CN101442216B - 辅助自然能源供电的电源切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种辅助自然能源供电的电源切换装置，在交流电供应端接通电源供应器，电源供应器与切换开关相通，切换开关与充放电控制器及负载相通，充放电控制器与至少自然能源供电器及电压传感器相通，电压传感器与至少蓄电池相通；在蓄电池存有电能时，电压传感器能控制切换开关切换负载与充放电控制器相通，蓄电池的电能会经由充放电控制器及切换开关供应至负载，在蓄电池电能耗尽时，电压传感器能控制切换开关切换负载与电源供应器相通，电源供应器能转换交流电供应端的电能，并经由切换开关供应至负载，将交流电供应端当作备载使用。本发明在自然能源供电装置停止供电期间，能持续供电驱动负载运作，进而提升自然能源供电装置的使用可靠度。
Description
技术领域
本发明涉及一种自然能源供电装置，具体涉及一种可切换成供应电力公司的交流电，以辅助太阳能或风力等自然能源供电的电源切换装置。
背景技术
目前一般装设在户外活动场所的夜间照明设施或显示用电器负载，如信号灯、警示灯、霓虹灯或显示器面板等，其所使用的电源已逐渐被太阳能或风力等自然能源所取代，这样降低电力公司的交流电的使用量，节约用电，进而降低了使用交流电的成本。
使用太阳能对上述在夜间激活的电器负载供应电源的装置包含有太阳能光电板(Module)、充放电控制器(Charger)及蓄电池，该太阳能光电板在白天可经由太阳光照射而产生电能，并供应至充放电控制器，由充放电控制器控制该电能对蓄电池充电，因此蓄电池的充电运作会在黄昏时停止；在夜间时，蓄电池在白天储存的电能会再由充放电控制器对负载供电，激活负载运作，且负载会在黎明时因蓄电池的电能耗尽而停止运作，也可以使用定时器或光感测开关在黎明时控制负载停止运作；此外，该太阳能光电板也能被风力发电机所取代。
然而，上述传统的太阳能或风力供电装置，容易受时间和天气的影响，致使太阳能光电板或风力发电机产生发电量不稳定的现象，并造成蓄电池的充电量不足的现象，会导致负载因电源不足而无法运作至黎明的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种辅助自然能源供电的电源切换装置。
为达上述目的，本发明具体的内容为：
一种辅助自然能源供电的电源切换装置，其中包含：
一交流电供应端；一电源供应器，与交流电供应端相导通；一切换开关，与电源供应器相导通，且切换开关与外界一夜间照明或显示用负载相导通；一充放电控制器，与切换开关相导通；至少一自然能源供电器，与充放电控制器相导通， 能产生电能，并供应至充放电控制器；至少一蓄电池，与充放电控制器相导通；
其中：
还包括一光感测开关，设在所述交流电供应端经由该电源供应器及该切换开关供电至负载的一电路上，该光感测开关在未感测到光线时能闭合而使该电路导通，并在感测到光线时能开启而使该电路未导通；
所述充放电控制器与该蓄电池之间连接一电压传感器，在自然能源供电器产生电能时，该充放电控制器接受自然能源供电器供电，并对蓄电池充电，令电压传感器感测到高电压，以控制切换开关切换该负载与该充放电控制器相导通，在自然能源供电器未产生电能时，该蓄电池对充放电控制器放电，令电压传感器感测到高电压，以控制切换开关保持该负载与该充放电控制器相导通，充放电控制器将蓄电池的电能经由切换开关供应至负载，在蓄电池的电能耗尽时，令电压传感器感测到低电压，以控制切换开关切换该负载与该电源供应器相导通，电源供应器转换交流电供应端的电能，并经由切换开关供应至负载。
其中自然能源供电器为太阳能光电板、风力发电机或其它使用自然能源发电的装置。
其中光感测开关设于电源供应器与切换开关之间的电路上。
其中光感测开关设于切换开关与负载之间的电路上。
本发明设于负载与自然能源供电装置和电力公司的交流电供应端之间，能在自然能源供电装置供电量不足时，切换负载与交流电供应端相导通，以达到自然能源供电装置停止供电期间持续供电驱动负载运作的目的，进而提升自然能源供电装置的使用可靠度。
附图说明
图1：为本发明的一配置示意图。
图2：为本发明的一使用状态图。
图3：为本发明的另一使用状态图。
图4：为本发明的再一使用状态图。
图5：为本发明的另一配置示意图。
具体实施方式
以下就本发明辅助自然能源供电的电源切换装置的结构组成及所能产生的功 效，配合附图以较佳实施例详细说明如下：
首观图1所示，为本发明的较佳实施例的配置示意图，图2至图5为图1的使用状态图，图中的箭号方向为电流方向。并由图1中可见本发明辅助自然能源供电的电源切换装置，包含：
一交流电供应端1，为电力公司交流电的供应端；
一电源供应器2，具一交流电输入端21及一直流电输出端22，且交流电输入端21与交流电供应端1相导通；
一切换开关3，具一第一接点31、一第二接点32及一第三接点33，该第三接点33与电源供应器2的直流电输出端22相导通，该第一接点31与外界一直流电负载9相导通；
一充放电控制器4，具一直流电输入端41、一充电端42及一供电端43，且供电端43与切换开关3的第二接点32相导通；
至少一自然能源供电器50，与充放电控制器4的直流电输入端41相导通，该自然能源供电器50在本实施上为一太阳能光电板5，能接受太阳光照射而产生电能，并供应至充放电控制器4；
一电压传感器6，与充放电控制器4的充电端42相导通，在感测到高电压时，能控制切换开关3切换第一接点31与第二接点32导通(配合图2及图3所示)，致使负载9与充放电控制器4的供电端43相导通，并在感测到的电压低于预先设定的低电压默认值时，能控制切换开关3切换第一接点31与第三接点33导通(配合图4所示)，致使负载9与电源供应器2的直流电输出端22相导通；
至少一蓄电池7，与电压传感器6相导通。
此外，本发明更加包含有一光感测开关8，设于交流电供应端1经由电源供应器2及切换开关3供电至负载9的电路10上(如图1所示)，该光感测开关8为一种包含有光敏电阻(Photo Resistor)、光敏二极管(Photo Diode)或光敏晶体管(Photo Transister)的开关组件，且光感测开关8于未感测到光线时能闭合，致使该电路10呈导通状态，并于感测到光线时能开启，致使该电路10呈未导通状态。
在更加具体的实施上，所述光感测开关8介设于电源供应器2与切换开关3之间的电路10上；或者，该光感测开关8亦可介设于切换开关3与负载9之间的电路10上(如图5所示)。所述切换开关3与负载9之间的电路10上介设有一激活器91，能接受切换开关3供电以激活负载9。
所述负载9在本实施上为萤光灯具、发光二极管(LED)灯具或气体放电式灯 具(High Intensity Discharge Lamp，HID)。
本发明由上述构件组成，特别是在白天太阳能光电板5能接受太阳光照射而产生电能时(如图2所示)，该充放电控制器4的直流电输入端41能接受太阳能光电板5供电，并经由充电端42对蓄电池7充电，令电压传感器6感测到充放电控制器4对蓄电池7充电的高电压，促使电压传感器6控制切换开关3切换负载9及激活器91与充放电控制器4的供电端43相导通，同时光感测开关8能感测太阳光而开启，使该电路10呈未导通状态；在此期间，激活器91及负载9均未运作。
当夜间来临时，太阳能光电板5无法接受太阳光照射而不能产生电能，该蓄电池7会对充放电控制器4的充电端42释放直流电(如图3所示)，令电压传感器6感测到蓄电池7对充放电控制器4放电的高电压，促使电压传感器6控制切换开关3保持在负载9及激活器91与充放电控制器4的供电端43相导通的状态，同时光感测开关8未能感测到太阳光而闭合，使该电路10呈导通状态；此时，充放电控制器4能将蓄电池7的直流电经由切换开关3及电路10供应至激活器91，以激活负载9运作。若白天尚未来临，但蓄电池7储存的电能已耗尽时，蓄电池7会停止对充放电控制器4放电(如图4所示)，令电压传感器6感测到蓄电池7与充放电控制器4的充电端42均呈现底电压状态，促使电压传感器6控制负载9及激活器91与电源供应器2的直流电输出端22相导通；此时，电源供应器2能将交流电供应端1的交流电转换成直流电，并经由切换开关3及电路10供应至激活器91，以持续驱动负载9运作，据此，可将交流电供应端1当作备载使用。在黎明时，光感测开关8能感测到微弱的太阳光而开启，使该电路10呈未导通状态，致使电源供应器2未能将交流电供应端1的电能经由电路10供应至激活器91及负载9，以停止驱动负载9运作。
因此，电力公司的交流电供应端1的交流电可由光感测开关8在光线不足时(如夜间)导入电路10，并在自然能源供电装置的蓄电池7的供电量不足时，切换负载9与交流电供应端1相导通，能持续供电驱动负载9运作，以达到于既定时间内自动辅助自然能源供电装置对负载9供电的目的，进而提升自然能源供电装置的使用可靠度。
除此之外，上述自然能源供电器50也能够是一风力发电机5a(如图5所示)或其它使用自然能源发电的装置；当使用风力发电机5a作为自然能源供电器50时，风力发电机5a可于具有风力驱动运作的情况下，全天候供应电能至充放电控制器4，进而持续对蓄电池7充电；因此，若风力发电机5a在夜间仍持续供电至 蓄电池7，该负载9能持续接受蓄电池7供电而运作，其余实施方式与上述相同。
本发明虽由前述实施例来描述，但仍可变化其形态与细节，在不脱离本发明的精神下制作。前述为本发明最合理的使用方法，仅为本发明可以具体实施的方式之一，但并不以此为限。
Claims (4)
1.一种辅助自然能源供电的电源切换装置，包含：一交流电供应端；一电源供应器，与交流电供应端相导通；一切换开关，与电源供应器相导通，且切换开关与外界一夜间照明或显示用负载相导通；一充放电控制器，与切换开关相导通；至少一自然能源供电器，与充放电控制器相导通，能产生电能，并供应至充放电控制器；
至少一蓄电池，与充放电控制器相导通；其特征在于：
还包括一光感测开关，设在所述交流电供应端经由该电源供应器及该切换开关供电至负载的一电路上，该光感测开关在未感测到光线时能闭合而使该电路导通，并在感测到光线时能开启而使该电路未导通；
所述充放电控制器与蓄电池之间连接一电压传感器，在自然能源供电器产生电能时，该充放电控制器接受自然能源供电器供电，并对蓄电池充电，令电压传感器感测到高电压，以控制切换开关切换该负载与该充放电控制器相导通，在自然能源供电器未产生电能时，该蓄电池对充放电控制器放电，令电压传感器感测到高电压，以控制切换开关保持该负载与该充放电控制器相导通，充放电控制器将蓄电池的电能经由切换开关供应至负载，在蓄电池的电能耗尽时，令电压传感器感测到低电压，以控制切换开关切换该负载与该电源供应器相导通，电源供应器转换交流电供应端的电能，并经由切换开关供应至负载。
2.如权利要求1所述的辅助自然能源供电的电源切换装置，其特征在于，其中自然能源供电器为太阳能光电板、风力发电机或其它使用自然能源发电的装置。
3.如权利要求1所述的辅助自然能源供电的电源切换装置，其特征在于，其中光感测开关设于电源供应器与切换开关之间的电路上。
4.如权利要求1所述的辅助自然能源供电的电源切换装置，其特征在于，其中光感测开关设于切换开关与负载之间的电路上。
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