CN106849322A - 一种智能家用备用储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能家用备用储能系统，包括风力发电模块、光伏发电模块、市电输入模块、稳压模块、电压检测模块A、电压检测模块B、继电器开关A、继电器开关B、降压整流模块、蓄电池组、逆变器、调压模块和电量指示器。本发明智能家用备用储能系统采用市电和绿色能源相匹配的方式供电，其中绿色能源包括风力发电和光伏发电两种方式，满足不同环境下的供电需求，且本系统具有智能选择的功能，在给蓄电池组进行充电时优先选择绿色能源充电，只有绿色能源不足以供电的情况下才会转入市电供电，同时蓄电池组还设有单独的电压检测模块，只有在蓄电池组的电压降低到一定程度时才会开启市电充电，这样能够极大限度的节约电能。

Description

一种智能家用备用储能系统
技术领域
本发明涉及一种储能系统，具体是一种智能家用备用储能系统。
背景技术
随着电力事业的不断发展，人们的生活已经离不开电能，虽然现在的电力设施建设的很好，但是仍然会出现因为修路、装修等原因导致的临时断电，这种临时断电在一些特定情况下会给人们的生活带来极大的不变，例如冰箱里的食物因为断电会很快变质，或者使用电磁炉做饭做到一半停电了，家庭备用电源能够有效的解决这一问题，现有的备用电源采用蓄电池或者燃油发电机供电，前者需要提前充电，功能较为单一，后者需要消耗燃油，使用成本较高，因此有待于改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能家用备用储能系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能家用备用储能系统，包括风力发电模块、光伏发电模块、市电输入模块、稳压模块、电压检测模块A、电压检测模块B、继电器开关A、继电器开关B、降压整流模块、蓄电池组、逆变器、调压模块和电量指示器，所述风力发电模块和光伏发电模块分别完成风电转换和光电转换并将电能送入稳压模块中进行稳压操作，稳压模块输出的直流电压一部分进入蓄电池组中进行电能存储，领域部分送入电压检测模块A中进行电压检测，电压检测模块A还连接继电器开关A，市电输入模块将市电送入降压整流模块中进行处理，降压整流模块的输出端连接继电器开关A，继电器开关A还连接继电器开关B，蓄电池组还连接电压检测模块B，电压检测模块B还连接继电器开关B，蓄电池组的输出端分别接有逆变器、调压模块和电量指示器，逆变器的输出端连接交流插座，调压模块的输出端连接直流接口和USB接口；风力发电模块包括风力发电机M1、二极管D1、电感L1、芯片IC1和蓄电池组E，所述二极管D1的阳极连接风力发电机M1和二极管D2的阴极，二极管D1的阴极连接电阻R1、电容C1芯片IC1的引脚2和芯片IC1的引脚3，电容C1的另一端连接电容C2和风力发电机M1的另一端，电容C2的另一端连接电容C3、二极管D2的阳极和二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接风力发电机M2和二极管D4的阴极，电容C3的另一端连接电容C4和风力发电机M2的另一端，电容C4的另一端连接电容C5、二极管D4的阳极和二极管D5的阴极，二极管D5的阳极连接风力发电机M3和二极管D6的阴极，电容C5的另一端连接电容C6和风力发电机M3的另一端，电容C5的另一端连接电容C6、二极管D6的阳极和电阻R7，电阻R7的另一端接地，电阻R1的另一端连接芯片IC1的引脚1，芯片IC1的引脚4连接电感L1和二极管D7的阴极，二极管D7的另一端接地，电感L1的另一端连接电阻R3、电容C7和二极管D8的阳极，二极管D8的阴极连接点R2，电阻R3的另一端连接电阻R4和电阻R5，电阻R4的另一端连接芯片IC1的引脚8，电阻R5的另一端接地，电容C7的另一端接地，二极管D8的阴极连接电阻R2，电阻R2的另一端输出电压U1。
作为本发明的优选方案：所述逆变器电路包括电阻R8、电容C8和三极管V1，其特征在于，所述电阻R7的一端连接电源E的正极、电容C8和变压器W的绕组L4，电阻R8的另一端连接电容C8、二极管D9的阴极和变压器W的绕组L2，二极管D9的阳极连接三极管V1的发射极和电源E的负极，变压器W的绕组L4的另一端连接三极管V1的集电极，三极管V1的基极连接电阻R9，电阻R8的另一端连接二极管D10的阴极，二极管D10的阳极连接变压器W的绕组L2的另一端，变压器W的绕组L3的两端分别连接输出交流电压U2。
作为本发明的优选方案：所述光伏发电模块采用单晶硅太阳能电池板。
作为本发明的优选方案：所述芯片IC1的型号为LT1173。
作为本发明的优选方案：所述降压整流模块选用整流桥和降压变压器组合而成。
作为本发明的优选方案：所述电量指示器包括电阻R10、电阻R11、电阻R12、二极管D11、二极管D12和二极管D13，电阻R11的一端连接二极管D12的阳极，电阻R11的另一端连接电源VCC，二极管D12的阴极接地，电阻R12的一端连接二极管D13的阳极，电阻R12的另一端连接电源VCC，二极管D13的阴极接地，电阻R13的一端连接二极管D14的阳极，电阻R13的另一端连接电源VCC，二极管D14的阴极接地，电阻R14的一端连接二极管D15的阳极，电阻R14的另一端连接电源VCC，二极管D15的阴极接地，电阻R10的一端连接二极管D11的阳极，电阻R10的另一端连接电源VCC，二极管D11的阴极接地。
作为本发明的优选方案：所述蓄电池组为铅酸蓄电池组。
作为本发明的优选方案：所述市电输入模块输出电压为220V市电。
作为本发明的优选方案：所述二极管D11-D15均为发光二极管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明智能家用备用储能系统采用市电和绿色能源相匹配的方式供电，其中绿色能源包括风力发电和光伏发电两种方式，满足不同环境下的供电需求，且本系统具有智能选择的功能，在给蓄电池组进行充电时优先选择绿色能源充电，只有绿色能源不足以供电的情况下才会转入市电供电，同时蓄电池组还设有单独的电压检测模块，只有在蓄电池组的电压降低到一定程度时才会开启市电充电，这样能够极大限度的节约电能，系统具有交流输出、普通直流输出和USB输出三种供电方式，满足不同的用电负载的需求，同时系统还设有电量指示器，通过发光二极管的状态能够直观的显示出剩余电量的情况。
附图说明
图1为智能家用备用储能系统的整体方框图。
图2为风力发电模块的电路图。
图3为逆变器的电路图。
图4为电量指示模块的电路图。
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。
请参阅图1-4，一种智能家用备用储能系统，包括风力发电模块、光伏发电模块、市电输入模块、稳压模块、电压检测模块A、电压检测模块B、继电器开关A、继电器开关B、降压整流模块、蓄电池组、逆变器、调压模块和电量指示器，其特征在于，所述风力发电模块和光伏发电模块分别完成风电转换和光电转换并将电能送入稳压模块中进行稳压操作，稳压模块输出的直流电压一部分进入蓄电池组中进行电能存储，领域部分送入电压检测模块A中进行电压检测，电压检测模块A还连接继电器开关A，市电输入模块将市电送入降压整流模块中进行处理，降压整流模块的输出端连接继电器开关A，继电器开关A还连接继电器开关B，蓄电池组还连接电压检测模块B，电压检测模块B还连接继电器开关B，蓄电池组的输出端分别接有逆变器、调压模块和电量指示器，逆变器的输出端连接交流插座，调压模块的输出端连接直流接口和USB接口。
作为本发明的优选方案：所述风力发电模块包括风力发电机M1、二极管D1、电感L1、芯片IC1和蓄电池组E，所述二极管D1的阳极连接风力发电机M1和二极管D2的阴极，二极管D1的阴极连接电阻R1、电容C1芯片IC1的引脚2和芯片IC1的引脚3，电容C1的另一端连接电容C2和风力发电机M1的另一端，电容C2的另一端连接电容C3、二极管D2的阳极和二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接风力发电机M2和二极管D4的阴极，电容C3的另一端连接电容C4和风力发电机M2的另一端，电容C4的另一端连接电容C5、二极管D4的阳极和二极管D5的阴极，二极管D5的阳极连接风力发电机M3和二极管D6的阴极，电容C5的另一端连接电容C6和风力发电机M3的另一端，电容C5的另一端连接电容C6、二极管D6的阳极和电阻R7，电阻R7的另一端接地，电阻R1的另一端连接芯片IC1的引脚1，芯片IC1的引脚4连接电感L1和二极管D7的阴极，二极管D7的另一端接地，电感L1的另一端连接电阻R3、电容C7和二极管D8的阳极，二极管D8的阴极连接点R2，电阻R3的另一端连接电阻R4和电阻R5，电阻R4的另一端连接芯片IC1的引脚8，电阻R5的另一端接地，电容C7的另一端接地，二极管D8的阴极连接电阻R2，电阻R2的另一端输出电压U1。
逆变器电路包括电阻R8、电容C8和三极管V1，其特征在于，所述电阻R7的一端连接电源E的正极、电容C8和变压器W的绕组L4，电阻R8的另一端连接电容C8、二极管D9的阴极和变压器W的绕组L2，二极管D9的阳极连接三极管V1的发射极和电源E的负极，变压器W的绕组L4的另一端连接三极管V1的集电极，三极管V1的基极连接电阻R9，电阻R8的另一端连接二极管D10的阴极，二极管D10的阳极连接变压器W的绕组L2的另一端，变压器W的绕组L3的两端分别连接输出交流电压U2。
光伏发电模块采用单晶硅太阳能电池板。芯片IC1的型号为LT1173。降压整流模块选用整流桥和降压变压器组合而成。
电量指示器包括电阻R10、电阻R11、电阻R12、二极管D11、二极管D12和二极管D13，电阻R11的一端连接二极管D12的阳极，电阻R11的另一端连接电源VCC，二极管D12的阴极接地，电阻R12的一端连接二极管D13的阳极，电阻R12的另一端连接电源VCC，二极管D13的阴极接地，电阻R13的一端连接二极管D14的阳极，电阻R13的另一端连接电源VCC，二极管D14的阴极接地，电阻R14的一端连接二极管D15的阳极，电阻R14的另一端连接电源VCC，二极管D15的阴极接地，电阻R10的一端连接二极管D11的阳极，电阻R10的另一端连接电源VCC，二极管D11的阴极接地。
蓄电池组为铅酸蓄电池组。市电输入模块输出电压为220V市电。二极管D11-D15均为发光二极管。
本发明的工作原理是：本发明智能家用备用储能系统采用市电和绿色能源相匹配的方式供电，其中绿色能源包括风力发电和光伏发电两种方式，满足不同环境下的供电需求，且本系统具有智能选择的功能，在给蓄电池组进行充电时优先选择绿色能源充电，上述这一功能是通过电压检测模块A和继电器开关A来实现的，当风力发电或光伏发电的输出电压足够时，则电压检测模块A输出信号不会控制继电器开关A导通，此时市电输入模块的回路是断开的，只有绿色能源不足以供电的情况下，此时电压检测模块A控制继电器开关A导通，才会转入市电供电，同时蓄电池组还设有单独的电压检测模块，只有在蓄电池组的电压降低到一定程度时才会开启市电充电，上述这一功能是通过电压检测模块B和继电器开关B来实现的，通过继电器开关B的开闭来控制市电的接入与断开，这样能够极大限度的节约电能，系统具有交流输出、普通直流输出和USB输出三种供电方式，满足不同的用电负载的需求，同时系统还设有电量指示器，通过发光二极管的状态能够直观的显示出剩余电量的情况。
风力发电的电路如图2所示：电路中的芯片IC1为DC-DC变换芯片LT1173，由二极管D1～D6组成的三个倍压整流电路的输出电压串联后输入到IC1的2脚；当反馈端8脚的电压低于1.25V时。IC1内部24kHz振荡器起振，其输出端4脚电压升高，经电阻R3、R5分压后使8脚电压也升高，当升高到1.25V后，内部振荡器停振。使输出电压下降，如此反复，获得恒压输出。R4、R5为误差电压检出电阻。输出电压为3.1V；电阻R7为发电侧电流检测电阻。R6为充电电流检测电阻，数字电压表V可测得电阻上压降并换算成充电电流值，R1为IC1内部开关管限流电阻；R2为充电限流电阻：二极管D7用来防止电感L1的反向电压影响IC1的4脚；D8为防逆流二极管。当风速为1m/s时。风力发电机的风叶开始转动，发电机M1～M3开始给蓄电池组充电，电流约40mA；当电池快充满时，充电电流减小，所以长时间充电也不会损坏电池；而在强风时，电池也不会发热。
逆变器的电路如图3所示：刚开始通电时，电容C1进行充电，三极管V1的基极无电压，变压器W的绕组L1不通，当电容C1充满电后，E的电压经过电阻R1、变压器W的绕组L2、二极管D1和电阻R2加在三极管V1的基极，使得三极管V1导通，变压器W的绕组L3得到感应电压，因此V1的导通，因此变压器W的绕组L1导通，经过三极管V1形成回路，因为L1和L2的绕向不同，因此这时候变压器W的绕组L3获得反向的感应电压，L1导通后，电阻R1被短路，因此L2的电压消失，此时电容C1再次进行充电，重复上述过程，在L3两端形成交流电压。
电量指示器的电路如图4所示，图中二极管D11-D15均为发光二极管，电阻R10-R14的阻值依次降低，因此二极管D11-D15的分压依次降低，因此当点亮最充足时，二极管D11-D15均点亮，随着电压的不足，二极管D11-D15依次熄灭，达到电量指示的目的。

Claims (9)

1.一种智能家用备用储能系统，包括风力发电模块、光伏发电模块、市电输入模块、稳压模块、电压检测模块A、电压检测模块B、继电器开关A、继电器开关B、降压整流模块、蓄电池组、逆变器、调压模块和电量指示器，其特征在于，所述风力发电模块和光伏发电模块分别完成风电转换和光电转换并将电能送入稳压模块中进行稳压操作，稳压模块输出的直流电压一部分进入蓄电池组中进行电能存储，领域部分送入电压检测模块A中进行电压检测，电压检测模块A还连接继电器开关A，市电输入模块将市电送入降压整流模块中进行处理，降压整流模块的输出端连接继电器开关A，继电器开关A还连接继电器开关B，蓄电池组还连接电压检测模块B，电压检测模块B还连接继电器开关B，蓄电池组的输出端分别接有逆变器、调压模块和电量指示器，逆变器的输出端连接交流插座，调压模块的输出端连接直流接口和USB接口；风力发电模块包括风力发电机M1、二极管D1、电感L1、芯片IC1和蓄电池组E，所述二极管D1的阳极连接风力发电机M1和二极管D2的阴极，二极管D1的阴极连接电阻R1、电容C1芯片IC1的引脚2和芯片IC1的引脚3，电容C1的另一端连接电容C2和风力发电机M1的另一端，电容C2的另一端连接电容C3、二极管D2的阳极和二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接风力发电机M2和二极管D4的阴极，电容C3的另一端连接电容C4和风力发电机M2的另一端，电容C4的另一端连接电容C5、二极管D4的阳极和二极管D5的阴极，二极管D5的阳极连接风力发电机M3和二极管D6的阴极，电容C5的另一端连接电容C6和风力发电机M3的另一端，电容C5的另一端连接电容C6、二极管D6的阳极和电阻R7，电阻R7的另一端接地，电阻R1的另一端连接芯片IC1的引脚1，芯片IC1的引脚4连接电感L1和二极管D7的阴极，二极管D7的另一端接地，电感L1的另一端连接电阻R3、电容C7和二极管D8的阳极，二极管D8的阴极连接点R2，电阻R3的另一端连接电阻R4和电阻R5，电阻R4的另一端连接芯片IC1的引脚8，电阻R5的另一端接地，电容C7的另一端接地，二极管D8的阴极连接电阻R2，电阻R2的另一端输出电压U1。
2.根据权利要求1所述的一种智能家用备用储能系统，其特征在于，所述逆变器电路包括电阻R8、电容C8和三极管V1，其特征在于，所述电阻R7的一端连接电源E的正极、电容C8和变压器W的绕组L4，电阻R8的另一端连接电容C8、二极管D9的阴极和变压器W的绕组L2，二极管D9的阳极连接三极管V1的发射极和电源E的负极，变压器W的绕组L4的另一端连接三极管V1的集电极，三极管V1的基极连接电阻R9，电阻R8的另一端连接二极管D10的阴极，二极管D10的阳极连接变压器W的绕组L2的另一端，变压器W的绕组L3的两端分别连接输出交流电压U2。
3.根据权利要求1所述的一种智能家用备用储能系统，其特征在于，所述光伏发电模块采用单晶硅太阳能电池板。
4.根据权利要求1所述的一种智能家用备用储能系统，其特征在于，所述芯片IC1的型号为LT1173。
5.根据权利要求1所述的一种智能家用备用储能系统，其特征在于，所述降压整流模块选用整流桥和降压变压器组合而成。
6.根据权利要求1所述的一种智能家用备用储能系统，其特征在于，所述电量指示器包括电阻R10、电阻R11、电阻R12、二极管D11、二极管D12和二极管D13，电阻R11的一端连接二极管D12的阳极，电阻R11的另一端连接电源VCC，二极管D12的阴极接地，电阻R12的一端连接二极管D13的阳极，电阻R12的另一端连接电源VCC，二极管D13的阴极接地，电阻R13的一端连接二极管D14的阳极，电阻R13的另一端连接电源VCC，二极管D14的阴极接地，电阻R14的一端连接二极管D15的阳极，电阻R14的另一端连接电源VCC，二极管D15的阴极接地，电阻R10的一端连接二极管D11的阳极，电阻R10的另一端连接电源VCC，二极管D11的阴极接地。
7.根据权利要求1所述的一种智能家用备用储能系统，其特征在于，所述蓄电池组为铅酸蓄电池组。
8.根据权利要求1所述的一种智能家用备用储能系统，其特征在于，所述市电输入模块输出电压为220V市电。
9.根据权利要求1所述的一种智能家用备用储能系统，其特征在于，所述二极管D11-D15均为发光二极管。
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CN111864893A (zh) * 2020-08-27 2020-10-30 珠海格力电器股份有限公司 油烟机的用电控制方法及装置、油烟机

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