CN104505880A - 利用混合绿色能源的智能家用电能控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用混合绿色能源的智能家用电能控制系统,包括发电装置、电流监控单元、蓄电池组、PWM控制器、直流照明灯具、逆变器、智能调控模块、交流配电箱、交流家用电器、电器监控单元、中央控制器、网络传输模块、远程控制终端。所述的发电装置通过电流监控单元连接蓄电池组，蓄电池组向家用电器提供电力，中央控制器分别与电流监控单元和电器监控单元连接，电器监控单元的控制端与家用电器的控制端连接，远程控制终端通过网络传输模块与中央控制器连接。由于本发明的蓄电池组通过智能分析优化配比绿色能源发电量的直流输出和交流输出，减少了逆变过程中的损耗，提高了直流照明灯具的使用寿命和整套系统的工作效率。

Description

利用混合绿色能源的智能家用电能控制系统
技术领域
本发明涉及一种电能控制箱体，特别是涉及一种利用混合绿色能源的智能家用电能控制系统。
背景技术
随着绿色能源开发利用越来越广泛，越来越多的地方开始利用绿色能源。目前的室内电能控制系统中，主要还是基于市电输出，结合照明灯具和其它用电器及相关传感器的感应参数，调整室内照明的效果，并没有结合混合绿色能源技术。虽然有业者采用更加节能环保的方式进行控制，但由于采用的控制方式单一，无法充分满足智能和节能的需求。随着并网技术和智能居家技术的不断发展，结合并网技术的智能控制和家用电器的智能控制系统，具有更广泛的前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高绿色能源的利用率高并可获得收益的利用混合绿色能源的智能家用电能控制系统。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
本发明是一种利用混合绿色能源的智能家用电能控制系统,包括发电装置、电流监控单元、蓄电池组、PWM控制器、直流照明灯具、逆变器、智能调控模块、交流配电箱、交流家用电器、电器监控单元、中央控制器、网络传输模块、远程控制终端；所述的发电装置输出端连接电流监控单元的输入端，电流监控单元的输出端连接蓄电池组，发电装置通过电流监控单元向蓄电池组充电；所述的蓄电池组的一个输出端通过PWM控制器向流照明灯具提供电力，蓄电池组的另一个输出端通过逆变器、智能调控模块、交流配电箱向交流家用电器提供电力；所述的电流监控单元的输出端与中央控制器连接，中央控制器与电器监控单元的输入端连接，电器监控单元的控制端分别与直流照明灯具的控制端和交流家用电器的控制端连接；所述的远程控制终端通过网络传输模块与中央控制器连接。
本发明还包括计量箱；所述的交流配电箱通过计量箱外接电网。
所述的发电装置包括风力发电单元、太阳能发电单元、交直流转换器、直流转换器；所述的风力发电单元通过交直流转换器连接电流监控单元的输入端，太阳能发电单元通过直流转换器连接电流监控单元的输入端。
采用上述方案后，本发明具有以下优点：
1、由于本发明的蓄电池组的一个输出端通过PWM控制器向流照明灯具提供电力，蓄电池组的另一个输出端通过逆变器、智能调控模块、交流配电箱向交流家用电器提供电力，通过智能分析优化配比绿色能源发电量的直流输出和交流输出，最大化减少逆变过程中的损耗，提高了直流照明灯具的使用寿命和可调性，提高整套系统的工作效率。
2、由于本发明设有交流配电箱，通过交流配电箱，在家用电器由绿色能源供电输入和市电输入时，实现自由对接。并通过智能分析模块，保证用户正常用电需求时，保证绿色能源发电组件的安全。
3、由于本发明设有电器监控单元，采用一个人机交互的控制界面，通过集成管理家用照明灯具和电器，以及绿色能源发电组件的工作参数，实时监控系统的工作状态。
4、本发明通过将绿色能源产生的电能用作室内照明和电器用电的同时，将多余的电能传输到电网中，获取收益。在保证家庭用电的同时，提高了绿色能源的利用率，减少常规能源的消耗。通过蓄电池，产生直流照明用电输出和交流电器用电输出，合理运用，优化输出，提高绿色能源的利用率。
5、由于本发明设有中央控制器、网络传输模块、远程控制终端，可以通过无线的远程监控，可以在外出时，及时了解屋内的家用电器和外设发电设备的工作状态，保证安全。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明的电路框图；
图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明是一种利用混合绿色能源的智能家用电能控制系统,包括发电装置1、电流监控单元2、蓄电池组3、PWM控制器4、直流照明灯具5、逆变器6、智能调控模块7、交流配电箱8、计量箱9、单片机供电模块91、GSM模块供电模块92、GSM模块接线模块93、交流家用电器10、电器监控单元20、中央控制器30、网络传输模块40、远程控制终端50。
所述的发电装置1包括风力发电单元11、太阳能发电单元12、交直流转换器13、直流转换器14。所述的风力发电单元11通过交直流转换器13连接电流监控单元2的输入端，太阳能发电单元12通过直流转换器14连接电流监控单元2的输入端。
所述的电流监控单元2的输出端连接蓄电池组3，发电装置1通过电流监控单元2向蓄电池组3充电。所述的蓄电池组3的一个输出端通过PWM控制器4向流照明灯具5提供电力，蓄电池组3的另一个输出端通过逆变器6、智能调控模块7、交流配电箱8向交流家用电器10提供电力。所述的电流监控单元2的输出端与中央控制器30连接，中央控制器30与电器监控单元20的输入端连接，电器监控单元20的控制端分别与直流照明灯具5的控制端和交流家用电器10的控制端连接，用于控制家用电器的电流和电压。所述的发电装置1通过单片机供电模块91、GSM模块供电模块92、GSM模块接线模块93向中央控制器30提供电力。
所述的远程控制终端50通过网络传输模块40与中央控制器30连接。所述的交流配电箱8通过计量箱9外接电网。所述的中央控制器30采用单片机控制系统。
本发明工作原理：
发电装置1的布置和安装，以及蓄电池组3的选择，可以根据用户房屋建筑特点进行选择，在保证不影响房屋建筑安全和采光的情况下，尽可能多布置太阳能发电单元12，并更加风向布置合适的风力发电单元11。因为是房屋建筑，可以不用考虑蓄电池组3的重量，即是可以选择更加安全经济的铅酸蓄电池组，在选择容量时，可以将常用家电的总功率合计，选择保证在所有发电装置1停止工作的情况下，依靠蓄电池组3可以持续工作十二小时即可。
在发电装置1和蓄电池组3之间，分别安装DC-DC转换器及AC-DC转换器，稳定蓄电池组3的输入电压。同时在蓄电池组3的输出端，可固定输出的直流电压，提供LED灯具的照明。另外在和逆变器6相连，当蓄电池组3容量接近饱和时， 将多余电量传输到电网中，并通过计量箱9记录输出电量。蓄电池组3组确定后，根据室内直流供电LED的工作电压，配置相对应的直流转换器14，通过电路直接供电。通过可以安装PWM控制器4和光电耦合器,并通过编写LED灯具的控制程序，调节不同的输出功率，可以实现输出不同LED不同的光照效果。
在逆变器6和家庭电路间安装一个交流配电箱8，即是可以给家用电器提供交流供电。在控制方面，可以对智能调控模块7编写一个单片机控制程序，实现在家用电器在开始工作后，优先使用通过蓄电池组3经过逆变器6后的交流电脑，并在发电量和蓄电池组3量不满足家用电器需求时，自动切换到市电供电。
通过程序编辑数据库，将室内照明灯具和用电器件集成在一个系统中，并在发电装置1输入电路中安装一个电流记录装置，在已知转换电压的情况下，监测整个绿色能源的输入电量，并通过对室内用电设备的监控，集合显示整个用电设备和发电设备的工作
本发明中的无线监控技术，是通过传感器和单片机控制系统（中央控制器30），现场控制总线将信息集成到中央控制单元（即是通过C++编写家用电器的信息管理库，采集相对应的监控信息，并通过单片机编写程序，将信息传递到Zigbee数传模块），实现对所有家用电器的监控管理。将中央控制单元连接Zigbee数传模块（由于Zigbee是双向通信，可以实现信号的接收和发送），将采集的信息通过Zigbee无线网络和互联网连接，并和手机上安装的对应软件连接（在手机或者电脑上安装相对于的控制程序），实现远程监控。
本发明的重点是：结合现有的智能控制技术和智能，通过一种全新的技术方案和控制方案，实现一种新的开发利用绿色能源的控制系统，将混合绿色能源发电与市电实现并网能量管理，充分利用绿色能源；并通过无线传感网络，实现远程控制。综合提供一种全新的绿色智能居家的控制系统。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (3)

1.一种利用混合绿色能源的智能家用电能控制系统,其特征在于：包括发电装置、电流监控单元、蓄电池组、PWM控制器、直流照明灯具、逆变器、智能调控模块、交流配电箱、交流家用电器、电器监控单元、中央控制器、网络传输模块、远程控制终端；所述的发电装置输出端连接电流监控单元的输入端，电流监控单元的输出端连接蓄电池组，发电装置通过电流监控单元向蓄电池组充电；所述的蓄电池组的一个输出端通过PWM控制器向流照明灯具提供电力，蓄电池组的另一个输出端通过逆变器、智能调控模块、交流配电箱向交流家用电器提供电力；所述的电流监控单元的输出端与中央控制器连接，中央控制器与电器监控单元的输入端连接，电器监控单元的控制端分别与直流照明灯具的控制端和交流家用电器的控制端连接；所述的远程控制终端通过网络传输模块与中央控制器连接。
2.根据权利要求1所述的利用混合绿色能源的智能家用电能控制系统，其特征在于：还包括计量箱；所述的交流配电箱通过计量箱外接电网。
3.根据权利要求1所述的利用混合绿色能源的智能家用电能控制系统，其特征在于：所述的发电装置包括风力发电单元、太阳能发电单元、交直流转换器、直流转换器；所述的风力发电单元通过交直流转换器连接电流监控单元的输入端，太阳能发电单元通过直流转换器连接电流监控单元的输入端。
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