管理系统对太阳能电池板的充电电流和充电电压进行监控，在不超出超级电容器组额定电压的情况下向超级电容器组充电。更进一步，充电管理系统的输入端与太能电池板相连，充电管理系统的输出端与超级电容器组相连，充电管理系统的输入端设有开关管，开关管的通断受充电管理系统中的电压比较电路控制，电压比较电路比较超级电容器组的实时电压与额定电压，超级电容器组达到额定电压时电压比较电路输出一个过压信号给开关管，关闭开关管的工作，否则开关管保持联通状态。相对于现有技术中的方案，本技术的优点是:本技术所描述的基于太阳能电池和超级电容器组的储能系统，太阳能电池板通过充电管理系统对超级电容器组进行充电，充电管理系统对充电电流和充电电压进行实时监控，防止超级电容器组超出额定电压。超级电容保护电路则实时调节电容器中各个超级电容的电压，保持电容器组中各个电容器电压的平衡和一致。同时，DC/DC降压变换器对超级电容器组进行降压，，产生恒定的直流输出(+12V，+5V)，这样在有阳光时，太阳能电池板将电能存储在超级电容器中，在夜间时则由超级电容器向DC/DC降压变换器供电，实现具有稳定不间断直流电源输出储能系统，实现对新能源的有效利用。【附图说明】下面结合附图及实施例对本技术作进一步描述:图1为本技术实施例中储能系统的整体框图；图2为本技术实施例中充电管理系统的电路原理图；图3为本技术实施例中电容保护电路的电路原理图。【具体实施方式】以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本专利技术而不限于限制本专利技术的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。实施例:本实施例描述了一种基于太阳能电池和超级电容器组的储能系统，包括太阳能电池板、充电管理系统、超级电容器组以及DC/DC降压变换器，如图1所示，太阳能电池板与充电管理系统相连，充电管理系统再与超级电容器组相连，超级电容器组的输出端与DC/DC降压变换器的输入端相连，太阳能电池板将收集到的光能转换成电能通过充电管理系统送入超级电容器组，超级电容器组中的电能经DC/DC降压变换器变换后送入用电器。本实施例中太阳能电池板由两块670*540*3(MM单晶硅电池板组成，工作电压为18V，最大输出电流为5.6A，最大输出功率为100W。单晶硅电池板较多晶硅电池板有较高的转换效率，能达到12%-16%，并具有更高的稳定性。硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件。它的结构很简单，核心部分是一个大面积的PN结，把一只透明玻璃外壳的点接触型二极管与一块微安表接成闭合回路，当二极管的管芯(PN结)受到光照时，就会有电流输出，这个现象称为光生伏特效应。硅光电池的PN结面积要比二极管的PN结大得多，所以受到光照时产生的电动势和电流也大得多。充电管理系统的输入端与太能电池板相连，充电管理系统的输出端与超级电容器组相连，充电管理系统主要是限定电容器组的充电电压，随着充电的持续，超级电容器两端的电压会随之升高，充电管理系统的输入端设有开关管，开关管的通断受充电管理系统中的电压比较电路控制，电压比较电路比较超级电容器组的实时电压与额定电压。当超级电容器组的实时电压达到20V即达到额定电压时，电压比较电路输出一个过压信号给开关管，关闭开关管的工作，否则开关管保持联通状态。充电管理系统控制充电通断的部分电路如图2所示，+CAP_IN0UT端为充电电压输入端、与太阳能电池板相连接，+CAP端与超级电容器组相連，在超级电容器组未达到额定电压前即在充电的过程中，U18和U19打開，超级电容器组正常充电，当超级电容器达到额定电压时，电压比较电路会输出一个过压信号/0VP，使U18和U19关闭，从而切断与超级电容器组与+CAP端的通路。在超级电容器组设有多个电容保护电路，超级电容器组中的每个超级电容器的电压经电阻分压送到开关管实现固定电压下的通断，达到固定电压时电容保护电路导通，超级电容器组中的每个超级电容器的输出电压一致、平衡，超级电容器组再向DC/DC降压变换器正常输电。电容保护电路的原理图如图3所示，超级电容器电压经R28、R48分压送到U5的R端，这个分压值在2.5V以下时，U5的K端相当于开路(有约400uA的漏电流)在R27上基本不产生附加压降，这样，由R27、R41、R47在Q3基极上的分压不是以使Q3导通，因此U6不导通，电路处于静止(高阻)状态；当R28，R48分压点等于2.5V时由于Q3内部较放大器的作用。使Q3的K端电压下降(可拉电流IOOmA以上)将在R27上产生最大值为Uc_2V的压差，通常这时对应的Uc为2.7V，使Q3导通进入放大状态。并驱动U6导通进入放大状态，從而对超級電容進行放電。电路的特性类似稳压二极管特性，在一定程度上将端电压限制在“稳压值”以下，保证了超级电容器在充电时不会过电压。上述实例只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于太阳能电池和超级电容器组的储能系统，其特征在于，包括太阳能电池板、充电管理系统、超级电容器组以及DC/DC降压变换器，太阳能电池板与充电管理系统相连，充电管理系统再与超级电容器组相连，超级电容器组的输出端与DC/DC降压变换器的输入端相连，太阳能电池板将收集到的光能转换成电能通过充电管理系统送入超级电容器组，超级电容器组中的电能经DC/DC降压变换器变换后送入用电器。

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能电池和超级电容器组的储能系统，其特征在于，包括太阳能电池板、充电管理系统、超级电容器组以及DC/DC降压变换器，太阳能电池板与充电管理系统相连，充电管理系统再与超级电容器组相连，超级电容器组的输出端与DC/DC降压变换器的输入端相连，太阳能电池板将收集到的光能转换成电能通过充电管理系统送入超级电容器组，超级电容器组中的电能经DC/DC降压变换器变换后送入用电器。2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能电池和超级电容器组的储能系统，其特征在于，在超级电容器组设有多个电容保护电路，超级电容器组中的每个超级电容器的电压经电阻分压送到开关管实现固定电压下的通断，达到固定电压时电容保护电路导通，超级电容器组中的每个超级电容器的输出电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，张琳，
申请(专利权)人：中傲智能科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32