CN113285665A - 一种车载光伏发电控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载光伏发电控制系统，包括光照强度感应模块、信号处理模块、光伏矩阵和矩阵护板；所述光照强度感应模块用于获取车辆顶部的光照强度；所述信号处理模块用于基于光照强度，控制所述光伏矩阵的工作状态和所述矩阵护板的开关状态；当所述矩阵护板的开关状态为关闭时，所述矩阵护板遮挡所述光伏矩阵，当所述矩阵护板的开关状态为开启时，所述矩阵护板打开以使所述光伏矩阵接收光能并转换为电能为车内设备供电。本发明提供的系统，实现通过智能光感识别自动开启和关闭发电系统，改善车辆车顶的闲置，改善车辆用电设备电力和发动机停止后电力不足的问题，有效满足车载用电需求，实现节能减排。

Description

一种车载光伏发电控制系统

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种车载光伏发电控制系统。

背景技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，由于其具备的无枯竭危险、安全可靠、无噪声、无污染排放外等优势，近年来受到了业内人员的广泛关注。

目前，客车、厢式货车的车顶大都是闲置状态，仍采用传统的汽油、天然气等发电方式，危险性较高、会造成环境污染，并且发动机停止后容易造成电力不足。此外，也有少量的采用了车载光伏发电系统，但是仅满足于手动操作，无法实现智能开启和关闭光伏发电系统。

发明内容

本发明提供一种车载光伏发电控制系统，用以解决现有技术中无法实现智能开启和关闭光伏发电系统的缺陷，实现智能开启和关闭光伏发电系统。

本发明提供一种车载光伏发电控制系统，包括光照强度感应模块、信号处理模块、光伏矩阵和矩阵护板；

所述光照强度感应模块用于获取车辆顶部的光照强度；

所述信号处理模块用于基于光照强度，控制所述光伏矩阵的工作状态和所述矩阵护板的开关状态；

当所述矩阵护板的开关状态为关闭时，所述矩阵护板遮挡所述光伏矩阵，当所述矩阵护板的开关状态为开启时，所述矩阵护板打开以使所述光伏矩阵接收光能并转换为电能为车内设备供电。

根据本发明提供的一种车载光伏发电控制系统，所述系统还包括逆变模块和/或整流模块；

所述逆变模块用于将所述光伏矩阵输出的电能逆变为交流电并传输至车内的交流用电设备；

所述整流模块用于将所述光伏矩阵输出的电能整流为直流电并传输至车内的直流用电设备。

根据本发明提供的一种车载光伏发电控制系统，所述系统还包括储能设备；

所述储能设备用于存储所述整流模块输出的直流电，并在所述光伏矩阵的工作状态为关机时，为所述直流用电设备供电，和/或通过所述逆变模块为所述交流用电设备供电。

根据本发明提供的一种车载光伏发电控制系统，所述系统还包括移动终端，所述移动终端与所述信息处理模块无线连接；

所述移动终端用于展示所述光照强度、所述光伏矩阵的工作状态和所述矩阵护板的开关状态。

根据本发明提供的一种车载光伏发电控制系统，所述移动终端还用于基于用户输入的光伏控制指令，对所述光伏矩阵和/或所述矩阵护板进行控制。

根据本发明提供的一种车载光伏发电控制系统，所述移动终端还用于基于用户输入的用电控制指令，对所述光伏矩阵转换得到的电能分配进行控制。

根据本发明提供的一种车载光伏发电控制系统，所述移动终端具体用于基于用户输入的用电控制指令，生成针对所述逆变模块和/或所述整流模块的分配控制指令并传输至所述逆变模块和/或所述整流模块；

所述逆变模块和/或所述整流模块还用于基于接收到的分配控制指令更新工作模式。

根据本发明提供的一种车载光伏发电控制系统，所述信号处理模块具体用于：

若所述光照强度大于等于预设的光照强度阈值，则生成光伏矩阵开启指令，以控制所述光伏矩阵的工作状态转换为工作、所述矩阵护板的开关状态转换为开启；

否则，则生成光伏矩阵关闭指令，以控制所述光伏矩阵的工作状态转换为关机、所述矩阵护板的开关状态转换为关闭。

根据本发明提供的一种车载光伏发电控制系统，所述系统还包括跟踪装置；

所述信号处理模块还用于：

若所述光照强度大于等于预设的光照强度阈值，则基于所述光伏矩阵的位置信息，确定跟踪开启角度并传输至所述跟踪装置；

所述跟踪装置用于基于所述跟踪开启角度控制所述光伏矩阵的开启角度。

根据本发明提供的一种车载光伏发电控制系统，所述信号处理模块具体用于：

若所述光照强度大于等于预设的光照强度阈值，则基于所述光伏矩阵的地理经纬度和角度信息，以及当前时间，确定跟踪开启角度并传输至所述跟踪装置。

本发明提供的一种车载光伏发电控制系统，通过信号处理模块根据光照强度感应模块获取的光照强度，控制光伏矩阵的工作状态和矩阵护板的开关状态，实现通过智能光感识别自动开启和关闭发电系统，改善车辆车顶的闲置，改善车辆用电设备电力和发动机停止后电力不足的问题，有效满足车载用电需求，实现节能减排。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的车载光伏发电控制系统的结构示意图之一；

图2是本发明实施例提供的车载光伏发电控制系统的结构示意图之二。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

图1是本发明实施例提供的车载光伏发电控制系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括光照强度感应模块110、信号处理模块120、光伏矩阵130和矩阵护板140；

光照强度感应模块110用于获取车辆顶部的光照强度；

信号处理模块120用于基于光照强度，控制光伏矩阵130的工作状态和矩阵护板140的开关状态；

当矩阵护板140的开关状态为关闭时，矩阵护板140遮挡光伏矩阵130，当矩阵护板140的开关状态为开启时，矩阵护板140打开以使光伏矩阵130接收光能并转换为电能为车内设备供电。

具体地，考虑到天气原因造成光照强度较弱的情况下，此时如果光伏矩阵继续工作，所产生的电能将会较少，并且还会造成光伏矩阵的损害，得不偿失。针对这一问题，本发明实施例设置该系统包括光照强度感应模块110和信号处理模块120，光照强度感应模块110可以获取车辆顶部光伏矩阵130所在位置处的光照强度，并将其输出给信号处理模块120，在此基础上，信号处理模块120即可对光照强度的强弱进行分析，并基于分析结果生成光伏矩阵130和矩阵护板140的控制命令，从而控制光伏矩阵130的工作状态和矩阵护板140的开关状态。

为了实现光伏矩阵的防护和清洁，本发明实施例设置该系统还包括矩阵护板，该矩阵护板设置于光伏矩阵的顶部，当矩阵护板140的开关状态为关闭时，矩阵护板140可以遮挡光伏矩阵130，从而可以防护光伏矩阵，提高光伏矩阵的使用寿命。而当矩阵护板140的开关状态为开启时，矩阵护板140打开以使光伏矩阵130能够接收光能并转换为电能为车内设备供电。此处，本发明实施例对车内设备的类型不作具体限定，例如可以是空调、冷冻压缩机设备等。

本发明实施例提供的系统，通过信号处理模块根据光照强度感应模块获取的光照强度，控制光伏矩阵的工作状态和矩阵护板的开关状态，实现通过智能光感识别自动开启和关闭发电系统，改善车辆车顶的闲置，改善车辆用电设备电力和发动机停止后电力不足的问题，有效满足车载用电需求，实现节能减排。

基于上述任一实施例，该系统还包括逆变模块和/或整流模块；

逆变模块用于将光伏矩阵输出的电能逆变为交流电并传输至车内的交流用电设备；

整流模块用于将光伏矩阵输出的电能整流为直流电并传输至车内的直流用电设备。

具体地，考虑到车内可能会存在交流用电设备，也可能会存在直流用电设备，因此，本发明实施例可以根据用户的需求，设置该系统仅包括逆变模块，或者仅包括整流模块，或者同时包括逆变模块和整流模块。其中，逆变模块可以将光伏矩阵输出的电能逆变为交流电，并传输给车内的交流用电设备，该电能逆变过程简单，效率高，无污染；整流模块可以将光伏矩阵输出的电能整流为直流电，并传输给车内的直流用电设备。

基于上述任一实施例，该系统还包括储能设备；

储能设备用于存储整流模块输出的直流电，并在光伏矩阵的工作状态为关机时，为直流用电设备供电，和/或通过逆变模块为交流用电设备供电。

具体地，考虑到光伏矩阵输出的电能可能会超出车内用电设备的用电量，本发明实施例设置该系统还包括储能设备，可以将光伏矩阵输出的多余电能通过整流模块转化为直流电，输出给储能设备进行存储，从而可以将光伏矩阵所发的电量进行最大化利用，实现节能减排。此处，本发明实施例对于储能设备的结构和类型不作具体限定，例如可以是蓄电池、储能电容等。

当太阳光照强度不足，导致光伏矩阵无法进行发电或者发电量不足，或者待停车时，储能设备即可将所储存的直流电给直流用电设备供电，或者通过逆变模块给交流用电设备供电，或者同时给直流用电设备和交流用电设备供电。

基于上述任一实施例，该系统还包括移动终端，移动终端与信息处理模块无线连接；

移动终端用于展示光照强度、光伏矩阵的工作状态和矩阵护板的开关状态。

具体地，为了实现智能网络远程监控，本发明实施例设置该系统还包括移动终端，移动终端与信息处理模块无线连接，信号处理模块可以将所获取到的光照强度以及光伏矩阵的工作状态和矩阵护板的开关状态发送给移动终端，在此基础上，移动终端即可对接收到的光照强度、光伏矩阵的工作状态和矩阵护板的开关状态进行展示，以便用户可以实时监控。

基于上述任一实施例，移动终端还用于基于用户输入的光伏控制指令，对光伏矩阵和/或矩阵护板进行控制。

具体地，当用户需要对光伏矩阵的工作状态和矩阵护板的开关状态进行控制时，用户可以通过移动终端输入光伏控制指令，在此基础上，移动终端即可根据该光伏控制指令，对光伏矩阵、矩阵护板进行控制，从而可以实现光伏矩阵、矩阵护板的智能远程控制。此处，本发明实施例对于移动终端的类型不作具体限定，例如可以是手机APP(Application，应用程序)、笔记本、平板电脑等。

基于上述任一实施例，移动终端还用于基于用户输入的用电控制指令，对光伏矩阵转换得到的电能分配进行控制。

具体地，考虑到用户可能临时需要或不需要使用车内用电设备的情况下，因此在本实施例中，用户可以根据用电设备的属性，即属于交流用电设备还是直流用电设备，通过移动终端输入用电控制指令，对光伏矩阵转换得到的电能分配进行控制，从而可以保证光伏矩阵对用户需要使用的用电设备供电，同时避免光伏矩阵继续对用户不需要使用的车内用电设备进行供电，进而通过合理配置电量输入和输出的有效衔接实现清洁能源的有效供给，节约成本。

基于上述任一实施例，移动终端具体用于基于用户输入的用电控制指令，生成针对逆变模块和/或整流模块的分配控制指令并传输至逆变模块和/或整流模块；

逆变模块和/或整流模块还用于基于接收到的分配控制指令更新工作模式。

具体地，当用户输入的用电控制指令是针对交流用电设备时，移动终端可以根据该用电控制指令，生成针对逆变模块的分配控制指令并传输给逆变模块，从而逆变模块可以根据接收到的分配控制指令更新工作模式，即逆变模块开启或关闭；

当用户输入的用电控制指令是针对直流用电设备时，移动终端可以根据该用电控制指令，生成针对整流模块的分配控制指令并传输给整流模块，从而整流模块可以根据接收到的分配控制指令更新工作模式，即整流模块开启或关闭；

当用户输入的用电控制指令是同时针对交流用电设备和直流用电设备时，移动终端可以根据该用电控制指令，生成针对逆变模块的分配控制指令并传输给逆变模块，同时生成针对整流模块的分配控制指令并传输给整流模块，从而逆变模块和整流模块可以分别根据各自接收到的分配控制指令更新工作模式。

基于上述任一实施例，移动终端还可以用于监控储能设备的电量信息，当储能设备的电量信息超出预设的电量阈值时，则可以控制光伏矩阵关闭，此时，车内的交流和直流用电设备优先使用储能设备所存储的电量，从而可以实现智能监控用电状态，进一步有利于节能减排。

基于上述任一实施例，信号处理模块具体用于：

若光照强度大于等于预设的光照强度阈值，则生成光伏矩阵开启指令，以控制光伏矩阵的工作状态转换为工作、矩阵护板的开关状态转换为开启；

否则，则生成光伏矩阵关闭指令，以控制光伏矩阵的工作状态转换为关机、矩阵护板的开关状态转换为关闭。

具体地，当接收到光照强度感应模块发送的光照强度后，信号处理模块可以对光照强度进行判断：

如果光照强度大于等于预设的光照强度阈值，则信号处理模块可以生成光伏矩阵开启指令，以控制光伏矩阵的工作状态转换为工作、矩阵护板的开关状态转换为开启，从而光伏矩阵可以接收光能并转换为电能为车内设备供电；

否则，即光照强度小于预设的光照强度阈值，则信号处理模块可以生成光伏矩阵关闭指令，以控制光伏矩阵的工作状态转换为关机、矩阵护板的开关状态转换为关闭，从而实现光伏矩阵的防护和清洁。此处，光照强度阈值可以根据用户需求进行任意设定，例如，500LX(Lux，照度单位)。

基于上述任一实施例，该系统还包括跟踪装置；

信号处理模块还用于：

若光照强度大于等于预设的光照强度阈值，则基于光伏矩阵的实时位置信息，确定跟踪开启角度并传输至跟踪装置；

跟踪装置用于基于跟踪开启角度控制光伏矩阵的开启角度。

具体地，为了实现最大光照强度和发电功率的捕捉，并且考虑到光伏矩阵的位置会随着车辆的行驶发生变化，本发明实施例设置该系统还包括跟踪装置，当光照强度大于等于预设的光照强度阈值时，即光伏矩阵的工作状态为开启，信号处理模块可以根据光伏矩阵的实时位置信息，确定能够捕捉到最大光照强度的最优跟踪开启角度，并将该跟踪开启角度传输给跟踪装置，跟踪装置即可控制光伏矩阵的开启角度调整为该跟踪开启角度。

可选的，本发明实施例还可以在车辆顶部各个位置处设置光照强度感应装置，从而可以根据车辆顶部各个位置获取到的光照强度，确定光伏矩阵设置的最佳位置，将光伏矩阵的位置调整为该最佳位置，进一步实现最大光照强度的捕捉。

本发明实施例提供的系统，通过实时获取光伏矩阵的位置信息，并对光伏矩阵的开启角度进行实时调整，从而能够保证光伏矩阵捕捉到最大光照强度和发电功率，提高太阳能利用率。

基于上述任一实施例，信号处理模块具体用于：

若光照强度大于等于预设的光照强度阈值，则基于光伏矩阵的地理经纬度和角度信息，以及当前时间，确定跟踪开启角度并传输至跟踪装置。

具体地，考虑到每个时间点的太阳位置是可以通过计算获得的，在本发明实施例中，当光照强度大于等于预设的光照强度阈值时，信号处理模块可以根据光伏矩阵的地理经纬度和安装角度信息，以及当前时间，计算出能够使得光伏矩阵的旋转面与太阳基本垂直的跟踪开启角度，并将该跟踪开启角度传输给跟踪装置，以使跟踪装置对光伏矩阵的开启角度进行调整。

进一步地，当所确定的跟踪开启角度超过预设的光伏矩阵的最大开启角度时，即可将最大开启角度作为跟踪开启角度。此处，光伏矩阵的最大开启角度可以根据用户需求进行任意设定，例如，±45度。

基于上述任一实施例，图2是本发明实施例提供的车载光伏发电控制系统的结构示意图，如图2所示，该系统包括光照强度感应模块、信号处理模块、光伏矩阵、矩阵护板、跟踪装置、逆变模块、整流模块、储能设备和移动终端。光照强度感应模块获取车辆顶部光伏矩阵所在位置处的光照强度，并将所获取到的光照强度发送给信号处理模块，接着，信号处理模块可以根据光照强度控制光伏矩阵的工作状态和矩阵护板的开关状态。当光伏矩阵的工作状态为开启时，信号处理模块可以根据光伏矩阵的实时位置信息，确定最优的跟踪开启角度，并将该跟踪开启角度传输给跟踪装置，跟踪装置即可控制将光伏矩阵的开启角度实时调整为该跟踪开启角度。

逆变模块可以将光伏矩阵输出的电能逆变为交流电并传输至车内的交流用电设备，整流模块可以将光伏矩阵输出的电能整流为直流电并传输至车内的直流用电设备，从而既可以给交流用电设备供电，也可以给直流用电设备供电。储能设备可以存储整流模块输出的直流电，从而可以将光伏矩阵所发的电量进行最大化利用。

移动终端与信息处理模块无线连接，可以展示信号处理模块发送的光照强度、光伏矩阵的工作状态和矩阵护板的开关状态，以便用户可以实时监控。移动终端还可以根据用户输入的光伏控制指令，对光伏矩阵、矩阵护板进行控制。当用户临时需要或者不需要使用车内用电设备时，可以通过移动终端输入用电控制指令，在此基础上，移动终端即可根据用电控制指令生成针对逆变模块的逆变单控指令并传输给逆变模块，生成针对整流模块的整流单控指令并传输给整流模块，从而逆变模块和整流模块可以分别根据各自接收到的指令更新工作模式。移动终端还可以监控储能设备的电量信息，当储能设备的电量信息超出预设的电量阈值时，则可以控制光伏矩阵关闭，使得车内的交流和直流用电设备优先使用储能设备所存储的电量。

本发明实施例提供的系统，结合智能网络控制实现全方位监控和控制，实现智能监控用电状态，智能开启和关闭光伏发电系统，智能最大光照强度和发电功率的捕捉，合理配置电量输入和输出的有效衔接实现清洁能源的有效供给，节约成本。

基于上述任一实施例，该系统还可以包括湿度感应模块，可以用于感应车辆顶部的湿度，从而信号处理模块可以根据接收到的湿度，控制光伏矩阵的工作状态，从而可以通过智能湿度识别自动开启和关闭发电系统，避免雨水天气对光伏矩阵造成的损伤。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车载光伏发电控制系统，其特征在于，包括光照强度感应模块、信号处理模块、光伏矩阵和矩阵护板；

所述光照强度感应模块用于获取车辆顶部的光照强度；

所述信号处理模块用于基于光照强度，控制所述光伏矩阵的工作状态和所述矩阵护板的开关状态；

当所述矩阵护板的开关状态为关闭时，所述矩阵护板遮挡所述光伏矩阵，当所述矩阵护板的开关状态为开启时，所述矩阵护板打开以使所述光伏矩阵接收光能并转换为电能为车内设备供电。

2.根据权利要求1所述的车载光伏发电控制系统，其特征在于，还包括逆变模块和/或整流模块；

所述逆变模块用于将所述光伏矩阵输出的电能逆变为交流电并传输至车内的交流用电设备；

所述整流模块用于将所述光伏矩阵输出的电能整流为直流电并传输至车内的直流用电设备。

3.根据权利要求2所述的车载光伏发电控制系统，其特征在于，还包括储能设备；

所述储能设备用于存储所述整流模块输出的直流电，并在所述光伏矩阵的工作状态为关机时，为所述直流用电设备供电，和/或通过所述逆变模块为所述交流用电设备供电。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载光伏发电控制系统，其特征在于，还包括移动终端，所述移动终端与所述信息处理模块无线连接；

所述移动终端用于展示所述光照强度、所述光伏矩阵的工作状态和所述矩阵护板的开关状态。

5.根据权利要求4所述的车载光伏发电控制系统，其特征在于，所述移动终端还用于基于用户输入的光伏控制指令，对所述光伏矩阵和/或所述矩阵护板进行控制。

6.根据权利要求4所述的车载光伏发电控制系统，其特征在于，所述移动终端还用于基于用户输入的用电控制指令，对所述光伏矩阵转换得到的电能分配进行控制。

7.根据权利要求6所述的车载光伏发电控制系统，其特征在于，所述移动终端具体用于基于用户输入的用电控制指令，生成针对所述逆变模块和/或所述整流模块的分配控制指令并传输至所述逆变模块和/或所述整流模块；

所述逆变模块和/或所述整流模块还用于基于接收到的分配控制指令更新工作模式。

8.根据权利要求1所述的车载光伏发电控制系统，其特征在于，所述信号处理模块具体用于：

若所述光照强度大于等于预设的光照强度阈值，则生成光伏矩阵开启指令，以控制所述光伏矩阵的工作状态转换为工作、所述矩阵护板的开关状态转换为开启；

否则，则生成光伏矩阵关闭指令，以控制所述光伏矩阵的工作状态转换为关机、所述矩阵护板的开关状态转换为关闭。

9.根据权利要求8所述的车载光伏发电控制系统，其特征在于，还包括跟踪装置；

所述信号处理模块还用于：

若所述光照强度大于等于预设的光照强度阈值，则基于所述光伏矩阵的位置信息，确定跟踪开启角度并传输至所述跟踪装置；

所述跟踪装置用于基于所述跟踪开启角度控制所述光伏矩阵的开启角度。

10.根据权利要求9所述的车载光伏发电控制系统，其特征在于，所述信号处理模块具体用于：

若所述光照强度大于等于预设的光照强度阈值，则基于所述光伏矩阵的地理经纬度和角度信息，以及当前时间，确定跟踪开启角度并传输至所述跟踪装置。

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