CN216146270U - 一种家用光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种家用光伏发电系统，该家用光伏发电系统包括：光伏组件，电性连接至蓄电池，用于接收太阳能，并将太阳能转换为电能存储至蓄电池中；蓄电池用于接收光伏组件的电能；充放电控制器连接至蓄电池，用于对蓄电池的充放电进行控制；逆变器连接在光伏组件与蓄电池之间，用于将光伏组件的直流电转换为交流电进行存储；采样电路对蓄电池输出的电流进行采样；报警装置用于当蓄电池的输出电流不符合预设条件时报警。本发明实施例通过在家用光伏发电系统中设置采样电路、充放电控制器以及报警装置，能够对光伏发电系统的使用情况进行监测，当发电系统输出的电流出现不正常情况时，能够及时通知用户，保证用户用电安全。

Description

一种家用光伏发电系统

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，具体而言，本发明涉及一种家用光伏发电系统。

背景技术

当前，光伏发电的应用越来越广泛，光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，主要由太阳能电池板、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成，光伏电池板将太阳能转化为电能并输送到控制器，控制器对电能进行控制处理后再将其输送到逆变器，最后通过逆变器将直流电逆变成交流电供交流负载使用，在太阳能充足时，多余的电能将会被储存在蓄电池中；在太阳能不足时，蓄电池将会释放电能，从而保证负载的正常工作，目前，只有光伏电站才设置有发电检测装置，保障光伏发电使用的安全性，但是对于家用的光伏发电系统，安全性能不够，检测力度也不够，并且控制效果不好，无法达到预想的使用效果。

发明内容

本发明的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是目前，只有光伏电站才设置有发电检测装置，保障光伏发电使用的安全性，但是对于家用的光伏发电系统，安全性能不够，检测力度也不够，并且控制效果不好，无法达到预想的使用效果的技术缺陷。

本发明提供了一种家用光伏发电系统，该家用光伏发电系统包括：

光伏组件，电性连接至蓄电池，用于接收太阳能，并将太阳能转换为电能存储至所述蓄电池中；

所述蓄电池，用于接收所述光伏组件的电能，并存储；

充放电控制器，链接至所述蓄电池，用于对所述蓄电池的充放电进行控制；

逆变器，连接在所述光伏组件与所述蓄电池之间，用于将光伏组件的直流电转换为交流电进行存储；

蓄电池充电器，连接在所述逆变器与所述蓄电池之间，用于将所述逆变器输出的交流电转化为所述蓄电池能够接收的直流电进行存储；

采样电路，连接在所述蓄电池的输出端上，对所述蓄电池输出的电流进行采样；

报警装置，链接在所述蓄电池的输出端上，用于当所述蓄电池的输出电流不符合预设条件时报警。

本发明实施例通过在家用光伏发电系统中设置采样电路、充放电控制器以及报警装置，能够对光伏发电系统的使用情况进行监测，当发电系统输出的电流出现不正常情况时，能够及时通知用户，保证用户用电安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例提供的一种家用光伏发电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的采样模块的电路原理图；

图3为本发明实施例提供的电压信号测量模块电路原理图；

图4为本发明实施例提供的电流信号测量模块电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在本发明实施例中，提供一种家用光伏发电系统，具体包括：

光伏组件110，电性连接至蓄电池，用于接收太阳能，并将太阳能转换为电能存储至所述蓄电池中；

所述蓄电池120，用于接收所述光伏组件的电能，并存储；

充放电控制器130，连接至所述蓄电池，用于对所述蓄电池的充放电进行控制；

逆变器140，连接在所述光伏组件与所述蓄电池之间，用于将光伏组件的直流电转换为交流电进行存储；

蓄电池充电器150，连接在所述逆变器与所述蓄电池之间，用于将所述逆变器输出的交流电转化为所述蓄电池能够接收的直流电进行存储；

采样电路160，连接在所述蓄电池的输出端上，对所述蓄电池输出的电流进行采样；

报警装置170，链接在所述蓄电池的输出端上，用于当所述蓄电池的输出电流不符合预设条件时报警。

在本发明实施例中，光伏组件用于接收太阳能，并将太阳能转换为电能，然后将电能传输至蓄电池，期间，通过逆变器对电能进行转换以满足蓄电池的存储要求，本发明还设置有充放电控制器，用于控制蓄电池的充放电状态，当室内不需要用电时，可以将蓄电池调整为充电状态，接收光伏组件传输的电能，当室内需要用电时，蓄电池调整为放电状态，工室内负载用电，当然，也可以将蓄电池调整为同冲同放的状态有，一边充电一边放电，满足家用光伏发电的需求。在本发明实施例中，设置有采样电路和报警装置，采样电路用于采集蓄电池的充放电状态，当蓄电池的充放电状态不满足预设要求时，报警装置会发出警报，提醒用户，如当蓄电池的输出功率大于预设的额定功率时，报警装置报警，用户需要降低室内负载，防止发生意外，其中，报警装置设置有LED灯和蜂鸣器，能给给以用户警示。

本发明实施例通过在家用光伏发电系统中设置采样电路、充放电控制器以及报警装置，能够对光伏发电系统的使用情况进行监测，当发电系统输出的电流出现不正常情况时，能够及时通知用户，保证用户用电安全，通讯模块是无线通讯模块，能够通过2G、4G、5G、WiFi信号等进行通信。

在本发明实施例中，光伏发电系统还包括控制器和通信模块，通信模块用于与用户进行通信，用户可以用个智能终端与光伏发电系统通信，并远程控制光伏发电系统的工作状态。

在本发明实施例中，采样模块设有第一信号输入端、第二信号输入端、第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、电压信号输出端和电流信号输出端；电压信号测量模块设有电压信号输入端、第一选档信号输入端、第二选档信号输入端和电压信号输出端；电流信号测量模块设有电流信号输入端、第一选档信号输入端、第二选档信号输入端和电流信号输出端；充放电控制器设有第一控制端、第二控制端、第一选档信号输出端、第二选档信号输出端、第三选档信号输出端、第四选档信号输出端、电压信号输入端、电流信号输入端、选档信号输入端和电压电流信号输出端；手动选档模块设有信号输出端和电源端。

见图2，前述的采样模块主要由电解电容C、场效应管S1、场效应管S2和采样电流电阻R组成。电解电容C的正级与场效应管S2的漏极因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为前述的采样模块的第一信号输入端，同时也为采样模块的电压信号输出端；电解电容C的负极、场效应管S2的源极以及场效应管S1的漏级共线。场效应管S1的漏极与采样电阻R的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为前述的采样模块的电流信号输出端；采样电阻R的另一端既为前述的采样模块的第二信号输入端；场效应管S2的栅极即为采样模块的第一控制信号输入端；场效应管S1的栅极即为采样模块的第二控制信号输入端。本实施例中，场效应管S1和场效应管S2优选采用F1010E型号的场效应管。电解电容C优选采用6800μF/50V的电解电容。

见图3，电压信号测量模块主要由多路选择器U1、反向比例运算放大器T1、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、电阻R5、电阻Rf1和滤波电容C1组成。多路选择器U1本实施例中优选采用CD4051型号的多路选择器；反向比例运算放大器T1优选采用OPA333型号的运算放大器。多路选择器U1设有第一选择输入端、第二选择输入端、第三选择输入端、第一地址口A0、第二地址口A1和信号输出端。多路选择器U1的第一地址口A0即为前述的电压信号测量模块的第一选档信号输入端；多路选择器U1的第二地址口A1即为前述的电压信号测量模块的第二选档信号输入端；

分压电阻R1的一端即为前述的电压信号测量模块的电压信号输入端；分压电阻R1的另一端、分压电阻R2的一端以及多路选择器U1的第一选择输入端共线；分压电阻R2的另一端、分压电阻R3的一端以及多路选择器U1的第二选择输入端共线；分压电阻R3的另一端、分压电阻R4的一端以及多路选择器U1的第三选择输入端共线；电阻R5的一端与多路选择器U1的信号输出端电连接；电阻R5的另一端、电阻Rf1的一端以及反向比例运算放大器T1的反相输入端共线；反向比例运算放大器T1的输出端、电阻Rf1的一端以及滤波电容C1的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为前述的电压信号测量模块的电压信号输出端；反向比例运算放大器T1的正相、分压电阻R4的另一端以及滤波电容C1的另一端均接地。

见图4，电流信号测量模块主要由多路选择器U2、反向比例运算放大器T2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻Rf2和滤波电容C2组成。多路选择器U2本实施例中优选采用CD4051型号的多路选择器；反向比例运算放大器T2优选采用OPA333型号的运算放大器。多路选择器U2设有第一选择输入端、第二选择输入端、第三选择输入端、第一地址口A2、第二地址口A3和信号输出端。多路选择器U2的第一地址口A2即为前述的电流信号测量模块的第一选档信号输入端；多路选择器U2的第二地址口A3即为前述的电流信号测量模块的第二选档信号输入端；

电阻R6的一端即为前述的电流信号测量模块的电流信号输入端；电阻R6的另一端、电阻R7的一端以及多路选择器U2的第一选择输入端共线；电阻R7的另一端、电阻R8的一端以及多路选择器U2的第二选择输入端共线；电阻R8的另一端、分压电阻R9的一端以及多路选择器U2的第三选择输入端共线；电阻R10的一端与多路选择器U2的信号输出端电连接；电阻R10的另一端、电阻Rf2的一端以及反向比例运算放大器T2的反相输入端共线；反向比例运算放大器T2的输出端、电阻Rf2的一端以及滤波电容C2的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为前述的电流信号测量模块的电流信号输出端；反向比例运算放大器T2的正相、电阻R9的另一端以及滤波电容C2的另一端均接地，其中，所述的场效应管S1和场效应管S2为F1010E型号的场效应管；所述的电解电容C为6800μF/50V的电解电容，所述的多路选择器U1、多路选择器U2为CD4051型号的多路选择器；反向比例运算放大器T1、反向比例运算放大器T2为OPA333型号的运算放大器。

本发明实施例通过在家用光伏发电系统中设置采样电路、充放电控制器以及报警装置，能够对光伏发电系统的使用情况进行监测，当发电系统输出的电流出现不正常情况时，能够及时通知用户，保证用户用电安全。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种家用光伏发电系统，其特征在于，所述光伏发电系统包括：

光伏组件，电性连接至蓄电池，用于接收太阳能，并将太阳能转换为电能存储至所述蓄电池中；

所述蓄电池，用于接收所述光伏组件的电能，并存储；

充放电控制器，连接至所述蓄电池，用于对所述蓄电池的充放电进行控制；

逆变器，连接在所述光伏组件与所述蓄电池之间，用于将光伏组件的直流电转换为交流电进行存储；

蓄电池充电器，连接在所述逆变器与所述蓄电池之间，用于将所述逆变器输出的交流电转化为所述蓄电池能够接收的直流电进行存储；

采样模块，连接在所述蓄电池的输出端上，对所述蓄电池输出的电流进行采样；所述采样模块由电压信号测量模块和电流信号测量模块组成，包括：电解电容C、场效应管S1、场效应管S2和采样电流电阻R；所述的电解电容C的正级与场效应管S2的漏极因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为所述的采样模块的第一信号输入端，同时也为所述的采样模块的电压信号输出端；电解电容C的负极、场效应管S2的源极以及场效应管S1的漏级共线；场效应管S1的漏极与采样电阻R的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为所述的采样模块的电流信号输出端；采样电阻R的另一端既为所述的采样模块的第二信号输入端；场效应管S2的栅极即为采样模块的第一控制信号输入端；场效应管S1的栅极即为采样模块的第二控制信号输入端；

报警装置，连接在所述蓄电池的输出端上，用于当所述蓄电池的输出电流不符合预设条件时报警。

2.根据权利要求1所述的家用光伏发电系统，其特征在于，还包括：

控制器，用于控制所述家用光伏发现系统的工作状态；

通信模块，连接至所述控制器，用于将接收到的控制信号发送至所述控制器，以使所述控制器根据所述控制信号控制所述家用光伏发电系统的工作状态。

3.根据权利要求1所述的家用光伏发电系统，其特征在于，所述的电压信号测量模块包括多路选择器U1、反向比例运算放大器T1、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、电阻R5、电阻Rf1和滤波电容C1；多路选择器U1设有第一选择输入端、第二选择输入端、第三选择输入端、第一地址口A0、第二地址口A1和信号输出端；多路选择器U1的第一地址口A0即为所述的电压信号测量模块的第一选档信号输入端；多路选择器U1的第二地址口A1即为所述的电压信号测量模块的第二选档信号输入端；

分压电阻R1的一端即为所述的电压信号测量模块的电压信号输入端；分压电阻R1的另一端、分压电阻R2的一端以及多路选择器U1的第一选择输入端共线；分压电阻R2的另一端、分压电阻R3的一端以及多路选择器U1的第二选择输入端共线；分压电阻R3的另一端、分压电阻R4的一端以及多路选择器U1的第三选择输入端共线；电阻R5的一端与多路选择器U1的信号输出端电连接；电阻R5的另一端、电阻Rf1的一端以及反向比例运算放大器T1的反相输入端共线；反向比例运算放大器T1的输出端、电阻Rf1的一端以及滤波电容C1的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为所述的电压信号测量模块的电压信号输出端；反向比例运算放大器T1的正相、分压电阻R4的另一端以及滤波电容C1的另一端均接地。

4.根据权利要求1所述的家用光伏发电系统，其特征在于，所述的电流信号测量模块包括多路选择器U2、反向比例运算放大器T2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻Rf2和滤波电容C2；多路选择器U2设有第一选择输入端、第二选择输入端、第三选择输入端、第一地址口A2、第二地址口A3和信号输出端；多路选择器U2的第一地址口A2即为所述的电流信号测量模块的第一选档信号输入端；多路选择器U2的第二地址口A3即为所述的电流信号测量模块的第二选档信号输入端；

电阻R6的一端即为所述的电流信号测量模块的电流信号输入端；电阻R6的另一端、电阻R7的一端以及多路选择器U2的第一选择输入端共线；电阻R7的另一端、电阻R8的一端以及多路选择器U2的第二选择输入端共线；电阻R8的另一端、分压电阻R9的一端以及多路选择器U2的第三选择输入端共线；电阻R10的一端与多路选择器U2的信号输出端电连接；电阻R10的另一端、电阻Rf2的一端以及反向比例运算放大器T2的反相输入端共线；反向比例运算放大器T2的输出端、电阻Rf2的一端以及滤波电容C2的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为所述的电流信号测量模块的电流信号输出端；反向比例运算放大器T2的正相、电阻R9的另一端以及滤波电容C2的另一端均接地。

5.根据权利要求1所述的家用光伏发电系统，其特征在于，所述报警装置包括LED灯和蜂鸣器。

6.根据权利要求2所述的家用光伏发电系统，其特征在于，所述通信模块为无线通讯模块，能够通过2G、4G、5G、WiFi信号进行通信。

7.根据权利要求1所述的家用光伏发电系统，其特征在于：所述的场效应管S1和场效应管S2为F1010E型号的场效应管；所述的电解电容C为6800μF/50V的电解电容。

8.根据权利要3或4所述的家用光伏发电系统，其特征在于：所述的多路选择器U1、多路选择器U2为CD4051型号的多路选择器；反向比例运算放大器T1、反向比例运算放大器T2为OPA333型号的运算放大器。

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