CN103580263A

CN103580263A - 一种电能控制方法、控制器和住宅电能系统

Info

Publication number: CN103580263A
Application number: CN201210275938.5A
Authority: CN
Inventors: 周奇迪
Original assignee: BEIJING QIDI HUIMIN TECHNOLOGY INVESTMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING QIDI HUIMIN TECHNOLOGY INVESTMENT Co Ltd
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2014-02-12

Abstract

本发明涉及一种住宅电能系统、电能控制方法和控制器，所述方法包括：采集所述蓄电池组的剩余电量；若所述剩余电量处于第一数值范围，将所述光伏组件产生的电能同时传输往所述蓄电池组及电能输出接口，并导通所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的连接线路；若所述剩余电量低于所述第一数值范围的下限，将所述光伏组件产生的电能同时传输往所述蓄电池组及电能输出接口，并截止所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的连接线路；若所述剩余电量高于所述第一数据范围的上限，将所述光伏组件产生的电能传输往所述电能输出接口，并导通所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的连接线路。本发明可避免电池过充过放而导致浪费太阳能或者影响电池寿命。

Description

一种电能控制方法、控制器和住宅电能系统

技术领域

本发明涉及智能住宅领域，更具体的说是涉及一种电能控制方法、控制器和住宅电能系统。

背景技术

随着科学技术、社会经济的不断发展，人们的物质生活不断提高，对能源的需求量也越来越大，而与此相对的，则是不可再生能源(如石油、煤)储量迅速减少的趋势，以及使用上述不可再生能源造成大气污染日益加重的事实。

因此，为了应对能源短缺和环境恶化，各种清洁、可再生的新能源被开发，太阳能以其“取之不尽、用之不竭”且无污染的特点，使得光伏产业得到高度重视和大量投入，从最开始的高端应用(如通信卫星供电)普及至家庭住宅应用。

在住宅应用时，作为住宅发电系统，光伏系统其由光伏组件接收太阳光产生电能，提供给家庭设备使用并对蓄电池组进行充电。但是，发明人在本发明创造过程中，发现光伏发电系统工作过程中，蓄电池的充放电随机，存在过充过放的问题，导致能源浪费及影响蓄电池寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电能控制方法、控制器和住宅电能系统，以解决现有技术中蓄电池充放电随机导致的能源浪费及影响蓄电池寿命的问题。

本发明的技术方案如下：

一种用于住宅电能系统的电能控制方法，所述住宅发电系统包括相互连接的光伏组件、蓄电池组和电能输出接口，所述方法包括：

采集所述蓄电池组的剩余电量；

当所述剩余电量处于第一数值范围时，将所述光伏组件产生的电能同时传输往所述蓄电池组及电能输出接口，并导通所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的连接线路；

当所述剩余电量低于所述第一数值范围的下限时，将所述光伏组件产生的电能同时传输往所述蓄电池组及电能输出接口，并截止所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的连接线路；

当所述剩余电量高于所述第一数据范围的上限时，将所述光伏组件产生的电能传输往所述电能输出接口，并导通所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的连接线路。

优选的，上述方法中，所述第一数值范围的下限为电池总电量的45％～55％，所述第一数值范围的下限为电池总电量的80～90％。

优选的，上述方法中，所述第一数值范围的下限具体为电池总电量的50％，所述第一数值范围的上限具体为电池总电量的85％。

本申请还提供了一种用于住宅发电系统的控制器，所述发电系统中，光伏组件连接蓄电池，并且两者均与连接住宅用电设备的电能输出接口相连，所述控制器包括：

采集单元，用于检测所述蓄电池组的剩余电量；

控制单元，用于获取所述采集单元的采集结果，当所述剩余电量处于第一数值范围时，将所述光伏组件产生的电能同时传输往所述蓄电池组及电能输出接口，并导通所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的连接线路；以及，

当所述剩余电量低于所述第一数值范围的下限时，将所述光伏组件产生的电能同时传输往所述蓄电池组及电能输出接口，并截止所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的连接线路；以及，

优选的，上述控制器中，所述第一数值范围的下限为电池总电量的45％～55％，所述第一数值范围的下限为电池总电量的80～90％。

优选的，上述控制器中，所述第一数值范围的下限具体为电池总电量的50％，所述第一数值范围的上限具体为电池总电量的85％。

本申请还提供一种用于住宅发电系统，包括光伏组件、蓄电池组及连接住宅用电设备的电能输出接口，还包括连接所述光伏组件、蓄电池组和住宅用电设备的控制器，所述控制器用于：

采集所述蓄电池组的剩余电量；当所述剩余电量处于第一数值范围时，将所述光伏组件产生的电能同时传输往所述蓄电池组及电能输出接口，并导通所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的连接线路；当所述剩余电量低于所述第一数值范围的下限时，将所述光伏组件产生的电能同时传输往所述蓄电池组及电能输出接口，并截止所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的连接线路；当所述剩余电量高于所述第一数据范围的上限时，将所述光伏组件产生的电能传输往所述电能输出接口，并导通所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的连接线路。

优选的，上述系统中，所述住宅发电系统还包括连接所述蓄电池组和电能输出接口的附加发电系统。

优选的，上述系统中，所述附加发电系统为沼气发电系统。

优选的，上述系统中，所述第一数值范围的下限为电池总电量的45％～55％，所述第一数值范围的下限为电池总电量的80～90％。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例设定一个蓄电池剩余电量的数值范围，并实时检测蓄电池的剩余电量，根据剩余电量与所述数值范围的比较结果，确定电池的充放电。此方案可避免电池过充而浪费太阳能，并可避免电池过放而影响电池寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种住宅发电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种住宅发电系统中控制器控制光伏组件和电能输出接口之间的开关的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种住宅发电系统中控制器控制蓄电池组和电能输出接口之间的开关的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种住宅发电系统中控制器控制光伏组件和蓄电池组之间的开关的结构示意图；

图5本发明实施例提供的另一种住宅发电系统结构示意图；

图6本发明实施例提供的一种电能控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种住宅发电系统，其一种结构如图1所示，包括光伏组件11、蓄电池组12、电能输出接口13和控制器14，其中：

所述光伏组件11也称太阳能电池板，由太阳能电池片(一般的，规格可以为125*125mm、156*156mm或124*124mm)或者由激光机割开的不同规格的太阳能电池组合构成。其功能主要是接收太阳能并将太阳能转换为电能。

所述蓄电池(Storage battery)组12，用于储存电能，包括至少一个单体蓄电池，也可以包括多个用电气方式连接起来的用作能源的两个或者多个单体蓄电池。具体可以是铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池、胶体蓄电池或碱性镍镉蓄电池。

所述电能输出接口13与所述光伏组件11和蓄电池组12电气连接，用于将光伏组件11和/或蓄电池组12提供的电能，输往住宅内的用电设备。其具体形式可以是连接插线板的端口，或者其本身就是插线板。

所述控制器14用于控制所述电能输出接口13与其他各部件之间的电能传输。在本实施例中，所述控制器14的工作包括：采集所述蓄电池组的剩余电量，比较所述剩余电量是否处于预先设定的数值范围中，并根据比较结果控制电池的充放电。

具体的，当确定所述剩余电量处于预先设定的数值范围内时，启动或保持所述光伏组件11向所述电能输出接口13的电能输送，并利用光伏组件11向所述蓄电池组12进行充电，并且，使所述蓄电池组12向所述电能输出接口13输送电能。如果所述剩余电量低于所述数值范围的下限，则将所述光伏组件11产生的电能同时输往所述蓄电池组12及电能输出接口13，并停止所述蓄电池组12向所述电能输出接口13的电能输送。如果所述剩余电量高于所述数值范围的上限时，将所述光伏组件11产生的电能传输往所述电能输出接口13，并同时将所述蓄电池组12的电能输送往所述电能输出接口13。

所述控制器14控制所述光伏组件11的电能输出的方式可以是，直接控制光伏组件11停止工作，或者切断所述光伏组件11与所述电能输出接口13之间的电气连接线路，例如可以在所述光伏组件11与所述电能输出接口13之间的电气连接线路上设置一个开关，通过开启或闭合开关来控制电能输送的断和通，如图2所示。所述控制器14控制所述蓄电池组12向所述电能输出接口的电能输出的方式则可以是，在所述蓄电池组12与所述电能输出接口之间的电气连接线路上设置开关，通过开启或闭合该开关来控制电能输送的断和通，如图3所示。

所述光伏组件11和所述蓄电池组12之间的电气连接线路上也可以设置开关，所述控制器14通过控制所述开关的闭合和开启来控制光伏组件11是否向蓄电池组12输送电能，如图4所示。

所述数据范围是依据多次实验确定得到，本文中，该数据范围的下限为所述蓄电池组12蓄电总量的45％～55％，优选可以为蓄电总量的50％，该数据范围的上限为所述蓄电池组12蓄电总量的80％～90％。

此外，在其他一些实施例中，所述住宅发电系统还可以进一步包括连接蓄电池组12和电能输出接口13的附加发电系统，如图5，所述附加发电系统15可以包括沼气发电系统、风力发电系统、汽油发电系统和市电系统中的一种或多种，同样受到所述控制器14的控制，控制方式与控制光伏组件11的方式基本相同。

上述控制器同样属于本发明的保护范畴，即他人未经本申请人许可，不能以生产经营为目的，制造、使用或者销售功能与所述控制器功能相同的器件或者包括该器件的设备。

所述控制器14具体可以是一个硬件实体。其内部承载的程序从功能的角度可以分为采集单元、判断单元和处理单元，其中：所述采集单元用于采集蓄电池组的剩余电量，所述判断单元用于判断所述剩余电量是否处于预设数值范围，所述处理单元用于获取所述判断单元的判断结果，并对所述光伏组件11、蓄电池组12或者其他附加发电系统，向所述电能输出接口13的电能输送进行控制。所述判断单元和处理单元可以集成为一个处理器，例如中央处理器(CPU)，外在形式为一个芯片。

本申请同时还提供了一种基于前文所述住宅发电系统的电能控制方法，该方法的基本流程如图6所示，包括以下步骤：

步骤S61、采集所述蓄电池组的剩余电量(为方便描述，下文以A表示剩余电量)。

具体的，采集即检测，检测的具体方式可以采用测量电解液的密度值来推算剩余电量，或者通过测量蓄电池的开路电压来推算剩余电量，或者通过在蓄电池上施加一负载，计算单位时间内的电池端电压变化率，并根据变化率的大小推算剩余电量，或者依据电池的内阻与荷电程度之间具有较高相关性的特点，通过检测电池内阻来预测剩余电量a。

步骤S62、比较A与预设数值范围B，若小于B的下限B1，则进入步骤S63，若位于B中，则进入步骤S64，若大于B的上限B2，则进入步骤S65。

步骤S63、将光伏组件产生的电能同时输往蓄电池组及电能输出接口，并停止所述蓄电池组向电能输出接口的电能输送。

具体的，导通所述光伏组件与所述蓄电池组及电能输出接口的电气连接线路，并截止所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的电气连接线路，从而避免所述蓄电池过放而缩短使用寿命。

步骤S64、将光伏组件产生的电能输送往所述电能输出接口，并利用光伏组件向所述蓄电池组充电，并且，使所述蓄电池组向所述电能输出接口输送电能。

具体的，导通所述光伏组件与电能输出接口之间的电连接线路，导通光伏组件与所述蓄电池组之间的电连接线路，并导通所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的电连接线路。

步骤S65、将所述光伏组件产生的电能及所述蓄电池组的电能传输往所述电能输出接口。

具体的，导通光伏组件与所述电能输出接口之间的电气连接线路，导通所述蓄电池组与所述电能输出接口之间的电气连接线路。

同时，截止光伏组件与所述蓄电池组之间的电气连接线路，保证光伏组件产生的电能能够集中提供给所述电能输出接口，避免光伏组件产生的电能输往所述蓄电池组而所述蓄电池组由于充满而导致电能的浪费。

需要说明的是，本说明书中各个实施例可相互补充，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

另外，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。另外，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种用于住宅电能系统的电能控制方法，所述住宅发电系统包括相互连接的光伏组件、蓄电池组和电能输出接口，其特征在于，所述方法包括：

采集所述蓄电池组的剩余电量；

2.根据权利要求1所述的电能控制方法，其特征在于，所述第一数值范围的下限为电池总电量的45％～55％，所述第一数值范围的下限为电池总电量的80～90％。

3.根据权利要求2所述的电能控制方法，其特征在于，所述第一数值范围的下限具体为电池总电量的50％，所述第一数值范围的上限具体为电池总电量的85％。

4.一种用于住宅发电系统的控制器，所述发电系统中，光伏组件连接蓄电池，并且两者均与连接住宅用电设备的电能输出接口相连，其特征在于，所述控制器包括：

采集单元，用于检测所述蓄电池组的剩余电量；

5.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述第一数值范围的下限为电池总电量的45％～55％，所述第一数值范围的下限为电池总电量的80～90％。

6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述第一数值范围的下限具体为电池总电量的50％，所述第一数值范围的上限具体为电池总电量的85％。

7.一种用于住宅发电系统，包括光伏组件、蓄电池组及连接住宅用电设备的电能输出接口，其特征在于：还包括连接所述光伏组件、蓄电池组和住宅用电设备的控制器，所述控制器用于：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述住宅发电系统还包括连接所述蓄电池组和电能输出接口的附加发电系统。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述附加发电系统为沼气发电系统。

10.根据权利要求7～9任意一项所述的系统，其特征在于，所述第一数值范围的下限为电池总电量的45％～55％，所述第一数值范围的下限为电池总电量的80～90％。