CN113612304A - 一种家庭储能系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种家庭储能系统及方法，其中，所述系统包括：光伏发电模块，用于将太阳能转化为电能；储能模块，与光伏发电模块连接，用于获取光伏发电模块的电能并存储；所述储能模块与多个家居电器连接，能通过储能模块对多个家居电器进行供电；所述系统还包括供电控制模块，所述供电控制模块与光伏发电模块以及储能模块连接，用于基于光伏发电模块的发电效率，控制储能模块放电的开启或关闭；通过本申请的方案，能够实现对家居电器供电的智能化管控，提高供电效率，降低供电成本。

Description

一种家庭储能系统及方法

技术领域

本申请涉及家庭储能领域，尤其涉及一种家庭储能系统及方法。

背景技术

随着智能化、信息化的不断发展，家庭储能系统逐渐兴起并走进千家万户。家庭储能系统可为家庭提供新能源电力及临时供电，具备电力存储功能，其运行不受城市供电压力影响，然而传统的家庭储能系统仅具备存储功能，无法对家庭用电设备进行智能分析，容易造成电力资源的浪费。

发明内容

本申请的目的是实现家居电器的智能化供电。

本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种家庭储能系统，其中，包括：

光伏发电模块，用于将太阳能转化为电能；

储能模块，与光伏发电模块连接，用于获取光伏发电模块的电能并存储；

所述储能模块与多个家居电器连接，能通过储能模块对多个家居电器进行供电；

所述系统还包括供电控制模块，所述供电控制模块与光伏发电模块以及储能模块连接，用于基于光伏发电模块的发电效率，控制储能模块放电的开启或关闭。

本申请上述方案，通过光伏发电模块将太阳能转化为电能，再通过储能模块进行电能存储，并且对家居电器进行供电，储能模块的供电和充电通过供电控制模块进行控制，基于光伏发电模块的发电效率来实现储能模块的充电和放电的智能控制，提高了供电效率。

可选的，所述的家庭储能系统，其中，所述系统还包括：

耗电统计模块，与多个家居电器连接，用于获取各个家居电器的耗电情况。

本申请上述方案，通过耗电统计模块对家居电器的耗电情况进行获取，便于进行不同的家居电器的供电控制，实现智能化供电。

可选的，所述的家庭储能系统，其中，所述系统还包括：

家居电器分类模块，与耗电统计模块连接，基于各个家居电器的耗电情况，对家居电器进行分类。

本申请上述方案，通过家居电器分类模块对家居电器进行分类，从而便于根据不同的耗电情况，智能化对不同分类的家居电器进行供电，确保供电效率和稳定性。

可选的，所述的家庭储能系统，其中，所述储能模块包括：

固定能耗储能单元，用于对耗电情况稳定的家居电器进行供电；

特定能耗储能单元，用于对特定的家居电器进行供电。

本申请上述方案，通过固定能耗储能单元和特定能耗储能单元，进一步的实现不同的耗电情况的家居电器的智能化供电，从而使供电更稳定，保证供电效率。

可选的，所述的家庭储能系统，其中，所述供电控制模块包括：

低功耗供电控制单元，用于在光伏发电模块进行光电转化时，且转化效率低于预设值时，控制储能模块获取光伏发电模块的电能并存储，并对低功耗的家居电器通过储能模块供电。

本申请上述方案，通过低功耗供电控制单元，在光伏发电模块进行光电转化的效率较低时，控制储能模块充电并对低功耗的家居电器进行供电，合理分配能源。

可选的，所述的家庭储能系统，其中，所述供电控制模块还包括：

充电供电同步控制单元，用于在光伏发电模块转化效率高于预设值时，控制储能模块获取光伏发电模块的电能并存储，对连接的各个家居电器通过储能模块供电。

本申请上述方案，在光伏发电模块转化效率高于预设值时，通过充电供电同步控制单元，控制储能模块正常对所有的家居电器进行供电，并且自身也实现充电，此时正常供电时，储能模块的整体电能是增加的，既能保证家居电器的正常用电，同时，也对储能模块进行充电，最大化太阳能的利用。

可选的，所述的家庭储能系统，其中，所述供电控制模块还包括：

单向供电控制单元，用于在光伏发电模块停止光电转化时，控制储能模块对连接的各个家居电器通过储能模块供电。

本申请上述方案，在光伏发电模块停止光电转化是，储能模块停止通过光伏发电模块充电，此时，储能模块单向供电，对家居电器进行供电。

可选的，所述的家庭储能系统，其中，所述供电控制模块还包括：

市电储能控制单元，用于在市电价格降低的时间段，对储能模块进行充电，储存电能。

本申请上述方案，通过市电储能控制单元在市电价格降低时，对储能模块充电，保证储能模块的电能充足的同时，也能控制供电成本，实现智能化的供电控制。

可选的，所述的家庭储能系统，其中，所述系统还包括：

散热模块，与储能模块连接，用于在储能模块电能充足时对储能模块进行散热。

本申请上述方案，通过散热模块在储能模块电能充足时对储能模块进行散热，合理利用资源，同时，对储能模块进行散热，避免温度过高，存在安全隐患。

本申请另一方面，公开了一种家庭储能方法，其中，包括：

获取光伏发电模块的光电转化效率；

当光伏发电模块开启光电转化，且光电转化效率低于预设值时，对储能模块进行充电，并控制储能模块对低能耗的家居电器进行供电：

当光伏发电模块的光电转化效率高于预设值时，对储能模块进行充电，并控制储能模块对所有的家居电器进行供电；

当光伏发电模块停止光电转化时，控制储能模块对所有的家居电器进行供电；

当光伏发电模块停止光电转化，且市电的电价降低时，通过市电对储能模块进行充电，并通过市电对所有的家居电器进行供电。

本申请上述方案，基于光伏发电模块的光电转化效率，对储能模块进行充电和放电的智能化控制，从而提高供电效率以及供电稳定性。

综上所述，本申请公开了一种家庭储能系统及方法，其中，所述系统包括：光伏发电模块，用于将太阳能转化为电能；储能模块，与光伏发电模块连接，用于获取光伏发电模块的电能并存储；所述储能模块与多个家居电器连接，能通过储能模块对多个家居电器进行供电；所述系统还包括供电控制模块，所述供电控制模块与光伏发电模块以及储能模块连接，用于基于光伏发电模块的发电效率，控制储能模块放电的开启或关闭；通过本申请的方案，能够实现对家居电器供电的智能化管控，提高供电效率，降低供电成本。

附图说明

图1是本申请所述家庭储能系统的结构框图。

图2是本申请所述家庭储能系统的储能模块的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请针对现有的家庭储能系统，供电不稳定，不能实现智能化供电，做出改进，本申请实施例，公开了一种家庭储能系统，参阅图1，为所述系统的结构框图，其中，包括：

光伏发电模块100，用于将太阳能转化为电能；

储能模块200，与光伏发电模块100连接，用于获取光伏发电模块100的电能并存储；

所述储能模块200与多个家居电器连接，能通过储能模块200对多个家居电器进行供电；

所述系统还包括供电控制模块300，所述供电控制模块300与光伏发电模块100以及储能模块200连接，用于基于光伏发电模块100的发电效率，控制储能模块200放电的开启或关闭。

本申请实施例中，对家居电器进行供电，正常的情况下，家居电器接入市电，由市电正常进行供电，但是市电进行供电，一方面，会出现停电的情况，另一方面，市电的用电高峰期，电价相较于用电低谷期会高，提高了家庭的用电成本，因此，本申请中，通过光伏发电模块100，将太阳能转化为电能，并通过储能模块200对转化的电能进行存储，再通过储能模块200对家居电器进行供电，为了实现智能化供电，提高供电效率以及稳定性，通过供电控制模块300对储能模块200进行控制，具体的，对储能模块200的控制是基于光伏发电模块100的光电转化效率，不同的光电转化效率，对应的储能模块200的充电效率以及供电的稳定性都会不同，基于不同的光电转化效率，来对储能模块200进行控制，从而保证家居电器的供电效率，可以通过储能模块200以及市电配合进行供电，一方面，提高供电效率和稳定性，另一方面，也能够降低能耗以及用电成本。

前述方案提到了，所述系统能够实现家居电器的智能化供电，进一步的，为了便于对家居电器进行供电，本申请实施例中，所述的家庭储能系统，其中，继续参阅图1，所述系统还包括：

耗电统计模块400，与多个家居电器连接，用于获取各个家居电器的耗电情况。

本申请实施例中，为了实现智能化供电，以及智能化分析家庭用电情况，通过耗电统计模块400，对家居电器进行监控，获取各个家居电器的耗电情况，可以根据不同的耗电情况，来合理控制储能模块200，例如，冰箱需要常开，必须长期供电，因此，会固定对冰箱进行供电，而空调等大型家用，则在使用时，才会开启，因此，具体的使用过程中，可以对各个家居电器进行耗电情况统计，便于对家居电器的供电进行智能化控制，保证供电效率以及供电稳定性。

前述方案提到了，为了便于对家居电器进行智能化供电，会统计家居电器的耗电情况，进一步的，为了便于对家居电器进行集中控制，本申请实施例中，所述的家庭储能系统，其中，继续参阅图1，所述系统还包括：

家居电器分类模块500，与耗电统计模块400连接，基于各个家居电器的耗电情况，对家居电器进行分类；

本申请实施例中，所述耗电统计模块400对各个家居电器进行耗电情况统计后，为了便于集中控制供电，会对所有的家居电器进行分类，例如，可以按照用电量进行分类，空调、热水器、电磁炉等耗电量较大的为一类，冰箱、风扇等耗电较少的为一类，或者是，按照常用和不常有分类，例如，冰箱常开，热水器、空调等不常开，在使用时才开启，还可以是其他的分类，可以根据分类，来智能化供电，优选对常开的电器进行供电或耗电较少的电器进行供电。

本申请实施例中，具体的，对不同的家居电器进行智能化供电，所述的家庭储能系统，其中，参阅图2，为所述储能模块的结构框图，所述储能模块200包括：

固定能耗储能单元201，用于对耗电情况稳定的家居电器进行供电；

特定能耗储能单元202，用于对特定的家居电器进行供电。

本申请实施例中，基于耗电情况，对家居电器进行智能化供电，所述储能模块200包括固定能耗储能单元201以及特定能耗储能单元202，其中固定能耗储能单元201用于对耗电情况稳定的家居电器进行供电，特定能耗储能单元202用于对特定的家居电器进行供电，在具体实施时，例如，电冰箱、照明灯、加湿器等，相对来说，耗电情况稳定，平均每天的用电量稳定在区间内，那么，这些电器，相对来说，每天的用电量比较稳定，因此，为了便于智能化控制，通过固定能耗储能单元201，对这些电器进行供电，也就是说，储能模块200分为两个子模块，两个子模块独立供电，而特定能耗储能单元202，可以对一些特定的家居电器进行供电，例如，夏天，天气炎热，需要预留电能给空调，又或者，晚上，需要预留电能给热水器洗澡等，根据具体的应用场景，可以选取特定的家居电器，通过特定能耗储能单元202进行供电，从而保证了家居电器的智能化控制，进一步的保证供电效率。

前述方案提到了，供电控制模块300是基于光伏发电模块100的光电转化效率，来对储能模块200进行供电放电控制的，因此，具体的，本申请实施例中，所述的家庭储能系统，其中，所述供电控制模块300包括：

低功耗供电控制单元，用于在光伏发电模块100进行光电转化时，且转化效率低于预设值时，控制储能模块200获取光伏发电模块100的电能并存储，并对低功耗的家居电器通过储能模块200供电。

本申请实施例中，为了根据不同的光伏发电模块100的光电转化效率，对储能模块200进行供电控制，从而确保供电效率，光伏发电模块100的光电转化效率会有几个区间，其中，包括光电转化可以开启，但是光电转化效率较低，也就是说，光伏发电模块100可将太阳能转化为电能，但是转化的电能不是很充足，此时，为了实现家居电器的供电需求，通过低功耗供电控制单元，控制储能模块200从光伏发电模块100中获取电能，并保存，并且，通过储能模块200对家居电器供电，但是此时，由于电能不是很充足，因此，为了保证供电效率，会通过储能模块200对低功耗的家居电器进行供电，而其他的家居电器，用户需要开启时，可以通过市电进行供电，本申请上述实施例中，举例说明，例如在早晨，阳光不是很充足，此时可以进行光电转化，但是光电转化的电能会很少，因此，此时，光伏发电模块100开启光电转化，对储能模块200进行供电，储能模块200也能够进行供电，但是供电的家居电器为冰箱、电灯等小型电器，耗电量较少的家居电器。

进一步的，除了光伏发电模块100效率较低时，还存在光伏发电模块100的效率较高的情况，因此，基于上述情况，本申请实施例中，所述的家庭储能系统，其中，所述供电控制模块300还包括：

充电供电同步控制单元，用于在光伏发电模块100转化效率高于预设值时，控制储能模块200获取光伏发电模块100的电能并存储，对连接的各个家居电器通过储能模块200供电。

本申请实施例中，在光伏发电模块100的效率较高时，也就是说，此时，光伏发电模块100产生的电能，除了能够正常给储能模块200充电外，储能模块200还能够给大型电器供电，此时，为了实现资源的充分利用，通过充电供电同步控制单元，对储能模块200进行控制，也就是一边进行储能模块200的充电，一边可以正常对连接的各个家居电器进行供电，此时不需要限定家居电器的类型，也不限定用电量，光伏发电模块100产生的电能，正常供给所有的家居电器外，还能对储能模块200进行充电，例如，在早上十一点到下午四点，阳光比较充足，一边可以进行储能模块200的充电，一边可以正常给所有的家居电器供电。

进一步的，除了光伏发电模块100的效率较高的情况，以及效率过低的情况，还存在光伏发电模块100停止的情况，例如太阳能不足以转化为电能的情况，因此，基于上述情况，本申请实施例中，所述的家庭储能系统，其中，所述供电控制模块300还包括：

单向供电控制单元，用于在光伏发电模块100停止光电转化时，控制储能模块200对连接的各个家居电器通过储能模块200供电。

本申请上述方案，在光伏发电模块100停止光电转化时，例如阴雨天，或者下午甚至是晚上的情况下，光伏发电模块100不足以转化太阳能时，此时，由储能模块200单向进行供电，储能模块200无法从光伏发电模块100汲取电能，但是由于储能模块200在光伏发电模块100正常供给电能时，储存了电能，因此，在光伏发电模块100停止转化后，通过储能模块200对家居电器进行供电。

进一步的，除了前述方案中的情形，在储能模块200供给不足时，而光伏发电模块100也不能够及时对储能模块200充电时，为了实现家居电器的供电以及储能模块200的充电放电控制，本申请实施例中，所述的家庭储能系统，其中，所述供电控制模块300还包括：

市电储能控制单元，用于在市电价格降低的时间段，对储能模块200进行充电，储存电能。

本申请实施例中，例如在晚上，光伏发电模块100停止光电转化，但是储能模块200的电能也不足，而第二天光伏发电模块100的转化效率也无法预知，如果第二天是阴天，那么就会导致储能模块200电能不足，需要采用市电进行供电，但是白天的市电电价和晚上的市电电价还是会有些许区别，电价在用电高峰期和用电低谷期会有些许出入，在用电低谷期的电价会低于用电高峰期的电价，比如在一般情况下，是晚上12点到第二天早上7点，电价最低，此时，可以通过市电在晚间进行储能模块200的充电，因为在实际应用过程中，不可能出现完全不用市电，仅仅依靠光伏充电模块转化的电能来维持家居电器的供电需求，因此，为了节省用电成本，优选在市电价格降低的时间段，对储能模块200进行充电，储存电能，在电价较高时，则可以通过储能模块200放电，对家居电器进行供电，在保证供电效率和稳定性的同时，减少了供电成本，

进一步的，前述方案提到了，在具体实施时，光伏充电模块的光电转化效率较高时，除了满足家居电器的供电需求外，还能对储能模块200进行充电，为了进一步的保证资源利用，本申请实施例中，所述的家庭储能系统，其中，继续参阅图1，所述系统还包括：

散热模块600，与储能模块200连接，用于在储能模块200电能充足时对储能模块200进行散热。

本申请实施例中，所述系统还包括散热模块600，在储能模块200电能充足的情况下，给散热模块600供电，通过散热模块600对储能模块200进行散热，储能模块200作为大型电源，在工作过程中，容易产生大量热量，通过散热模块600进行散热，能够减轻负荷，同时散热模块600的电能来源为储能模块200多出的能源，提高了资源利用率。

本申请第二实施例，公开了一种家庭储能方法，其中，包括：

获取光伏发电模块100的光电转化效率；

当光伏发电模块100开启光电转化，且光电转化效率低于预设值时，对储能模块200进行充电，并控制储能模块200对低能耗的家居电器进行供电：

当光伏发电模块100的光电转化效率高于预设值时，对储能模块200进行充电，并控制储能模块200对所有的家居电器进行供电；

当光伏发电模块100停止光电转化时，控制储能模块200对所有的家居电器进行供电；

当光伏发电模块100停止光电转化，且市电的电价降低时，通过市电对储能模块200进行充电，并通过市电对所有的家居电器进行供电。

本申请实施例中，获取光伏发电模块100的光电转化率，并根据不同的光伏发电模块100的光电转化效率，对储能模块200进行供电控制，从而确保供电效率，光伏发电模块100的光电转化效率会有几个区间，其中，包括光电转化可以开启，但是光电转化效率较低，也就是说，光伏发电模块100可将太阳能转化为电能，但是转化的电能不是很充足，此时，为了实现家居电器的供电需求，通过低功耗供电控制单元，控制储能模块200从光伏发电模块100中获取电能，并保存，并且，通过储能模块200对家居电器供电，但是此时，由于电能不是很充足，因此，为了保证供电效率，会通过储能模块200对低功耗的家居电器进行供电，而其他的家居电器，用户需要开启时，可以通过市电进行供电，本申请上述实施例中，举例说明，例如在早晨，阳光不是很充足，此时可以进行光电转化，但是光电转化的电能会很少，因此，此时，光伏发电模块100开启光电转化，对储能模块200进行供电，储能模块200也能够进行供电，但是供电的家居电器为冰箱、电灯等小型电器，耗电量较少的家居电器。

在光伏发电模块100的效率较高时，也就是说，此时，光伏发电模块100产生的电能，除了能够正常给储能模块200充电外，储能模块200还能够给大型电器供电，此时，为了实现资源的充分利用，通过充电供电同步控制单元，对储能模块200进行控制，也就是一边进行储能模块200的充电，一边可以正常对连接的各个家居电器进行供电，此时不需要限定家居电器的类型，也不限定用电量，光伏发电模块100产生的电能，正常供给所有的家居电器外，还能对储能模块200进行充电，例如，在早上十一点到下午四点，阳光比较充足，一边可以进行储能模块200的充电，一边可以正常给所有的家居电器供电。

在光伏发电模块100停止光电转化时，例如阴雨天，或者下午甚至是晚上的情况下，光伏发电模块100不足以转化太阳能时，此时，由储能模块200单向进行供电，储能模块200无法从光伏发电模块100汲取电能，但是由于储能模块200在光伏发电模块100正常供给电能时，储存了电能，因此，在光伏发电模块100停止转化后，通过储能模块200对家居电器进行供电。

本申请实施例中，例如在晚上，光伏发电模块100停止光电转化，但是储能模块200的电能也不足，而第二天光伏发电模块100的转化效率也无法预知，如果第二天是阴天，那么就会导致储能模块200电能不足，需要采用市电进行供电，但是白天的市电电价和晚上的市电电价还是会有些许区别，电价在用电高峰期和用电低谷期会有些许出入，在用电低谷期的电价会低于用电高峰期的电价，比如在一般情况下，是晚上12点到第二天早上7点，电价最低，此时，可以通过市电在晚间进行储能模块200的充电，因为在实际应用过程中，不可能出现完全不用市电，仅仅依靠光伏充电模块转化的电能来维持家居电器的供电需求，因此，为了节省用电成本，优选在市电价格降低的时间段，对储能模块200进行充电，储存电能，在电价较高时，则可以通过储能模块200放电，对家居电器进行供电，在保证供电效率和稳定性的同时，减少了供电成本。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家庭储能系统，其特征在于，包括：

光伏发电模块，用于将太阳能转化为电能；

储能模块，与光伏发电模块连接，用于获取光伏发电模块的电能并存储；

所述储能模块与多个家居电器连接，能通过储能模块对多个家居电器进行供电；

所述系统还包括供电控制模块，所述供电控制模块与光伏发电模块以及储能模块连接，用于基于光伏发电模块的发电效率，控制储能模块放电的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的家庭储能系统，其特征在于，所述系统还包括：

耗电统计模块，与多个家居电器连接，用于获取各个家居电器的耗电情况。

3.根据权利要求2所述的家庭储能系统，其特征在于，所述系统还包括：

家居电器分类模块，与耗电统计模块连接，基于各个家居电器的耗电情况，对家居电器进行分类。

4.根据权利要求3所述的家庭储能系统，其特征在于，所述储能模块包括：

固定能耗储能单元，用于对耗电情况稳定的家居电器进行供电；

特定能耗储能单元，用于对特定的家居电器进行供电。

5.根据权利要求2所述的家庭储能系统，其特征在于，所述供电控制模块包括：

低功耗供电控制单元，用于在光伏发电模块进行光电转化时，且转化效率低于预设值时，控制储能模块获取光伏发电模块的电能并存储，并对低功耗的家居电器通过储能模块供电。

6.根据权利要求5所述的家庭储能系统，其特征在于，所述供电控制模块还包括：

充电供电同步控制单元，用于在光伏发电模块转化效率高于预设值时，控制储能模块获取光伏发电模块的电能并存储，对连接的各个家居电器通过储能模块供电。

7.根据权利要求6所述的家庭储能系统，其特征在于，所述供电控制模块还包括：

单向供电控制单元，用于在光伏发电模块停止光电转化时，控制储能模块对连接的各个家居电器通过储能模块供电。

8.根据权利要求7所述的家庭储能系统，其特征在于，所述供电控制模块还包括：

市电储能控制单元，用于在市电价格降低的时间段，对储能模块进行充电，储存电能。

9.根据权利要求1所述的家庭储能系统，其特征在于，所述系统还包括：

散热模块，与储能模块连接，用于在储能模块电能充足时对储能模块进行散热。

10.一种家庭储能方法，其特征在于，包括：

获取光伏发电模块的光电转化效率；

当光伏发电模块开启光电转化，且光电转化效率低于预设值时，对储能模块进行充电，并控制储能模块对低能耗的家居电器进行供电：

当光伏发电模块的光电转化效率高于预设值时，对储能模块进行充电，并控制储能模块对所有的家居电器进行供电；

当光伏发电模块停止光电转化时，控制储能模块对所有的家居电器进行供电；

当光伏发电模块停止光电转化，且市电的电价降低时，通过市电对储能模块进行充电，并通过市电对所有的家居电器进行供电。

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