CN204652285U - 一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置 - Google Patents

一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置，属于太阳能风能发电技术领域。本实用新型包括至少一个风能发电装置、至少一块太阳能电池板、风光互补控制器、电网、集成微控制系统、蓄电池组、电源输出接口；风能发电装置和太阳能电池板均与风光互补控制器相连，风光互补控制器、电网、蓄电池组、电源输出接口均与集成微控制系统相连，电源输出接口连接到集成微控制系统的输出端。本实用新型提供了一种稳定可靠且环保的太阳能风能智能发电装置，可以解决电网突然停电所造成的诸多不便，实现了普通家庭对风能、太阳能这样的无污染能源的利用，响应了对于开发绿色能源的号召。

Description

一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置
技术领域
本实用新型涉及一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置，属于太阳能风能发电技术领域。
背景技术
目前，所有家庭的日常生活日益离不开电能，而电能由电网供给，能源消耗严重，时常在用电高峰期或者恶劣天气下会出现停电情况，影响人们的正常生活，这时候人们往往会想到自己发电，首先会考虑的就是太阳能、风能等自然能源，而太阳能、风能发出的电绝大多数在做并网发电的研究，而很少有人会注意到这两种能源在家庭应急方面的应用，所以此实用新型供电系统主要针对城市家庭和农村家庭，利用太阳能和风能发电，组成一个小型的应急供电系统，尤其对农村家庭，在用电量不大的情况下完全可以不用接入电网，既经济又实惠。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置，用于解决电网突然停电所造成的诸多不便，在用电量不大的情况下完全代替电网给用户供电，实现了普通家庭对风能、太阳能这样的无污染能源的利用。
本实用新型技术方案是：一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置，包括至少一个风能发电装置1、至少一块太阳能电池板2、风光互补控制器3、电网4、集成微控制系统5、蓄电池组6、电源输出接口7；风能发电装置1和太阳能电池板2均与风光互补控制器3相连，风光互补控制器3、电网4、蓄电池组6、电源输出接口7均与集成微控制系统5相连，电源输出接口7连接到集成微控制系统5的输出端，具体的电源输出接口7连接到集成微控制系统5中的输出控制电路15的输出端。
所述风光互补控制器3由整流稳压模块8和电压比较模块9组成；风能发电装置1和太阳能电池板2分别连接到整流稳压模块8的输入端，整流稳压模块8连接到电压比较模块9的输入端。
所述集成微控制系统5由液晶显示模块10、电压电流采样模块11、充电控制电路12、声光报警电路13、微控制器14、输出控制电路15、逆变器16、放电控制电路17组成；液晶显示模块10、电压电流采样模块11、充电控制电路12、声光报警电路13、输出控制电路15、放电控制电路17均连接到微控制器14，放电控制电路17的输出端连接到逆变器16的输入端，逆变器16的输出端连接输出控制电路15的输入端。
所述输出控制电路15配有手动控制旋钮，有电网、自动、电池三档。
所述风光互补控制器3由整流稳压模块8和电压比较模块9组成；整流稳压模块8将风能发电装置1和太阳能电池板2 发出的电转换成直流并稳定在预设的范围内；电压比较模块9将风能发电装置1和太阳能电池板2 发出的电的电压进行比较，并选择电压高的一个作为输出。
所述液晶显示模块10用来显示当前的供电方式、蓄电池6电量、风能发电装置1或太阳能电池板2（以下简称风光发电设备1、2）的电压、电网电压。
所述电压电流采样模块11用来采集当前电网4、蓄电池6、风光发电设备1、2的电压电流信息经微控制器14内部AD转换后做进一步处理。
所述充电控制电路12，可以提供稳定的充电电压和电流，具有防过充功能。
所述声光报警电路13，当蓄电池组6电量不足时，发出报警声音同时报警灯开始闪烁。
所述输出控制电路15，配有手动控制旋钮，有电网、自动、电池三档。当旋钮打到“电网”档时，表示系统关闭仅使用电网4供电；当旋钮打到“自动”档时，系统工作，停电后自动启动蓄电池组6；当旋钮打到“蓄电池”档时，表示仅使用蓄电池组6供电。
所述逆变器16用来将蓄电池6的电转换成日常生活所使用的标准交流电。
所述放电控制电路17，当蓄电池组6电量不足的时候，微控制器14切断放电控制电路17的驱动，停止蓄电池组6供电；当放电电流过大时，微控制器14切断放电控制电路17的驱动，停止蓄电池组6供电，防止过放。
所述蓄电池6、电压比较模块9和电网4连接到充电控制电路12上；蓄电池6、电压比较模块9和电网4连接到电压电流采样模块11上；逆变器16和电网4连接到输出控制电路15上；蓄电池组6连接到放电控制电路17上。
本实用新型的工作原理是：
采用风光互补控制器和集成微控制器为核心，搭建硬件平台，风光互补控制器由整流稳压模块和电压比较模块组成，实现了将风能和太阳能转变来的电能控制在用户可以利用的范围；设计集成微控制器，用户使用电网供电、风能太阳能供电或蓄电池供电的各工作模式进行控制，其中，微控制器可以采用单片机，单片机对电网供电、风能太阳能供电或蓄电池供电的各工作模式的切换控制属于自动化常用技术手段的应用，实现对利用太阳能风能作为小型家用电的智能控制，解决电网突然停电所造成的诸多不便，在用电量不大的情况下完全代替电网给用户供电，实现了普通家庭对风能、太阳能这样的无污染能源的利用。
具体工作过程如下：
第一步：当电网4有电时，微控制器14驱动充电控制电路12使用电网4给蓄电池组6充电；当电网4停电时，微控制器14驱动充电控制电路12使用风光发电设备1、2给蓄电池组6充电，微控制器14可以采用单片机，其中，单片机驱动常规充电电路对蓄电池进行充电或是采用风光发电设备进行充电属于常规技术手段的应用。
第二步：当用户需要长时间带大功率负载时，可将输出控制电路15上的控制旋钮打到“电网”档，此时系统各个模块的供电被切断，此时强制将电网4输出给用户使用，停电后，自动切换为蓄电池组6供电。
第三步：当用户仅仅需要满足日常中小功率用电时，可将输出控制电路15上的控制旋钮打到“自动”档，此时系统各个模块开始工作。首先，电压电流采样模块11将采样信息送给微控制器14处理，微控制器14根据当前采样情况进行控制，若电网4有电，微控制器14驱动输出控制电路15输出，采用电网4给用户供电；若电网4没电，则微控制器驱动放电控制电路17开始放电，即切换到蓄电池组6供电。不管电网4是否停电，若微控制器14根据采样信息检测到蓄电池组6的电量未满时，即驱动充电控制电路12开始给蓄电池组6充电，当电网4停电时，充电控制电路12一直处于充电状态，此时风光发电设备1、2和蓄电池组6并联向用户供电。
第四步：当用户想在电网4有电的情况下使用蓄电池组6供电，可将输出控制电路15上的控制旋钮打到“电池”档，此时强制使用蓄电池组6给用户供电，充电控制电路12一直处于充电状态，此时风光发电设备1、2和蓄电池组6并联向用户供电。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型提供了一种稳定可靠环保的太阳能风能智能发电装置；
2、可以解决电网突然停电所造成的诸多不便，在用电量不大的情况下完全代替电网给用户供电，实现了普通家庭对风能、太阳能这样的无污染能源的利用；
3、响应了对于开发绿色能源的号召，既解决了燃眉之急又保护了环境。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型的风光互补控制器和集成微控制系统的结构框图；
图3是本实用新型的风光互补控制器和集成微控制系统的实物结构框图
图1中各标号：1-风能发电装置，2-太阳能电池板，3-风光互补控制器，4-电网，5-集成微控制系统，6-蓄电池组，7-电源输出接口，8-整流稳压模块，9-电压比较模块，10-液晶显示模块，11-电压电流采样模块，12-充电控制电路，13-声光报警电路，14-微控制器，15-输出控制电路，16-逆变器，17-放电控制电路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1-3所示，一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置，包括至少一个风能发电装置1、至少一块太阳能电池板2、风光互补控制器3、电网4、集成微控制系统5、蓄电池组6、电源输出接口7；风能发电装置1和太阳能电池板2均与风光互补控制器3相连，风光互补控制器3、电网4、蓄电池组6、电源输出接口7均与集成微控制系统5相连，电源输出接口7连接到集成微控制系统5的输出端。
实施例2：如图1-3所示，一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置，包括至少一个风能发电装置1、至少一块太阳能电池板2、风光互补控制器3、电网4、集成微控制系统5、蓄电池组6、电源输出接口7；风能发电装置1和太阳能电池板2均与风光互补控制器3相连，风光互补控制器3、电网4、蓄电池组6、电源输出接口7均与集成微控制系统5相连，电源输出接口7连接到集成微控制系统5的输出端。
所述风光互补控制器3由整流稳压模块8和电压比较模块9组成；风能发电装置1和太阳能电池板2分别连接到整流稳压模块8的输入端，整流稳压模块8连接到电压比较模块9的输入端。
实施例3：如图1-3所示，一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置，包括至少一个风能发电装置1、至少一块太阳能电池板2、风光互补控制器3、电网4、集成微控制系统5、蓄电池组6、电源输出接口7；风能发电装置1和太阳能电池板2均与风光互补控制器3相连，风光互补控制器3、电网4、蓄电池组6、电源输出接口7均与集成微控制系统5相连，电源输出接口7连接到集成微控制系统5的输出端。
所述风光互补控制器3由整流稳压模块8和电压比较模块9组成；风能发电装置1和太阳能电池板2分别连接到整流稳压模块8的输入端，整流稳压模块8连接到电压比较模块9的输入端。
所述集成微控制系统5由液晶显示模块10、电压电流采样模块11、充电控制电路12、声光报警电路13、微控制器14、输出控制电路15、逆变器16、放电控制电路17组成；液晶显示模块10、电压电流采样模块11、充电控制电路12、声光报警电路13、输出控制电路15、放电控制电路17均连接到微控制器14，放电控制电路17的输出端连接到逆变器16的输入端，逆变器16的输出端连接输出控制电路15的输入端。
实施例4：如图1-3所示，一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置，包括至少一个风能发电装置1、至少一块太阳能电池板2、风光互补控制器3、电网4、集成微控制系统5、蓄电池组6、电源输出接口7；风能发电装置1和太阳能电池板2均与风光互补控制器3相连，风光互补控制器3、电网4、蓄电池组6、电源输出接口7均与集成微控制系统5相连，电源输出接口7连接到集成微控制系统5的输出端。
所述风光互补控制器3由整流稳压模块8和电压比较模块9组成；风能发电装置1和太阳能电池板2分别连接到整流稳压模块8的输入端，整流稳压模块8连接到电压比较模块9的输入端。
所述集成微控制系统5由液晶显示模块10、电压电流采样模块11、充电控制电路12、声光报警电路13、微控制器14、输出控制电路15、逆变器16、放电控制电路17组成；液晶显示模块10、电压电流采样模块11、充电控制电路12、声光报警电路13、输出控制电路15、放电控制电路17均连接到微控制器14，放电控制电路17的输出端连接到逆变器16的输入端，逆变器16的输出端连接输出控制电路15的输入端。
所述输出控制电路15配有手动控制旋钮，有电网、自动、电池三档。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种小型家用太阳能风能应急智能供电装置，其特征在于：包括至少一个风能发电装置（1）、至少一块太阳能电池板（2）、风光互补控制器（3）、电网（4）、集成微控制系统（5）、蓄电池组（6）、电源输出接口（7）；风能发电装置（1）和太阳能电池板（2）均与风光互补控制器（3）相连，风光互补控制器（3）、电网（4）、蓄电池组（6）、电源输出接口（7）均与集成微控制系统（5）相连，电源输出接口（7）连接到集成微控制系统（5）的输出端。
2.根据权利要求1所述的小型家用太阳能风能应急智能供电装置，其特征在于：所述风光互补控制器（3）由整流稳压模块（8）和电压比较模块（9）组成；风能发电装置（1）和太阳能电池板（2）分别连接到整流稳压模块（8）的输入端，整流稳压模块（8）连接到电压比较模块（9）的输入端。
3.根据权利要求1所述的小型家用太阳能风能应急智能供电装置，其特征在于：所述集成微控制系统（5）由液晶显示模块（10）、电压电流采样模块（11）、充电控制电路（12）、声光报警电路（13）、微控制器（14）、输出控制电路（15）、逆变器（16）、放电控制电路（17）组成；液晶显示模块（10）、电压电流采样模块（11）、充电控制电路（12）、声光报警电路（13）、输出控制电路（15）、放电控制电路（17）均连接到微控制器（14），放电控制电路（17）的输出端连接到逆变器（16）的输入端，逆变器（16）的输出端连接输出控制电路（15）的输入端。
4.根据权利要求1所述的小型家用太阳能风能应急智能供电装置，其特征在于：所述输出控制电路（15）配有手动控制旋钮，有电网、自动、电池三档。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106992588A (zh) * 2017-05-02 2017-07-28 湖南工程学院 一种基于物联网的太阳能风能集成高智能控制系统
CN107834595A (zh) * 2017-11-08 2018-03-23 硅湖职业技术学院 一种基于无线射频的太阳能与风能互补供电系统及其工作方法

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