CN204741333U - 家庭自发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种家庭自发电系统，包括发电模块和控制模块；所述发电模块包括光伏电池、设置于楼宇间的风力发电机、温差发电设备、发电控制电路以及蓄电池，所述光伏电池、风力发电机以及分叉发电设备的输出端与发电控制电路输入端连接，所述发电控制电路的输出端与蓄电池连接；所述控制模块包括中央控制电路、与所述蓄电池连接的转换电路、设置于电能表的输出端与室内电网之间的第一通断开关、设置于转换电路的输出端与室内电网之间的第二通断开关以及蓄电池管理单元；能够大大提高电能的转化效率，为家庭需要提供足够的电能，而且能够将产生的电能注入到室内电网中，满足多个用电设备的用电需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电领域，尤其涉及一种家庭自发电系统。
背景技术
随着社会的发展，人们对于供电的需求越来越大，需求质量也越来越高，而且对于环保供电的要求也越来越高，因此，人们逐渐提出了家庭发电，但是，现有的家庭发电系统单一，造成家庭发电系统在工作过程中的所转化的电能效率低，不能获得足够的电能支持家庭需求，另一方面，现有的家庭发电系统产生的电能只能直接供向某个单独的用电设备，并不能满足在多个用电设备的需求下的使用。
因此，需要提出一种新的家庭自发电系统，能够大大提高电能的转化效率，为家庭需要提供足够的电能，而且能够将产生的电能注入到室内电网中，满足多个用电设备的用电需求，而且能够有效避免市电的影响，保证用电安全。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种家庭自发电系统，能够大大提高电能的转化效率，为家庭需要提供足够的电能，而且能够将产生的电能注入到室内电网中，满足多个用电设备的用电需求，而且能够有效避免市电的影响，保证用电安全。
本实用新型提供的一种家庭自发电系统，包括发电模块和控制模块；
所述发电模块包括光伏电池、设置于楼宇间的风力发电机、温差发电设备、发电控制电路以及蓄电池，所述光伏电池、风力发电机以及分叉发电设备的输出端与发电控制电路输入端连接，所述发电控制电路的输出端与蓄电池连接；
所述控制模块包括中央控制电路、与所述蓄电池连接的转换电路、设置于电能表的输出端与室内电网之间的第一通断开关、设置于转换电路的输出端与室内电网之间的第二通断开关以及蓄电池管理单元，所述转换电路的指令输入端与中央控制电路的指令输出端连接，转换电路的电源输入端与蓄电池连接，转换电路的电源输出端与室内电网和/或用电设备连接，所述第一通断开关和第二通断开关的指令输入端与中央控制电路连接，所述蓄电池管理单元与中央控制电路通信连接。
进一步，所述转换电路包括依次电连接的第一逆变器、升压电路、整流电路以及第二逆变器，所述第二逆变器的输出端与室内电网和/或用电设备连接，所述第一逆变器的输入端与蓄电池连接，所述第一逆变器和第二逆变器由中央控制电路控制。
进一步，所述转换电路还包括并网开关和并网逆变器，所述并网逆变器的输入端通过并网开关与蓄电池连接，所述并网逆变器的输出端通过电能表与市电电网连接，所述并网逆变器的控制端与中央控制电路连接。
进一步，所述蓄电池管理单元包括发电电流传感器、用于检测蓄电池电压的电压传感器、用于监测蓄电池输出电流的供电电流传感器以及电池管理芯片，所述电池管理芯片的输入端与发电电流传感器、电压传感器以及供电电流传感器的输出端连接，电池管理芯片与所述中央控制电路通信连接。
进一步，还包括与中央控制电路通信连接的移动终端。
本实用新型的有益效果：本实用新型的家庭自发电系统，能够大大提高电能的转化效率，为家庭需要提供足够的电能，而且能够将产生的电能注入到室内电网中，满足多个用电设备的用电需求，而且能够有效避免市电的影响，保证用电安全；而且还能够在电能过剩的情况下将产生的电能注入到市电电网中，实现家庭发电的充分利用，利于环保。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
图1为本实用新型的原理框图，如图所示，本实用新型提供的一种家庭自发电系统，包括发电模块和控制模块；
所述发电模块包括光伏电池、设置于楼宇间的风力发电机、温差发电设备、发电控制电路以及蓄电池，所述光伏电池、风力发电机以及分叉发电设备的输出端与发电控制电路输入端连接，所述发电控制电路的输出端与蓄电池连接；
所述控制模块包括中央控制电路、与所述蓄电池连接的转换电路、设置于电能表的输出端与室内电网之间的第一通断开关、设置于转换电路的输出端与室内电网之间的第二通断开关以及蓄电池管理单元，所述转换电路的指令输入端与中央控制电路的指令输出端连接，转换电路的电源输入端与蓄电池连接，转换电路的电源输出端与室内电网和/或用电设备连接，所述第一通断开关和第二通断开关的指令输入端与中央控制电路连接，所述蓄电池管理单元与中央控制电路通信连接；能够大大提高电能的转化效率，为家庭需要提供足够的电能，而且能够将产生的电能注入到室内电网中，满足多个用电设备的用电需求，而且能够有效避免市电的影响，保证用电安全，其中，发电控制电路用于将各发电设备产生的电能进行升压、整流等转换，将产生的电流转换为蓄电池能够适应的直流电并进行相应的存储，温差发电设备一般用于温差较大的位置，比如夏季时的空调的热风端，充分利用能源，中央控制电路采用现有的单片机，比如AVR单片机、ARM单片机等。
本实施例中，所述转换电路包括依次电连接的第一逆变器、升压电路、整流电路以及第二逆变器，所述第二逆变器的输出端与室内电网和/或用电设备连接，所述第一逆变器的输入端与蓄电池连接，所述第一逆变器和第二逆变器由中央控制电路控制，通过上述结构，能够将蓄电池输出的直流电转换为符合各家用电器所要求的交流电(即常用的市电)并注入到室内电网中，满足于室内的各用电设备，既可以使更多的家用电器投入到使用中，利用室内已经铺设好的电网，节省成本，当然，在只需要某一个用电设备工作，而其他供电设备不工作的情况下，也可以将用电设备直接与第二逆变器的输出端连接。
本实施例中，所述转换电路还包括并网开关和并网逆变器，所述并网逆变器的输入端通过并网开关与蓄电池连接，所述并网逆变器的输出端通过电能表与市电电网连接，所述并网逆变器的控制端与中央控制电路连接，其中，该电能表一般采用现有的智能电表，通过上述结构，在家庭中的用电设备均没有工作，且各发电设备中的光伏电池以及风力发电机均在工作状态下，那么可以通过并网逆变器将产生的电能注入到市电网络中，充分利用能源，并且可以通过电能表对注入的电能进行计量，可以将注入的电量与使用的市电的电量进行相互抵消，从而减轻家庭的经济负担。
本实施例中，所述蓄电池管理单元包括发电电流传感器、用于检测蓄电池电压的电压传感器、用于监测蓄电池输出电流的供电电流传感器以及电池管理芯片，所述电池管理芯片的输入端与发电电流传感器、电压传感器以及供电电流传感器的输出端连接，电池管理芯片与所述中央控制电路通信连接，通过这种结构，能够利于对于蓄电池的电量状态进行管理，并且利于进行家庭自发电并入到市电电网的控制。
本实施例中，还包括与中央控制电路通信连接的移动终端，其中，移动终端一般采用智能手机，家庭中的成员可以通过智能手机远程获取家庭自发电系统的发电状态以及蓄电池的电量状态，并且可以向中央控制电路输入相应的供电需求信息，从而保证本实用新型按照需要进行工作。
以下对本实用新型的工作原理进行相应的介绍：
光伏电池在白天进行发电，风力发电机设置在楼宇间，利用楼宇间的空气对流进行发电，而温差发电设备在存在温差的条件进行发电，上述的各发电设备产生的电能通过发电控制电路的转换后，输入到蓄电池中，蓄电池管理单元用于获取蓄电池的电量信息以及电压信息，并将获取的电量和电压信息传输到中央控制电路中，如果此时蓄电池的电量能够满足室内各用电设备的用电需求，且上述的各发电设备输出的电量能够时蓄电池维持各用电设备所需要的电压及电量，中央控制电路控制第一通断开关断开以及第二通断开关导通，停止市电对于室内电网的供电，蓄电池向室内用电设备进行供电，避免市电的干扰；如果蓄电池的电量只能维持部分大型用电设备的需求，比如只能维持冰箱以及照明设备，而不能维持电视机、空调等设备，那么中央控制电路向移动终端输出相应的信息，用户关闭相应的用电设备，如果此时蓄电池的电量以及电压不能荷载，那么第二通断开关关闭，第一通断开关打开，由市电向室内供电；
当室内用电设备均不工作(比如户内人员离开室内)，用户可以通过移动终端输入指令，使得第一通断开关与第二通断开关均断开，切断室内电源，起到良好的保护作用，而此时上述中的各发电机处于发电状态，如果此时蓄电池的电量没有达到额定状态，那么各发电设备产生的电能首先补充蓄电池的电量，当蓄电池的电压及剩余电量都达到额定状态，中央控制电路控制并网开关导通，蓄电池将多余的电量通过并网逆变器、电能表注入到市电电网中，充分利用能源。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种家庭自发电系统，其特征在于：包括发电模块和控制模块；
所述发电模块包括光伏电池、设置于楼宇间的风力发电机、温差发电设备、发电控制电路以及蓄电池，所述光伏电池、风力发电机以及分叉发电设备的输出端与发电控制电路输入端连接，所述发电控制电路的输出端与蓄电池连接；
所述控制模块包括中央控制电路、与所述蓄电池连接的转换电路、设置于电能表的输出端与室内电网之间的第一通断开关、设置于转换电路的输出端与室内电网之间的第二通断开关以及蓄电池管理单元，所述转换电路的指令输入端与中央控制电路的指令输出端连接，转换电路的电源输入端与蓄电池连接，转换电路的电源输出端与室内电网和/或用电设备连接，所述第一通断开关和第二通断开关的指令输入端与中央控制电路连接，所述蓄电池管理单元与中央控制电路通信连接。
2.根据权利要求1所述家庭自发电系统，其特征在于：所述转换电路包括依次电连接的第一逆变器、升压电路、整流电路以及第二逆变器，所述第二逆变器的输出端与室内电网和/或用电设备连接，所述第一逆变器的输入端与蓄电池连接，所述第一逆变器和第二逆变器由中央控制电路控制。
3.根据权利要求2所述家庭自发电系统，其特征在于：所述转换电路还包括并网开关和并网逆变器，所述并网逆变器的输入端通过并网开关与蓄电池连接，所述并网逆变器的输出端通过电能表与市电电网连接，所述并网逆变器的控制端与中央控制电路连接。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述家庭自发电系统，其特征在于：所述蓄电池管理单元包括发电电流传感器、用于检测蓄电池电压的电压传感器、用于监测蓄电池输出电流的供电电流传感器以及电池管理芯片，所述电池管理芯片的输入端与发电电流传感器、电压传感器以及供电电流传感器的输出端连接，电池管理芯片与所述中央控制电路通信连接。
5.根据权利要求4所述家庭自发电系统，其特征在于：还包括与中央控制电路通信连接的移动终端。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN106102216A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-11-09 | 电子科技大学 | 一种利用温差和太阳能发电的手电筒 |
| CN106998078A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-08-01 | 武汉大学 | 一种家用光伏发电能量管理系统及方法 |
| CN111030185A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-17 | 浙江涌原新能科技股份有限公司 | 基于互联网的用电多级布控治理系统 |
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| CN106998078B (zh) * | 2017-04-05 | 2019-06-25 | 武汉大学 | 一种家用光伏发电能量管理系统及方法 |
| CN111030185A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-17 | 浙江涌原新能科技股份有限公司 | 基于互联网的用电多级布控治理系统 |
| CN111030185B (zh) * | 2019-12-30 | 2023-04-14 | 浙江涌原新能科技股份有限公司 | 基于互联网的用电多级布控治理系统 |
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