利用混合綠色能源的智能家用電能控制系統的製作方法
2023-05-24 10:31:46 1
利用混合綠色能源的智能家用電能控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用混合綠色能源的智能家用電能控制系統,包括發電裝置、電流監控單元、蓄電池組、PWM控制器、直流照明燈具、逆變器、智能調控模塊、交流配電箱、交流家用電器、電器監控單元、中央控制器、網絡傳輸模塊、遠程控制終端。所述的發電裝置通過電流監控單元連接蓄電池組，蓄電池組向家用電器提供電力，中央控制器分別與電流監控單元和電器監控單元連接，電器監控單元的控制端與家用電器的控制端連接，遠程控制終端通過網絡傳輸模塊與中央控制器連接。由於本發明的蓄電池組通過智能分析優化配比綠色能源發電量的直流輸出和交流輸出，減少了逆變過程中的損耗，提高了直流照明燈具的使用壽命和整套系統的工作效率。
【專利說明】利用混合綠色能源的智能家用電能控制系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電能控制箱體，特別是涉及一種利用混合綠色能源的智能家用電能控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著綠色能源開發利用越來越廣泛，越來越多的地方開始利用綠色能源。目前的室內電能控制系統中，主要還是基於市電輸出，結合照明燈具和其它用電器及相關傳感器的感應參數，調整室內照明的效果，並沒有結合混合綠色能源技術。雖然有業者採用更加節能環保的方式進行控制，但由於採用的控制方式單一，無法充分滿足智能和節能的需求。隨著併網技術和智能居家技術的不斷發展，結合併網技術的智能控制和家用電器的智能控制系統，具有更廣泛的前景。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提供一種提高綠色能源的利用率高並可獲得收益的利用混合綠色能源的智能家用電能控制系統。
[0004]為實現上述目的，本發明的技術解決方案是:
本發明是一種利用混合綠色能源的智能家用電能控制系統，包括發電裝置、電流監控單元、蓄電池組、PWM控制器、直流照明燈具、逆變器、智能調控模塊、交流配電箱、交流家用電器、電器監控單元、中央控制器、網絡傳輸模塊、遠程控制終端；所述的發電裝置輸出端連接電流監控單元的輸入端，電流監控單元的輸出端連接蓄電池組，發電裝置通過電流監控單元向蓄電池組充電；所述的蓄電池組的一個輸出端通過PWM控制器向流照明燈具提供電力，蓄電池組的另一個輸出端通過逆變器、智能調控模塊、交流配電箱向交流家用電器提供電力；所述的電流監控單元的輸出端與中央控制器連接，中央控制器與電器監控單元的輸入端連接，電器監控單元的控制端分別與直流照明燈具的控制端和交流家用電器的控制端連接；所述的遠程控制終端通過網絡傳輸模塊與中央控制器連接。
[0005]本發明還包括計量箱；所述的交流配電箱通過計量箱外接電網。
[0006]所述的發電裝置包括風力發電單元、太陽能發電單元、交直流轉換器、直流轉換器；所述的風力發電單元通過交直流轉換器連接電流監控單元的輸入端，太陽能發電單元通過直流轉換器連接電流監控單元的輸入端。
[0007]採用上述方案後，本發明具有以下優點:
1、由於本發明的蓄電池組的一個輸出端通過PWM控制器向流照明燈具提供電力，蓄電池組的另一個輸出端通過逆變器、智能調控模塊、交流配電箱向交流家用電器提供電力，通過智能分析優化配比綠色能源發電量的直流輸出和交流輸出，最大化減少逆變過程中的損耗，提高了直流照明燈具的使用壽命和可調性，提高整套系統的工作效率。
[0008]2、由於本發明設有交流配電箱，通過交流配電箱，在家用電器由綠色能源供電輸入和市電輸入時，實現自由對接。並通過智能分析模塊，保證用戶正常用電需求時，保證綠色能源發電組件的安全。
[0009]3、由於本發明設有電器監控單元，採用一個人機互動的控制界面，通過集成管理家用照明燈具和電器，以及綠色能源發電組件的工作參數，實時監控系統的工作狀態。
[0010]4、本發明通過將綠色能源產生的電能用作室內照明和電器用電的同時，將多餘的電能傳輸到電網中，獲取收益。在保證家庭用電的同時，提高了綠色能源的利用率，減少常規能源的消耗。通過蓄電池，產生直流照明用電輸出和交流電器用電輸出，合理運用，優化輸出，提高綠色能源的利用率。
[0011]5、由於本發明設有中央控制器、網絡傳輸模塊、遠程控制終端，可以通過無線的遠程監控，可以在外出時，及時了解屋內的家用電器和外設發電設備的工作狀態，保證安全。
[0012]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的電路框圖；
圖2是本發明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1、圖2所示，本發明是一種利用混合綠色能源的智能家用電能控制系統，包括發電裝置1、電流監控單元2、蓄電池組3、PWM控制器4、直流照明燈具5、逆變器6、智能調控模塊7、交流配電箱8、計量箱9、單片機供電模塊91、GSM模塊供電模塊92、GSM模塊接線模塊93、交流家用電器10、電器監控單元20、中央控制器30、網絡傳輸模塊40、遠程控制終端50。
[0015]所述的發電裝置I包括風力發電單元11、太陽能發電單元12、交直流轉換器13、直流轉換器14。所述的風力發電單元11通過交直流轉換器13連接電流監控單元2的輸入端，太陽能發電單元12通過直流轉換器14連接電流監控單元2的輸入端。
[0016]所述的電流監控單元2的輸出端連接蓄電池組3，發電裝置I通過電流監控單元2向蓄電池組3充電。所述的蓄電池組3的一個輸出端通過PWM控制器4向流照明燈具5提供電力，蓄電池組3的另一個輸出端通過逆變器6、智能調控模塊7、交流配電箱8向交流家用電器10提供電力。所述的電流監控單元2的輸出端與中央控制器30連接，中央控制器30與電器監控單元20的輸入端連接，電器監控單元20的控制端分別與直流照明燈具5的控制端和交流家用電器10的控制端連接，用於控制家用電器的電流和電壓。所述的發電裝置I通過單片機供電模塊91、GSM模塊供電模塊92、GSM模塊接線模塊93向中央控制器30提供電力。
[0017]所述的遠程控制終端50通過網絡傳輸模塊40與中央控制器30連接。所述的交流配電箱8通過計量箱9外接電網。所述的中央控制器30採用單片機控制系統。
[0018]本發明工作原理:
發電裝置I的布置和安裝，以及蓄電池組3的選擇，可以根據用戶房屋建築特點進行選擇，在保證不影響房屋建築安全和採光的情況下，儘可能多布置太陽能發電單元12，並更加風向布置合適的風力發電單元11。因為是房屋建築，可以不用考慮蓄電池組3的重量，即是可以選擇更加安全經濟的鉛酸蓄電池組，在選擇容量時，可以將常用家電的總功率合計，選擇保證在所有發電裝置I停止工作的情況下，依靠蓄電池組3可以持續工作十二小時即可。
[0019]在發電裝置I和蓄電池組3之間，分別安裝DC-DC轉換器及AC-DC轉換器，穩定蓄電池組3的輸入電壓。同時在蓄電池組3的輸出端，可固定輸出的直流電壓，提供LED燈具的照明。另外在和逆變器6相連，當蓄電池組3容量接近飽和時，將多餘電量傳輸到電網中，並通過計量箱9記錄輸出電量。蓄電池組3組確定後，根據室內直流供電LED的工作電壓，配置相對應的直流轉換器14，通過電路直接供電。通過可以安裝PWM控制器4和光電耦合器，並通過編寫LED燈具的控制程序，調節不同的輸出功率，可以實現輸出不同LED不同的光照效果。
[0020]在逆變器6和家庭電路間安裝一個交流配電箱8，即是可以給家用電器提供交流供電。在控制方面，可以對智能調控模塊7編寫一個單片機控制程序，實現在家用電器在開始工作後，優先使用通過蓄電池組3經過逆變器6後的交流電腦，並在發電量和蓄電池組3量不滿足家用電器需求時，自動切換到市電供電。
[0021]通過程序編輯資料庫，將室內照明燈具和用電器件集成在一個系統中，並在發電裝置I輸入電路中安裝一個電流記錄裝置，在已知轉換電壓的情況下，監測整個綠色能源的輸入電量，並通過對室內用電設備的監控，集合顯示整個用電設備和發電設備的工作
本發明中的無線監控技術，是通過傳感器和單片機控制系統(中央控制器30)，現場控制總線將信息集成到中央控制單元(即是通過C++編寫家用電器的信息管理庫，採集相對應的監控信息，並通過單片機編寫程序，將信息傳遞到Zigbee數傳模塊)，實現對所有家用電器的監控管理。將中央控制單元連接Zigbee數傳模塊(由於Zigbee是雙向通信，可以實現信號的接收和發送)，將採集的信息通過Zigbee無線網絡和網際網路連接，並和手機上安裝的對應軟體連接(在手機或者電腦上安裝相對於的控制程序)，實現遠程監控。
[0022]本發明的重點是:結合現有的智能控制技術和智能，通過一種全新的技術方案和控制方案，實現一種新的開發利用綠色能源的控制系統，將混合綠色能源發電與市電實現併網能量管理，充分利用綠色能源；並通過無線傳感網絡，實現遠程控制。綜合提供一種全新的綠色智能居家的控制系統。
[0023]以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，故不能以此限定本發明實施的範圍，即依本發明申請專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
【權利要求】
1.一種利用混合綠色能源的智能家用電能控制系統，其特徵在於:包括發電裝置、電流監控單元、蓄電池組、PWM控制器、直流照明燈具、逆變器、智能調控模塊、交流配電箱、交流家用電器、電器監控單元、中央控制器、網絡傳輸模塊、遠程控制終端；所述的發電裝置輸出端連接電流監控單元的輸入端，電流監控單元的輸出端連接蓄電池組，發電裝置通過電流監控單元向蓄電池組充電；所述的蓄電池組的一個輸出端通過PWM控制器向流照明燈具提供電力，蓄電池組的另一個輸出端通過逆變器、智能調控模塊、交流配電箱向交流家用電器提供電力；所述的電流監控單元的輸出端與中央控制器連接，中央控制器與電器監控單元的輸入端連接，電器監控單元的控制端分別與直流照明燈具的控制端和交流家用電器的控制端連接；所述的遠程控制終端通過網絡傳輸模塊與中央控制器連接。
2.根據權利要求1所述的利用混合綠色能源的智能家用電能控制系統，其特徵在於:還包括計量箱；所述的交流配電箱通過計量箱外接電網。
3.根據權利要求1所述的利用混合綠色能源的智能家用電能控制系統，其特徵在於:所述的發電裝置包括風力發電單元、太陽能發電單元、交直流轉換器、直流轉換器；所述的風力發電單元通過交直流轉換器連接電流監控單元的輸入端，太陽能發電單元通過直流轉換器連接電流監控單元的輸入端。
【文檔編號】H02J7/35GK104505880SQ201410769694
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】周海峰, 張桂玲, 葉曉軍, 陳景鋒, 王榮傑, 紀成, 盧其炎, 林忠華, 陳興才, 丁曉映, 唐俊, 趙菊芬 申請人:集美大學