CN115273684A - 一种集成式自供电户外显示屏系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成式自供电户外显示屏系统，包括：光伏显示屏、控制器、储能模块、追光转轴、外壳。本发明利用一体层压技术和ETFE前膜表面处理技术，一体层压技术把透明柔性OLED屏和电池片集成层压在一起，在不影响光伏板透光效果的情况下，使得显示屏完全实现自供电，并且不脱层、抗紫外线、抗冰雹，能够完美适应户外应用场景。
Description
技术领域
本发明属于BIPV领域，具体涉及到一种集成式自供电户外显示屏系统。
背景技术
随着户外显示屏应用的快速发展，许多机构可以利用户外显示屏美化城市形象，提高企业的档次和品位，发布城市宣传视频。如今，户外显示屏广泛应用于体育场馆、场馆中心、广告、交通等反映城市经济、文化和社会生活的领域。
户外显示屏有以下特点：
1.增加视觉冲击：户外显示屏屏幕可以更充分地调动大家的视觉冲击力，快速传递信息，带动人们的消费。
2.覆盖面广：户外显示屏通常在奢侈品购物中心和人口密集的交通枢纽展示。可以与消费者建立稳定良好的沟通，激发消费者强烈的购买动机和投资。
3.发布时间长：户外显示屏不仅可以24小时连续播放，而且节能环保，全天运行，耐腐蚀，防水防潮，可以在各种恶劣的户外环境下使用。完全适应耐雷击、耐冲击等特性。整体性能不错，性价比高。室外全彩LED屏信息传输全天候。能够很好的引导潜在客户，使企业以较低的投入成本达到最佳的广告效果。
4、投入成本低：户外显示屏可以更有效地配合传统电视广告和广播。一个户外全彩LED屏的成本只有电视广告的1％，可以达到一般广告的效果。
5.容易改变的广告内容：与传统广告相比，人们逐渐失去了观看铺天盖地的广告和印刷海报的兴趣。如果改变需要耗费大量人力物力，只需更换设备上的LED广告显示屏，并产生额外的印刷费用。屏幕上的文本内容很方便，因为你可以随时更改它。
6.提升城市品位：随着户外显示屏应用的快速发展，许多机构可以利用户外显示屏美化城市形象，提高企业的档次和品位，发布城市宣传视频。如今，户外显示屏广泛应用于体育场馆、场馆中心、广告、交通等反映城市经济、文化和社会生活的领域。
现有的户外显示屏也存在缺点，例如都是需要从市电取电，非常不便于户外显示屏的安装和拆卸，而且节能效果较差，不便于对电子显示屏进行灰尘等杂质的清理，使得装置的使用寿命受到影响，并且户外显示屏的散热和防雨效果较差，大大缩短了装置的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种集成式自供电户外显示屏系统，采用一体层压技术和ETFE前膜表面处理技术，使整个系统更智能、更易安装，完全实现自供电，操作简单。
具体如下：
一种集成式自供电户外显示屏系统，包括：光伏显示屏1、控制器2、储能模块3、追光转轴4、外壳5；
光伏显示屏1由多块太阳能电池组阵列排列组成，每块太阳能电池组由上至下依次包括前膜层、显示屏层、电池层和背膜层、显示层与接线盒连接；
所述控制器2包括MPPT模块、DC/DC模块、MCU控制模块、温度传感器、光线传感器，用于控制所述显示屏层的供电和储能模块3的充电、放电；所述温度传感器用于采集环境温度；所述光线传感器用于采集环境的太阳能辐射强度；
所述储能模块3为锂电池包；
所述追光转轴4包括直流无刷马达，通过串口通讯和所述光线传感器连接，所述直流无刷马达根据所述光线传感器检测的最强太阳能辐射强度的角度来调整旋转角度，使所述太阳能电池组接收的太阳能辐射强度最强。
所述MPPT模块用于跟踪所述太阳能电池组的最大发电功率。
所述DC/DC模块用于将MPPT模块输出的电压和电流转换为所述显示屏层正常工作时的电压和电流。
所述MCU控制模块包括MCU ADC采集转换模块、DC/DC控制模块和储能模块控制模块、定时器模块。
所述MCU ADC采集转换模块用于将温度传感器采集的环境温度转换为DC/DC控制模块的控制逻辑输入的环境温度T，以及将光线传感器采集环境的太阳能辐射强度转换为DC/DC控制模块的控制逻辑输入的太阳能辐射强度I。
当0℃≤T≤35℃，且600w/m2≤I≤1500w/m2时，DC/DC控制模块通知所述DC/DC模块同时给显示屏层和储能模块供电；
当200w/m2≤I<600w/m2时，DC/DC控制模块通知所述DC/DC模块优先给显示屏供电，显示屏层的优先级高于储能模块；
当I<200w/m2时，储能控制模块通知所述储能模块给显示屏层供电。
所述储能控制模块用于实时读取锂电池包的电压、电流、温度参数，控制锂电池包的充电和放电。
定时器模块用于在预设时间使DC/DC电路定时开启或关闭，使所述显示屏在预设的时间段显示或关闭。
所述显示屏包括以下任意一种：LED点阵图文显示屏、透明OLED显示屏、LED数码显示屏。
技术效果：本发明主要利用一体层压技术和ETFE前膜表面处理技术，一体层压技术把透明柔性OLED屏和电池片集成层压在一起，在不影响光伏板透光效果的情况下，使得显示屏完全实现自供电，并且不脱层、抗紫外线、抗冰雹，能够完美适应户外应用场景。ETFE前膜表面处理技术使得光伏板表面耐脏更光滑，高耐候性，使用寿命和自清洁能力大大提升，在雨天即可完成光伏板自清洁过程。追光设计使得光伏板功率最大化。整个系统更智能、更易安装，完全实现自供电，操作简单。
附图说明
图1为本发明提供的一实施例中的集成式自供电户外显示屏系统整体结构示意图。
图2为本发明提供的一实施例中集成式自供电户外显示屏系统示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1-2所示，一种集成式自供电户外显示屏系统，包括：光伏显示屏1、控制器2、储能模块3、追光转轴4、外壳5；
优选的，外壳是IP68等级，塑料材质，内置散热片。
光伏显示屏1由多块太阳能电池组阵列排列组成，每块太阳能电池组由上至下依次包括前膜层、显示屏层、电池层和背膜层、显示屏层与接线盒连接；
优选的，光伏显示屏采用一体层压技术和ETFE前膜表面处理技术，把透明柔性OLED集成在光伏板之中，为整个系统供电，实现产品自供电，结构如下，从下而上分别为PET层、EVA层、PCB层、EVA层、电池层、EVA层、显示屏层、EVA层、ETFE层。
显示屏层包括以下任意一种：LED点阵图文显示屏、透明OLED显示屏、LED数码显示屏。其中，透明OLED显示屏可以是透明彩色柔性OLED显示屏，高效透光，并且可以显示文字或者图案或者视频。
上表面的EFFE材质使用特殊表面处理技术，使得表面更耐候、抗污。具有自清洁功能。
电池层是整个光伏板的发电单元，电能通过转化后为显示屏供电。
电池层为晶硅太阳电池、双面晶硅太阳电池、n-IBC、钙钛矿染料敏化电池或PERC电池。
如图2所示，控制器2为虚框里面的部分，控制器2包括MPPT模块、DC/DC模块、MCU控制模块、温度传感器、光线传感器，用于控制所述显示屏层的供电和储能模块3的充电、放电；各个模块具体介绍如下：
1.所述温度传感器用于采集环境温度，经过MCU ADC采集转换，转换为实际温度，从而作为DC/DC模块的控制逻辑输入；MCU ADC采集转换模块为MCU控制模块的一部分。
2.所述光线传感器用于采集环境的太阳能辐射强度，经过MCU ADC采集转换，转换为实际光线强度，从而作为DC/DC模块和追光转轴马达的控制逻辑输入。
3.所述MPPT模块用于跟踪所述太阳能电池组的最大发电功率。根据光伏板的实时发电状态，控制光伏板始终工作在最大功率点附近；光伏板的输出功率在经过MPPT模块后，使得MPPT都能够以最大功率输出，为后级系统供电，保证光伏板功率最大利用率。
4.所述储能模块3为锂电池包。
5.所述DC/DC模块用于将MPPT模块输出的电压和电流转换为所述显示屏正常工作时的电压和电流，为显示屏供电以及锂电池包充电存储能量做好准备。
6.所述MCU控制模块包括MCU ADC采集转换模块、DC/DC控制模块和储能模块控制模块、定时器模块。
储能控制模块用于实时读取锂电池包的电压、电流、温度参数，控制锂电池包的充电和放电。锂电池包充电来自于DC/DC模块输出的电能，锂电池包输出为显示屏供电。
所述MCU ADC采集转换模块用于将温度传感器采集的环境温度转换为DC/DC控制模块的控制逻辑输入的环境温度T，以及将光线传感器采集环境的太阳能辐射强度转换为DC/DC控制模块的控制逻辑输入的太阳能辐射强度I。
当0℃≤T≤35℃，且600w/m2≤I≤1500w/m2时，DC/DC控制模块通知所述DC/DC模块同时给显示屏层和储能模块供电；
当200w/m2≤I<600w/m2时，DC/DC控制模块通知所述DC/DC模块优先给显示屏供电，显示屏层供电的优先级高于储能模块；
当I<200w/m2时，储能控制模块通知所述储能模块给显示屏层供电。
上述控制策略，能最大限度地利用太阳能，同时优先保证了显示屏层的供电。
定时器模块用于在预设时间使DC/DC模块定时开启或关闭，使所述显示屏在预设的时间段显示或关闭。
追光转轴4是整个系统的安装和支撑结构，通过钢板个螺丝孔固定在安装面。追光转轴的核心是直流无刷马达，通过串口通讯和控制器连接，控制器通过光线传感器检测的光线强度，来调整马达旋转角度，实现实时追光，保证光伏板始终接收的是当前最佳照射角度的太阳光，从而接收太阳能辐射强度最强。优选的，角度范围为-90°到90°。
技术效果：本发明主要利用一体层压技术和ETFE前膜表面处理技术，一体层压技术把透明柔性OLED屏和电池片集成层压在一起，在不影响光伏板透光效果的情况下，使得显示屏完全实现自供电，并且不脱层、抗紫外线、抗冰雹，能够完美适应户外应用场景。ETFE前膜表面处理技术使得光伏板表面耐脏更光滑，高耐候性，使用寿命和自清洁能力大大提升，在雨天即可完成光伏板自清洁过程。追光设计使得光伏板功率最大化。整个系统更智能、更易安装，完全实现自供电，操作简单。
本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种集成式自供电户外显示屏系统，其特征在于，包括：光伏显示屏(1)、控制器(2)、储能模块(3)、追光转轴(4)、外壳(5)；
所述光伏显示屏(1)由多块太阳能电池组阵列排列组成，每块太阳能电池组由上至下依次包括前膜层、显示屏层、电池层和背膜层、显示屏层与接线盒连接；
所述控制器(2)包括MPPT模块、DC/DC模块、MCU控制模块、温度传感器、光线传感器，用于控制所述显示屏层的供电和储能模块(3)的充电、放电；所述温度传感器用于采集环境温度；所述光线传感器用于采集环境的太阳能辐射强度；
所述储能模块(3)为锂电池包；
所述追光转轴(4)包括直流无刷马达，通过串口通讯和所述光线传感器连接，所述直流无刷马达根据所述光线传感器检测的最强太阳能辐射强度的角度来调整旋转角度，使所述太阳能电池组接收的太阳能辐射强度最强。
2.根据权利要求1所述的集成式自供电户外显示屏系统，其特征在于，所述MPPT模块用于跟踪所述太阳能电池组的最大发电功率。
3.根据权利要求1或2所述的集成式自供电户外显示屏系统，其特征在于，所述DC/DC模块用于将MPPT模块输出的电压和电流转换为所述显示屏层正常工作时的电压和电流。
4.根据权利要求1所述的集成式自供电户外显示屏系统，其特征在于，所述MCU控制模块包括MCU ADC采集转换模块、DC/DC控制模块和储能控制模块、定时器模块。
5.根据权利要求4所述的集成式自供电户外显示屏系统，其特征在于，所述MCU ADC采集转换模块用于将温度传感器采集的环境温度转换为DC/DC控制模块的控制逻辑输入的环境温度T，以及将光线传感器采集环境的太阳能辐射强度转换为DC/DC控制模块的控制逻辑输入的太阳能辐射强度I。
6.根据权利要求5所述的集成式自供电户外显示屏系统，其特征在于，
当0℃≤T≤35℃，且600w/m2≤I≤1500w/m2时，DC/DC控制模块通知所述DC/DC模块同时给显示屏层和储能模块供电；
当200w/m2≤I<600w/m2时，DC/DC控制模块通知所述DC/DC模块优先给显示屏层供电，显示屏层供电的优先级高于储能模块；
当I<200w/m2时，储能控制模块通知所述储能模块给显示屏层供电。
7.根据权利要求4所述的集成式自供电户外显示屏系统，其特征在于，所述储能控制模块用于实时读取锂电池包的电压、电流、温度参数，控制锂电池包的充电和放电。
8.根据权利要求4所述的集成式自供电户外显示屏系统，其特征在于，定时器模块用于在预设时间段使DC/DC模块定时开启或关闭，使所述显示屏层在预设的时间段显示或关闭。
9.根据权利要求1所述的集成式自供电户外显示屏系统，其特征在于，所述显示屏层包括以下任意一种：LED点阵图文显示屏、透明OLED显示屏、LED数码显示屏。
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