一種家庭式太陽能led照明系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著常規(guī)能源的大量消耗，使得可再生能源越來越多的受到21世紀(jì)人類的關(guān)注。對能源資源消耗所引發(fā)的氣候變化等一系列問題，不僅是對中國提出的挑戰(zhàn)，也是對世界提出的挑戰(zhàn)。能源短缺使太陽能光伏發(fā)電越來越受青睞。
[0003]在我國存在著一些地區(qū)，如林區(qū)和農(nóng)區(qū)的以及無電的公路道班、學(xué)校、商店等小單位，由于居住條件的限制，輸電設(shè)備很難到達(dá)，使得人們生活不夠方便?，F(xiàn)有的最基礎(chǔ)的太陽能設(shè)備在發(fā)生異常情況時(shí)不能得到很好的保護(hù)，太陽光利用率也相對較低，而且多數(shù)僅為交流電器供電，為直流電器提供電能還需另外架設(shè)電路，不方便用戶使用。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)及控制方法，使用硬件和軟件雙重保護(hù)LED照明系統(tǒng)電路，并具有直接供直流電器使用的直流電路。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)，包括太陽能電池板、蓄電池和逆變器，還包括；
與所述太陽能電池板連接的采用基于單片機(jī)管理控制的智能控制器，用于對外部輸入的設(shè)置參數(shù)進(jìn)行處理，及對蓄電池、直流電路和交流電路的管理、以及控制對各工作狀態(tài)指示;
與所述蓄電池連接的所述太陽能電池板，由多個(gè)光伏材料串并聯(lián)組成，所述太陽能電池片上設(shè)置有一吸收釋放設(shè)備，用于通過吸收太陽光將太陽輻射能通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能；
所述吸收釋放設(shè)備為相互依附的雙層結(jié)構(gòu)，所述吸收釋放設(shè)備上層為碳納米管，所述吸收釋放設(shè)備為光子晶體，用于提高太陽光的光子的能及與光伏材料帶隙的能及匹配率從而提尚太陽光的利用率；
與所述智能控制器的P3 口連接的鍵盤電路，用于實(shí)現(xiàn)電路的自檢與工作模式參數(shù)設(shè)置；
所述智能控制器還包括與所述太陽能電池板和所述蓄電池連接的電壓檢測保護(hù)電路。
[0007]所述的家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)，其中，所述檢測保護(hù)電路包括用于檢測負(fù)載過流及短路并對負(fù)載起保護(hù)作用的第一級保護(hù)電路，及用于對負(fù)載起阻流保護(hù)作用的第二級保護(hù)電路。
[0008]所述的家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)，其中，所述第一保護(hù)電路包括運(yùn)算放大器、比較器、MOS管和第一電阻，與所述智能控制器A/D轉(zhuǎn)換連接的運(yùn)算放大器通過所述第一電阻與MOS管連接一端，所述MOS管另一端與比較器連接，所述第一電阻與三極管Ql連接至所述智能控制器的18引腳。
[0009]所述的家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)，其中，所述第二級保護(hù)電路包括用于通過增加電阻降低工作電流的電子保險(xiǎn)絲，所述電子保險(xiǎn)絲一端所述太陽能電池板連接，所述電子保險(xiǎn)絲另一端與比較器連接。
[0010]所述的家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)，其中，所述智能控制器模塊還包括與所述蓄電池連接的微控制器模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)閥值對蓄電池進(jìn)行充電管理，當(dāng)太陽能電池板正常輸出電壓時(shí)蓄電池開路，關(guān)斷負(fù)載。
[0011]所述的家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)，其中，所述預(yù)設(shè)閥值包括上限閥值為30V，工作閥值為22V至26.4V，下限閥值為22V。
[0012]所述的家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)，其中，所述智能控制器一端還連接有直流電路與直流負(fù)載連接。
[0013]基于上述家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)本發(fā)明還提供一種家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)的控制方法，其步驟為:
將太陽能電池板接入智能控制器，將蓄電池和逆變器接入智能控制器，逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電接入交流負(fù)載；
第一保護(hù)電路的第一電阻、運(yùn)算放大器和比較器組成過流、短路檢測電路，并配合智能控制器的A/D轉(zhuǎn)換作為信號識別來實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)過流或短路時(shí)控制器斷開太陽能電池板與蓄電池的連接并關(guān)閉負(fù)載開關(guān)；
如果智能控制器未及時(shí)斷開太陽能電池板與蓄電池的連接或關(guān)閉負(fù)載開關(guān)則第二保護(hù)電路啟動保護(hù)智能控制器不被燒毀；
在太陽能為蓄電池充電時(shí)，當(dāng)蓄電池充電電壓高于預(yù)設(shè)閥值時(shí)智能控制器通過微控制器模塊關(guān)斷蓄電池的充電，此后當(dāng)充電電壓處于預(yù)設(shè)閥值內(nèi)時(shí)微控制器模塊使蓄電池進(jìn)入浮充狀態(tài)，當(dāng)充電電壓低于預(yù)設(shè)閥值時(shí)微控制器模塊使蓄電池進(jìn)入均沖狀態(tài)。
[0014]所述的家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)的控制方法，其中，所述預(yù)設(shè)閥值包括上限閥值為30V，工作閥值為22V至26.4V，下限閥值為22V。
[0015]所述的家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)的控制方法，其中，所述智能控制器一端還連接有直流電路接入直流負(fù)載。
[0016]本發(fā)明所提供的一種家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)及控制方法，在太陽能電池片上增設(shè)的吸收是防止裝置可以更好的提高太陽能的利用率；采用的第一保護(hù)電路還第二保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)了硬件和軟件結(jié)合的方式對LED照明系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，防止因線路問題而造成意外事件發(fā)生，增設(shè)直流電路供電，方便使用直流照明電器，相對于傳統(tǒng)的重啟系統(tǒng)具有簡化維護(hù)、提高系統(tǒng)安全性能的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明中家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)較佳實(shí)施例的模塊圖。
[0018]圖2是本發(fā)明中家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)較佳實(shí)施例的檢測與保護(hù)電路原理圖。
[0019]圖3是本發(fā)明中家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)較佳實(shí)施例的電壓檢測流程圖。
[0020]圖4是本發(fā)明中家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)較佳實(shí)施例的總電路圖。
[0021]圖5是本發(fā)明中家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)較佳實(shí)施例的按鍵程序流程圖。
[0022]圖6是本發(fā)明中家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)較佳實(shí)施例的模塊圖。
[0023]圖7是本發(fā)明中家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)的控制方法的較佳實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明提供一種家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)及控制方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]參閱圖1，一種家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)，包括太陽能電池板110、蓄電池130和逆變器140，還包括；
與太陽能電池板110連接的采用基于單片機(jī)管理控制的智能控制器120，用于對外部輸入的設(shè)置參數(shù)進(jìn)行處理，及對蓄電池130、直流電路和交流電路的管理、以及控制對各工作狀態(tài)指示。
[0026]與蓄電池130連接的太陽能電池板110，由多個(gè)光伏材料串并聯(lián)組成，太陽能電池片上設(shè)置有一吸收釋放設(shè)備111，用于通過吸收太陽光將太陽輻射能通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能。
[0027]吸收釋放設(shè)備111為相互依附的雙層結(jié)構(gòu)，吸收釋放設(shè)備上層為碳納米管，吸收釋放設(shè)備為光子晶體，用于提高太陽光的光子的能及與光伏材料帶隙的能及匹配率從而提高太陽光的利用率。其中外層面向太陽的是一排多壁的碳納米管能有效吸收太陽光并將其轉(zhuǎn)化為熱，當(dāng)這種熱將其緊緊衣服的光子晶體加熱時(shí)，光子晶體會發(fā)出光，這種光的最好密度機(jī)會與光伏電池的帶隙相吻合，從而達(dá)到提高太陽能利用效率。
[0028]與智能控制器120的P3 口連接的鍵盤電路150，用于實(shí)現(xiàn)電路的自檢與工作模式參數(shù)設(shè)置。
[0029]智能控制器120還包括與太陽能電池板和蓄電池連接的電壓檢測保護(hù)電路121。
[0030]進(jìn)一步的，檢測保護(hù)電路121包括用于檢測負(fù)載過流及短路并對負(fù)載起保護(hù)作用的第一級保護(hù)電路，及用于對負(fù)載起阻流保護(hù)作用的第二級保護(hù)電路。
[0031]參閱圖2，家庭式太陽能LED照明系統(tǒng)，其中，第一保護(hù)電路包括運(yùn)算放大器LM358、比較器LM393、MOS管和第一電阻，與智能控制器120A/D轉(zhuǎn)換連接的運(yùn)算放大器LM358通過第一電阻與MOS管(圖中GBl位置)連接一端，MOS管(GBl)另一端與比較器LM393連接，第一電阻R7與三極管Ql連接至智能控制器120的18引腳(圖中Pl.7)。
[0032]第二級保護(hù)電路包括用于通過增加電阻降低工作電流的電子保險(xiǎn)絲F，電子保險(xiǎn)絲一端太陽能電池板連接，電子保險(xiǎn)絲另一端與比較器連接。
[0033]更進(jìn)一步的，智能控制器模塊還包括與蓄電池連接的微控制器模塊122，用于根據(jù)預(yù)設(shè)閥值對蓄電池進(jìn)行充電管理，當(dāng)太陽能電池板正常輸出電壓時(shí)蓄電池開路，關(guān)斷負(fù)載。
[0034]預(yù)設(shè)閥值包括上限閥值為30V，工作閥值為22V至26.4V，下限閥值為22V。
[0035]為方便直接使用直流負(fù)載還在智能控制器一端還連接有直流電路與直流負(fù)載連接。
[0036]本發(fā)明增設(shè)的吸收釋放設(shè)備可以增加太陽能的利用率，使太陽能電池板工作效率更高，同時(shí)設(shè)置的保護(hù)電路可以有效防止LED照明系統(tǒng)中發(fā)生異常情況。
[0037]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，參閱圖2:
本實(shí)施例以家