一種以太陽(yáng)能為主電源的智能化供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種供電系統(tǒng)，特別是涉及一種以太陽(yáng)能為主電源的智能化供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)多以大型電站為主，成本較高，基本靠國(guó)家政策補(bǔ)貼生存。我國(guó)現(xiàn)行的發(fā)電供電體系是以黑色能源一一大型交流電網(wǎng)為主、以綠色能源(太陽(yáng)能發(fā)電等)為輔。太陽(yáng)能發(fā)電是通過(guò)光伏電池將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能(低壓直流電能)，為了能夠?qū)⑵洳⑷虢涣麟娋W(wǎng)，必須先通過(guò)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電(頻率為50Hz)、再通過(guò)變壓器將其升壓穩(wěn)壓、還要通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備調(diào)整穩(wěn)定相位，才能做到與電網(wǎng)同步，即并網(wǎng)。這種將直流電變?yōu)榻涣麟姷脑O(shè)備叫逆變器，成本非常高。同時(shí)直流低壓電變?yōu)榻涣鞲邏弘姷霓D(zhuǎn)變過(guò)程中，能量損失約30%。其次，陽(yáng)光最好時(shí)電網(wǎng)或許不需要這部分電力，當(dāng)電網(wǎng)需要電力時(shí)也許沒(méi)有陽(yáng)光，這就需要把太陽(yáng)能光伏電池所發(fā)出的電力存儲(chǔ)起來(lái)，以便電網(wǎng)調(diào)用，這就需要非常大的存儲(chǔ)電池組。而存儲(chǔ)電池組的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光伏電池的壽命，而更換電池組會(huì)更加大電站的運(yùn)行成本。目前兆瓦級(jí)的太陽(yáng)能電站，其光伏電池的發(fā)電設(shè)備約占電站總成本的30 %，而并網(wǎng)設(shè)備、儲(chǔ)電設(shè)備和工程管理費(fèi)占總的成本70 %。
[0003]目前也有用于邊遠(yuǎn)地區(qū)如高山海島無(wú)交流電網(wǎng)的環(huán)境下的小型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，通常都是通過(guò)逆變器等給用電設(shè)備供電。為了使電源能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷供電的需求，常常配備比較大的儲(chǔ)能電池組(直流)。這些小型系統(tǒng)，沒(méi)有電力計(jì)量功能，因此不能顯示實(shí)際使用了多少綠色能源。目前也有用于直接驅(qū)動(dòng)直流用電設(shè)備(如家用空調(diào)和電視機(jī))的太陽(yáng)能供電裝置，但是只有供電功能，沒(méi)有設(shè)置與用電設(shè)備內(nèi)部控制電腦相連接的數(shù)據(jù)接口，無(wú)法實(shí)現(xiàn)管理功能。
[0004]上述幾種系統(tǒng)都沒(méi)有內(nèi)置嵌入磁卡，不具備收費(fèi)管理功能。更沒(méi)有嵌入與磁卡綁定的通訊單元，不具備遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理和金融管理功能。與此同時(shí)，由于設(shè)計(jì)主導(dǎo)思想是以黑色電源為主，以綠色電源為輔。在建筑物中沒(méi)有考慮以(綠色電源)直流為主的布線(xiàn)規(guī)范，即使有個(gè)別用電設(shè)備采用直流供電，也要使用單獨(dú)的變壓器整流穩(wěn)壓器供電，用外置的專(zhuān)用導(dǎo)線(xiàn)連接。而絕大多數(shù)家用電器都采用交流供電方式，出于安全考慮現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范不許可這些家用電器的交流電源插頭并行走數(shù)據(jù)總線(xiàn)。所以若要連接這些電器內(nèi)的電腦芯片，必須通過(guò)另外的方式，如通過(guò)USB 口連接藍(lán)牙，電力載波貓等方式。
[0005]如上所述，目前市面上的太陽(yáng)能發(fā)電裝置，主要是為黑色能源大型交流電網(wǎng)做補(bǔ)充用途設(shè)計(jì)的；而小型離網(wǎng)式發(fā)電裝置主要是為沒(méi)有電的環(huán)境設(shè)計(jì)的。所以，針對(duì)目前太陽(yáng)能供電的現(xiàn)狀，提出一種以太陽(yáng)能為主電源的智能化供電系統(tǒng)，就顯得尤為必要了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是基于預(yù)付費(fèi)付磁卡、通訊單元的以及建筑內(nèi)與直流電源線(xiàn)并行的數(shù)據(jù)總線(xiàn)，提出一種以太陽(yáng)能為主電源的智能化供電系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)熱帶地區(qū)家庭智能化用電管理。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種以太陽(yáng)能為主電源的智能化供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)包括光伏電池組、交流電網(wǎng)、與所述交流電網(wǎng)相連的整流穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、分別與所述光伏電池組和整流穩(wěn)壓?jiǎn)卧噙B的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，所述供電系統(tǒng)還包括至少一個(gè)通過(guò)電源線(xiàn)與所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)相連的家用電器設(shè)備、通過(guò)開(kāi)關(guān)控制線(xiàn)與所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)相連的控制單元、通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)與所述控制單元相連的通訊單元和電力計(jì)量單元，所述電力計(jì)量單元中設(shè)有卡槽，所述卡槽中插有預(yù)付費(fèi)磁卡；當(dāng)所述預(yù)付費(fèi)磁卡中的余額低于設(shè)定值時(shí)，所述控制單元斷開(kāi)所述光伏電池組對(duì)家用電器設(shè)備的供電。
[0008]優(yōu)選地，所述光伏電池組通過(guò)串聯(lián)和/或并聯(lián)達(dá)到所述家用電器設(shè)備的工作電壓。
[0009]優(yōu)選地，所述整流穩(wěn)壓?jiǎn)卧ㄟ^(guò)濾波電路、整流電路、穩(wěn)壓電路達(dá)到所述家用電器設(shè)備的工作電壓。
[0010]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在光伏電池組與整流穩(wěn)壓?jiǎn)卧g切換供電電源，并且所述控制單元通過(guò)控制所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)完成切換。
[0011]優(yōu)選地，所述通訊單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通訊終端連接，并且所述遠(yuǎn)程通訊終端通過(guò)通訊單元給所述控制單元傳輸控制指令。
[0012]優(yōu)選地，所述供電系統(tǒng)為電源線(xiàn)與數(shù)據(jù)總線(xiàn)并行布線(xiàn)。
[0013]優(yōu)選地，所述家用電器設(shè)的電源插頭中包含數(shù)據(jù)線(xiàn)；當(dāng)所述家用電器設(shè)備通電時(shí)，所述數(shù)據(jù)線(xiàn)與所述數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連。
[0014]優(yōu)選地，所述通訊單元與所述預(yù)付費(fèi)磁卡綁定，并且所述遠(yuǎn)程通訊終端通過(guò)通訊單元管理所述預(yù)付費(fèi)磁卡。
[0015]優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程通訊終端經(jīng)所述通訊單元將控制指令傳輸給所述控制單元，并且所述控制單元給所述家用電器設(shè)備發(fā)出執(zhí)行信號(hào)，所述家用電器設(shè)備執(zhí)行所述遠(yuǎn)程通訊終端發(fā)出的控制指令。
[0016]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0017]本發(fā)明的供電系統(tǒng)可以節(jié)約大量的交流電網(wǎng)的電能，并且由于本發(fā)明直接用直流驅(qū)動(dòng)，省掉了逆變器損耗、省掉了大型存儲(chǔ)電池組，可提高30%的效率，同時(shí)可以節(jié)省30%的光伏電池建設(shè)使用成本。本發(fā)明所嵌入的預(yù)付費(fèi)磁卡以及電力計(jì)量單元的功能為實(shí)施碳排放計(jì)量和交易提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為合同能源管理提供了基礎(chǔ)。本發(fā)明所嵌入的通訊單元能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)支付和手機(jī)支付提供了技術(shù)支持和軟硬件條件，方便用戶(hù)支付電費(fèi)。
[0018]由于本供電系統(tǒng)內(nèi)的用戶(hù)所使用的電源大多為低壓直流電源，這提供了一個(gè)數(shù)據(jù)線(xiàn)與電源線(xiàn)并行的機(jī)會(huì)，住宅布線(xiàn)時(shí)可將數(shù)據(jù)線(xiàn)與直流正負(fù)電源線(xiàn)并行排列。這時(shí)所以家用電器的電源插頭都可以同時(shí)是數(shù)據(jù)連接插頭，能夠給真正智能家居創(chuàng)造統(tǒng)一的通信基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1為智能化供電系統(tǒng)示意圖；
[0021]其中，I?光伏電池組；2?交流電網(wǎng)；3?整流穩(wěn)壓?jiǎn)卧??轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；5?家用電器設(shè)備；6?通訊單元；7?電力計(jì)量單元；8?控制單元；A?開(kāi)關(guān)控制線(xiàn)；B?電源線(xiàn)；C?數(shù)據(jù)總線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0023]本發(fā)明提供了一種以太陽(yáng)能為主電源的智能化供電系統(tǒng)，如圖1所示，其中示出了本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例。如圖1所示，在本發(fā)明中，所述供電系統(tǒng)包括光伏電池組1、交流電網(wǎng)2、與所述交流電網(wǎng)2相連的整流穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、分別與所述光伏電池組I和整流穩(wěn)壓?jiǎn)卧?相連的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)4。
[0024]如圖1所示，所述供電系統(tǒng)還包括至少一個(gè)通過(guò)電源線(xiàn)B與所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)4相連的家用電器設(shè)備5、通過(guò)開(kāi)關(guān)控制線(xiàn)A與所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)4相連的控制單元8、通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)C與所述控制單元8相連的通訊單元6和電力計(jì)量單元7，所述電力計(jì)量單元7中設(shè)有卡槽，所述卡槽中插有預(yù)付費(fèi)磁卡；當(dāng)所述預(yù)付費(fèi)磁卡中的余額低于設(shè)定值時(shí)，所述控制單元8斷開(kāi)所述光伏電池組I對(duì)家用電器設(shè)備5的供電。
[0025]優(yōu)選地，所述光伏電池組I通過(guò)串聯(lián)和/或并聯(lián)達(dá)到所述家用電器設(shè)備5的工作電壓，所述整流穩(wěn)壓?jiǎn)卧?通過(guò)濾波電路、整流電路、穩(wěn)壓電路達(dá)到所述家用電器設(shè)備5的工作電壓，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)4在光伏電池組I與整流穩(wěn)壓?jiǎn)卧?之間切換供電電源，并且所述控制單元8通過(guò)控制所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)4完成切換。
[0026]進(jìn)一步，所述通訊單元6通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通訊終端連接，并且所述遠(yuǎn)程通訊終端通過(guò)通訊單元6給所述控制單元8傳輸控制指令。優(yōu)選地，所述通訊單元6與所述預(yù)付費(fèi)磁卡綁定，并且所述遠(yuǎn)程通訊終端通過(guò)通訊單元6管理所述預(yù)付費(fèi)磁卡。并且，所述供電系統(tǒng)為電源線(xiàn)B與數(shù)據(jù)總線(xiàn)C并行布線(xiàn)。優(yōu)選地，所述家用電器設(shè)備5的電源插頭中包含數(shù)據(jù)線(xiàn)。
[0027]當(dāng)所述家用電器設(shè)備5通電時(shí)，所述數(shù)據(jù)線(xiàn)與所述數(shù)據(jù)總線(xiàn)C相連。當(dāng)本系統(tǒng)用于家用電器設(shè)備5的智能控制時(shí)，所述遠(yuǎn)程通訊終端經(jīng)所述通訊單元6將控制指令傳輸給所述控制單元8，并且所述控制單元8給所述家用電器設(shè)備5發(fā)出執(zhí)行信號(hào)，所述家用電器設(shè)備5執(zhí)行所述遠(yuǎn)程通訊終端發(fā)出的控制指令。
[0028]本發(fā)明的設(shè)計(jì)是以綠色電源為主，以為黑色電源輔，在建筑物中以(綠色電源)直流為主的布線(xiàn)規(guī)范。這提供了一個(gè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)與電源線(xiàn)并行的機(jī)會(huì)，住宅布線(xiàn)時(shí)可將數(shù)據(jù)總線(xiàn)與直流正負(fù)電源線(xiàn)并行排列，這時(shí)所有家用電器的電源插頭都可以同時(shí)是數(shù)據(jù)連接插頭，能夠給真正智能家居創(chuàng)造統(tǒng)一的通信基礎(chǔ)。所以，本發(fā)明的家用電器設(shè)備都采用直流供電方式，完全避免了現(xiàn)有家用電器的交流電源插頭并行走數(shù)據(jù)總線(xiàn)所帶來(lái)的安全問(wèn)題。換而言之，現(xiàn)有的如通過(guò)USB 口連接藍(lán)牙，電力載波貓等方式，可以完全被本申請(qǐng)的供電系統(tǒng)替代，并且安全性更好。
[0029]與此同時(shí)，本發(fā)明的供電系統(tǒng)可