[发明专利]一种家用安全高效离网光伏发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏应用技术领域，具体涉及一种家用安全高效离网光伏发电系统。

背景技术

太阳能作为一种新能源，取之不尽，用之不竭，同时由于太阳能是一种洁净的能源，在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡，绝对不会造成污染和公害，因此在提倡环保的今天，广为被人们所青睐。

太阳能发电是一种常见的太阳能利用方式，现行的太阳能发电都采用大规模的发电站进行太阳能发电，大规模的太阳能发电站由于其规模大、成本高、占地面积大，只适用于公共用电发电，而不适用于普通家庭使用。而对于普通家庭来说，电费开支也成为其中不可省略的部分，对于部分家庭而言，更是成为了沉重的负担。特别是某些地广人稀的地方，由于公共资源还欠发达，很多地方都没有公共电力设施进行供电，因此根本无法使用电视、洗衣机、冰箱、电饭煲等现代流行、方便的家用电器，极大地限制了人们生活质量的提高。因此，寻找可以替代的可再生能源，减少常规能源的消耗，成为了人们一直渴望解决而尚未得到有效解决的难题。针对上述不足，急需一种家用电器的供电系统，使其成本低廉，并且便于携带、易搬运，以解决上述人们的生活难题。

另一方面离网光伏发电系统的应用，如太阳能庭院灯就采用每天一次充放电循环模式，即白天利用太阳能对储能电池充电，晚上利用储能电池放电实现照明。由于这种离网系统的所有电能消耗均完全取自于储能电池，这种每天一次充放电循环模式下，每组储能电池的平均使用寿命相对而言很短，如何有效的保护电池，防止过压过流现象对电池的损伤成为了重点关注的问题。 此外用电安全也是近年来越来越受到关注的问题，如何最大可能的避免由于用电意外导致的人生财产安全受损，也是现今光伏发电系统需要面对的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种家用安全高效离网光伏发电系统，该离网光伏发电系统使光伏发电技术能应用于我国大多数家庭，停电后能提供备用电源，通过光能转化的电能为家庭生活提供所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果；另一方面本系统结构简单，使用更精确，具有稳定性高，安装方便，操作简单，特别适用于远离电网的区域或限电地区或者分散居住的乡村的日常供电；此外系统能实时远程监测光伏发电的相关参数，同时能够根据需要自动控制调节相关参数，监控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种家用安全高效离网光伏发电系统，包括：

主控模块、光伏组件模块、光伏控制模块、逆变器模块、蓄电池模块、充放电控制模块、数据采集模块、存储模块、显示报警模块、安全保护模块、无线通信模块、移动控制终端；

所述主控模块用于处理数据采集模块采集到的数据以及无线通信模块接收的移动控制终端发出的控制信号，并根据分析处理后的结果或者移动控制终端发出的信号对光伏控制模块、蓄电池模块、充放电控制模块、安全保护模块、存储模块、显示报警模块发出相应的指令信号；

所述光伏组件模块包括安装于屋顶的多个光伏发电子单元，用于接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过光伏控制模块一路经过充放电控制模块送入蓄电池模块存储，另一路通过逆变器模块转换成交流电输出供家用电器使用；

所述光伏控制模块根据主控模块发出的指令信号一方面调节光伏组件模块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率；另一方面对输出功率在送入蓄电池存储和直接转化为交流电使用两路间进行合理分配；

所述逆变器模块为正弦波逆变器用于将光伏组件或者蓄电池模块输入的直流电转化为交流电输出，以供家用电器使用；

所述蓄电池模块包括蓄电池组和充电保护电路，所述充电保护电路与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；

所述充放电控制模块根据主控模块发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配；

所述数据采集模块包括蓄电池数据采集模块、环境数据采集模块、负荷数据采集模块和光伏发电数据采集模块；所述蓄电池数据采集模块用于采集蓄电池组的电压、温度、电量以及充电状态数据；所述环境数据采集模块用于采集太阳光辐照度、环境温度以及环境湿度数据；所述负荷数据采集模块用于采集家庭用电负荷的消耗电能数据；所述光伏发电数据采集模块用于采集光伏组件的输出功率、输出电压以及输出电流数据；