CN113555946B - 自动唤醒系统、自动唤醒设备的方法和太阳能光电控水车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能光电控水和光电控水车技术领域，提供一种基于太阳能的自动唤醒系统、自动唤醒设备的方法和太阳能光电控水车，所述系统包括太阳能电池板，在太阳光的照射下产生直流电；直流电源，所述直流电源包括第一电磁阀，所述第一电磁阀和所述太阳能电池板连接，当太阳能电池板的电流达到第一指定电流阈值时，所述第一电磁阀闭合，所述太阳能电池板为所述直流电源供电；交流电源，所述交流电源包括逆变器，所述交流电源和所述直流电源连接，所述逆变器将直流电转换成交流电，为其他设备供电从而唤醒其他设备。本方案能够在野外、无人区等地自动获取太阳能，自动唤醒需要电源的设备，实现无人值守。

Description

自动唤醒系统、自动唤醒设备的方法和太阳能光电控水车
技术领域
本发明涉及太阳能光电控水和光电控水车技术领域，特别是涉及一种基于太阳能的自动唤醒系统、自动唤醒设备的方法和太阳能光电控水车。
背景技术
太阳能作为可再生能源，是绿色低碳能源，是中国多轮驱动能源供应体系的重要组成部分，对于改善能源结构、保护生态环境、应对气候变化、实现经济社会可持续发展具有重要意义。太阳能光电设备利用光伏半导体材料将太阳能转化为直流电从而为各个领域的设备提供电源。
但是太阳能光电设备只有在太阳光存在的条件下提供电源，当夜晚来临时不能提供电源。在无人值守的地方，例如：野外、无人区等，则无法使用太阳能光电设备为大型设备提供电源，限制了太阳能光电设备的发展。
因此，亟需发明一种自动唤醒系统，能够在太阳升起的时候唤醒其他大型设备，实现无人值守。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于太阳能的自动唤醒系统、自动唤醒设备的方法和太阳能光电控水车，能够在野外、无人区等地自动获取太阳能，自动唤醒需要电源的设备，实现无人值守。
为解决上述技术问题，作为本发明的第一个方面，提供了一种基于太阳能的自动唤醒系统，包括：
太阳能电池板，在太阳光的照射下产生直流电；
直流电源，所述直流电源包括第一电磁阀，所述第一电磁阀和所述太阳能电池板连接，当太阳能电池板的电流达到第一指定电流阈值时，所述第一电磁阀闭合，所述太阳能电池板为所述直流电源供电；
交流电源，所述交流电源包括逆变器，所述交流电源和所述直流电源连接，所述逆变器将直流电转换成交流电，为其他设备供电从而唤醒其他设备。
进一步地，所述交流电源还包括第二电磁阀，所述第二电磁阀设置在所述直流电源和逆变器之间，当所述直流电源的电流达到第二指定电流阈值时，所述第二电磁阀闭合，所述直流电源为逆变器提供直流电。
进一步地，所述基于太阳能的自动唤醒系统还包括监控装置，所述监控装置读取所述逆变器产生的交流电的电流和电压频率，当电流达到第三指定电流阈值且电压频率达到指定电压频率阈值时，交流电源为其他设备供电。
作为本发明的第二个方面，提供一种自动唤醒设备的方法，包括以下步骤：采用所述的基于太阳能的自动唤醒系统；当太阳升起时，太阳光照射至太阳能电池板，太阳能电池板产生直流电并且该直流电的电流随着太阳光角度的增大和/或光照强度的增强逐渐变大，当该太阳能电池板产生的直流电达到第一指定电流阈值时，第一电磁阀闭合，太阳能电池板为所述直流电源供电；
直流电源为交流电源的逆变器提供直流电，逆变器将直流电转换成交流电并为其他设备供电从而唤醒其他设备。
进一步地，所述直流电源为交流电源的逆变器提供直流电的方法包括：所述交流电源还包括第二电磁阀，当直流电源的电流达到第二指定电流阈值时，第二电磁阀闭合，所述直流电源为逆变器提供直流电。
进一步地，所述逆变器将直流电转换成交流电并为其他设备供电的方法包括：所述自动唤醒系统还包括监控装置，逆变器将直流电转换成交流电，监控装置读取所述逆变器产生的交流电的电流和电压频率，当电流达到第三指定电流阈值且电压频率达到指定电压频率阈值时，交流电源为其他设备供电。
作为本发明的第三个方面，提供一种太阳能光电控水车，包括：
所述的基于太阳能的自动唤醒系统、车体、电控柜、控水设备和电机，所述电控柜、控水设备和电机设置在车体内，所述电控柜与逆变器连接，从逆变器获取交流电从而为控水车上的设备提供电源；所述控水设备用于抽水、储水和排水，所述电机为控水设备的抽水和排水提供动力，所述电机和电控柜连接，从电控柜获取电源。
进一步地，所述太阳能光电控水车还包括第三电磁阀，所述第三电磁阀设置在电控柜和电机之间，当电控柜给电机提供的交流电的电流频率达到第三指定电流频率阈值时，第三电磁阀闭合，电控柜为电机提供交流电。
进一步地，所述太阳能光电控水车还包括市电接口和电源补充装置，所述电源补充装置与市电接口、自动唤醒系统和电控柜连接，所述市电接口用于接入市电，当逆变器提供的交流电不满足电控柜的需求时，所述电源补充装置从市电中补充交流电。
进一步地，所述太阳能光电控水车还包括远程连接控制装置，所述远程连接控制装置获取电控柜的电流大小、电控柜的电流频率和电机的转速，通过网络传输给终端，接收终端的指示控制电控柜和电机的运行和停止。
进一步地，所述终端包括手机、电脑。
本发明的有益效果是：
本发明先设置直流电源，第一电磁阀起到保护作用，当太阳光稳定时才开始接入太阳能电池板的电流，防止其他设备受损；当直流电稳定输出至逆变器时，逆变器将直流电转换成交流电并为其他设备供电，达到根据太阳能自动唤醒其他设备的效果，同时连接上远程连接控制装置，实现无人值守。电机长时间处在低频状态时会发热损坏，本方案为电机单独设置第三电磁阀和监控装置，对电机起到保护作用。
附图说明
图1示意性示出了基于太阳能的自动唤醒系统的结构图；
图2示意性示出了自动唤醒设备的方法的步骤图；
图3示意性示出了太阳能光电控水车的主视图；
图4示意性示出了太阳能光电控水车的侧视图。
其中，1—基于太阳能的自动唤醒系统，11—太阳能电池板，12—直流电源，121—第一电磁阀，13—交流电源，131—第二电磁阀，132—逆变器，14—监控装置，2—车体，3—电控柜，4—控水设备，5—电机，6—市电接口，7—电源补充装置，8—远程连接控制装置，9—第三电磁阀。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
作为本发明的第一个实施方式，提供一种基于太阳能的自动唤醒系统，如图1所示，包括太阳能电池板11、直流电源12、交流电源13和监控装置14。
太阳能是一种清洁能源。太阳能电池板11是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，它在太阳光的照射下产生直流电。
直流电源12包括第一电磁阀121，第一电磁阀121和太阳能电池板11连接，当太阳能电池板11的电流达到第一指定电流阈值时，第一电磁阀121闭合，太阳能电池板11为直流电源12供电。先设置直流电源12，第一电磁阀121起到保护作用，当太阳光稳定时才开始接入太阳能电池板11的电流，防止后续的设备受损。
交流电源13包括第二电磁阀131和逆变器132。交流电源13的第二电磁阀131和直流电源12连接，当直流电源12的电流达到第二指定电流阈值时，第二电磁阀131闭合，此时直流电源12为逆变器132提供直流电。逆变器132将直流电转换成交流电，为其他设备供电从而唤醒其他设备。
监控装置14读取逆变器132产生的交流电的电流和电压频率，当电流达到第三指定电流阈值且电压频率达到指定电压频率阈值时，交流电源13为其他设备供电。
作为本发明的第二个实施方式，提供一种自动唤醒设备的方法，如图2所示，包括以下步骤：
S1：采用第一个实施方式的基于太阳能的自动唤醒系统1；当太阳升起时，太阳光照射至太阳能电池板11。
太阳刚升起时，太阳辐射能低、太阳光照射太阳能电池板11的角度小，太阳能电池板11产生较为微弱的电流。
S2：太阳能电池板11产生直流电并且该直流电的电流随着太阳光角度的增大和/或光照强度的增强逐渐变大。
S3：当该太阳能电池板11产生的直流电流达到第一指定电流阈值时，第一电磁阀121闭合，太阳能电池板11为直流电源12供电。
第一指定电流阈值为0.05-1.0mA。太阳能电池板11产生超过0.05mA的电流表示太阳能比较稳定或逐步趋于稳定，在这种情况下接通直流电源12对直流电源12起到保护作用，防止直流电源12受到不稳定电流的影响。例如，如果在夜间有光照射太阳能电池板11，可能会引起微弱的电流，但该电流不会大于0.05mA，此时设置第一指定电流阈值能够防止直流电源12甚至是交流电源13和其他设备受到不稳定因素的影响，保护设备。
S4：当直流电源12的电流达到第二指定电流阈值时，第二电磁阀131闭合，直流电源12为交流电源13的逆变器132提供直流电，逆变器132将直流电转换成交流电。
S5：监控装置14读取逆变器132产生的交流电的电流和电压频率，当电流达到第三指定电流阈值且电压频率达到指定电压频率阈值时，逆变器132为其他设备供电从而唤醒其他设备。
虽然逆变器132产生了交流电，但是刚刚产生的交流电的电流较小且电压频率较小，此时马上接入其他设备，容易使其他设备长时间在低频状态下运转，以电机举例，如果电机长时间在低频状态运转，线圈处于超载状态，持续发热，会使电机容易烧坏。
通过上述方法，在太阳升起的时候，分阶段缓慢唤醒不同的设备，使每个设备在受保护的状态下随着太阳的升起运行，实现自动唤醒设备、无人值守的目的。
作为本发明的第三个实施方式，提供一种太阳能光电控水车，如图3和图4所示，包括：
第一个实施方式的基于太阳能的自动唤醒系统1、车体2、电控柜3、控水设备4、电机5、市电接口6、电源补充装置7、远程连接控制装置8和第三电磁阀9。
自动唤醒系统1的直流电源12、交流电源13、监控装置14、电控柜3、控水设备4、电机5、市电接口6、电源补充装置7、远程连接控制装置8和第三电磁阀9设置在车体2内，自动唤醒系统1的太阳能电池板11水平地设置在车体2顶部。
电控柜3通过电源补充装置7与交流电源13的逆变器132连接。电源补充装置7还和市电接口6连接，市电接口6用于接入市电，当逆变器132提供的交流电不满足电控柜3的需求时，电源补充装置7从市电中补充交流电。在夜间如果电控柜3还在运行，并且太阳能光电控水车附近有市电可以接入，在太阳能电池板11不能提供电源的时候，市电为电控柜3提供电源。当太阳升起，太阳能电池板11开始工作，但是提供的电源不能满足电控柜3的需求，如电流大小不足、电压频率不足等，此时电源补充装置7从市电中补充部分的交流电。当太阳能电池板11提供的电流越来越大，逆变器132产生的交流电的电流也越来越大，市电补充的部分就越来越小，直到市电补充的电为0为止。通过电源补充装置7和市电接口，能够保证电控柜3一直处于稳定的电源供应的状态，当太阳升起时优先使用太阳能，更加节约能源。
电控柜3通过电源补充装置7从逆变器132和/或市电接口6获取交流电从而为控水车上的设备提供电源。控水车上的设备包括控水设备4、远程连接控制装置8等，还包括照明设备、水处理设备等。
控水设备4用于抽水、储水和排水。
第三电磁阀9设置在电控柜3和电机5之间，通过嵌入式软件程序控制，当电控柜3给电机5提供的交流电的电流频率达到指定电流频率阈值时，第三电磁阀闭合，相当于由电流产生磁场来执行开关的开合，此时电控柜3为电机5提供交流电，电机5为控水设备4的抽水和排水提供动力。第三电磁阀9和监控装置14双重保护，防止电机5或其他设备长时间在低频状态下运行，起到保护电机的作用，延长了电机5或其他设备的寿命，不需要频繁地到太阳能光电控水车所在地维护设备，使得无人值守成为可能。
远程连接控制装置8获取电控柜3的电流大小、电控柜3的电流频率和电机5的转速，通过网络传输给手机、电脑等终端，并接收终端的指示控制电控柜3和电机5的运行和停止。太阳能光电控水车通过终端的远程调控，可实现系统的修复，进一步实现无人值守的目的。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于太阳能的自动唤醒系统，其特征在于，包括：
太阳能电池板，在太阳光的照射下产生直流电；
直流电源，所述直流电源包括第一电磁阀，所述第一电磁阀和所述太阳能电池板连接，当太阳能电池板的电流达到第一指定电流阈值时，所述第一电磁阀闭合，所述太阳能电池板为所述直流电源供电；第一指定电流阈值为0.05-1.0mA；
交流电源，所述交流电源包括逆变器，所述交流电源和所述直流电源连接，所述逆变器将直流电转换成交流电，为其他设备供电从而唤醒其他设备；所述交流电源还包括第二电磁阀，所述第二电磁阀设置在所述直流电源和逆变器之间，当所述直流电源的电流达到第二指定电流阈值时，所述第二电磁阀闭合，所述直流电源为逆变器提供直流电；
监控装置，所述监控装置读取所述逆变器产生的交流电的电流和电压频率，当电流达到第三指定电流阈值且电压频率达到指定电压频率阈值时，交流电源为其他设备供电。
2.一种自动唤醒设备的方法，其特征在于，包括以下步骤：采用权利要求1所述的自动唤醒系统；当太阳升起时，太阳光照射至太阳能电池板，太阳能电池板产生直流电并且该直流电的电流随着太阳光角度的增大和/或光照强度的增强逐渐变大，当该太阳能电池板产生的直流电达到第一指定电流阈值时，第一电磁阀闭合，太阳能电池板为所述直流电源供电；
直流电源为交流电源的逆变器提供直流电，逆变器将直流电转换成交流电并为其他设备供电从而唤醒其他设备。
3.一种太阳能光电控水车，其特征在于，包括：
权利要求1所述的基于太阳能的自动唤醒系统；
控水车，包括车体、电控柜、控水设备和电机，所述电控柜、控水设备和电机设置在车体内，所述电控柜与逆变器连接，从逆变器获取交流电从而为控水车上的设备提供电源；所述控水设备用于抽水、储水和排水，所述电机为控水设备的抽水和排水提供动力，所述电机和电控柜连接，从电控柜获取电源。
4.根据权利要求3所述的太阳能光电控水车，其特征在于，还包括第三电磁阀，所述第三电磁阀设置在电控柜和电机之间，当电控柜给电机提供的交流电的电流频率达到指定电流频率阈值时，第三电磁阀闭合，电控柜为电机提供交流电。
5.根据权利要求3所述的太阳能光电控水车，其特征在于，还包括市电接口和电源补充装置，所述电源补充装置与市电接口、自动唤醒系统和电控柜连接，所述市电接口用于接入市电，当逆变器提供的交流电不满足电控柜的需求时，所述电源补充装置从市电中补充交流电。
6.根据权利要求3所述的太阳能光电控水车，其特征在于，还包括远程连接控制装置，所述远程连接控制装置获取电控柜的电流大小、电控柜的电压频率和电机的转速，通过网络传输给终端，接收终端的指示控制电控柜和电机的运行和停止。
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