CN208241394U - 一种利用新能源用于曲面建筑光伏发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用新能源用于曲面建筑光伏发电系统，包括太阳能薄膜组件、蓄电池、逆变器和充电控制模块，充电控制模块包括充电电压采集电路、电压比较控制电路、充电保护电路和远程预警电路，充电电压采集电路采用电压传感器采集太阳能薄膜组件为蓄电池充电的充电电压，并转化为模拟电信号经处理后送入电压比较控制电路中，电压比较控制电路对充电电压采集电路的输出信号进行上、下阈值比较，并将比较输出信号作为控制信号驱动充电保护电路和远程预警电路工作，未采用单片机或PLC监控系统，设备搭建简单，经济实用，稳定性高，控制效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能发电技术领域，特别是涉及一种利用新能源用于曲面建筑光伏发电系统。
背景技术
当今，太阳能发电技术已经成为人们利用新能源的一项重大突破，为了解决传统太阳能发电装置太阳能收集率低的问题，利用曲面建筑搭建的光伏发电系统已成为新型太阳能发电趋势，曲面建筑上应用太阳能薄膜发电作为一种新型的技术，在建筑学上是一种新的可行的选择，使曲面建筑自身利用新能源产生电力。在太阳能薄膜组件为蓄电池充电时，由于天气的原因经常会出现充电电压不稳定的现象，为了对充电过程监控，现有的充电控制模块大都采用单片机或PLC监控系统，造价昂贵，并且在蓄电池充电过程中经常会有直流电弧产生，不仅会对单片机或PLC监控系统的检测产生不稳定的影响从而使控制出错，甚至会对监控系统产生巨大冲击，造成监控系统损坏。
所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种利用新能源用于曲面建筑光伏发电系统。
其解决的技术方案是，一种利用新能源用于曲面建筑光伏发电系统，包括太阳能薄膜组件、蓄电池、逆变器和充电控制模块，所述充电控制模块包括充电电压采集电路、电压比较控制电路、充电保护电路和远程预警电路，充电电压采集电路采用电压传感器采集太阳能薄膜组件为蓄电池充电的充电电压，并转化为模拟电信号经处理后送入电压比较控制电路中，电压比较控制电路对充电电压采集电路的输出信号进行上、下阈值比较，并将比较输出信号作为控制信号驱动充电保护电路和远程预警电路工作。
优选的，所述充电电压采集电路包括型号为EV-C53的电压传感器J1，电压传感器J1的电源端连接+24V电源，电压传感器J1的输出端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电容C1的一端和运放器AR1的同相输入端，电压传感器 J1的接地端与电容C1的另一端接地,运放器A1的反相输入端连接电阻R2、R3 的一端，电阻R2的另一端接地，电阻R3的另一端连接运放器A1的输出端和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接二极管D1的阳极、二极管D2的阴极和稳压二极管DZ1的阴极，二极管D1的阴极连接+5V电源，二极管D2的阳极接地，稳压二极管DZ1的阳极连接电压比较控制电路的输入端。
优选的，所述电压比较控制电路包括运放器AR2、AR3，运放器AR2的同相输入端连接电阻R7、R9的一端，电阻R9的另一端接地，电阻R7的另一端连接电阻R5、电容C2的一端，电阻R5的另一端连接稳压二极管DZ1的阳极，电容 C2的另一端接地，运放器AR2的反相输入端通过电阻RH连接+5V电源，并通过电阻R11接地；运放器AR3的同相输入端通过电阻RL连接+5V电源，并通过电阻R12接地，运放器AR3的反相输入端连接电阻R8、R10的一端，电阻R10的另一端接地，电阻R8的另一端连接电阻R6、电容C3的一端，电阻R6的另一端连接稳压二极管DZ1的阳极，电容C3的另一端接地，运放器AR2、AR3的输出端通过电阻R13连接稳压二极管DZ2的阴极，稳压二极管DZ2的阳极连接充电保护电路的控制端和远程预警电路的控制端。
优选的，所述充电保护电路包括三极管T1，三极管T1的基极通过电阻R15 连接稳压二极管DZ2的阳极，三极管T1的发射极接地，三极管T1的集电极连接继电器K1线圈的一端，继电器K1线圈的另一端通过电阻R16连接+24V电源，继电器K1的开关公共触点连接太阳能薄膜组件，继电器K1的常闭触点连接蓄电池，继电器K1的常开触点通过电阻R17连接警示灯LED的正极，警示灯LED 的负极接地。
优选的，所述远程预警电路包括双向可控硅Q1，双向可控硅Q1的控制极连接稳压二极管DZ2的阳极，双向可控硅Q1主电极的一端通过电阻R14连接+24V 电源，双向可控硅Q1主电极的另一端连接信号发射器E1。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
1.本实用新型中充电电压采集电路采用电压传感器J1采集太阳能薄膜组件为蓄电池充电的充电电压，经运放器AR1放大后送入由二极管D1、D2和稳压二极管DZ1组成的钳位稳压电路中，利用钳位电路原理，可有效避免太阳能薄膜组件为蓄电池充电时直流电弧产生的尖峰信号干扰，提高充电控制模块的稳定性和控制的可靠性。
2.电压比较控制电路中运放器AR2、AR3采用并联方式组成窗口比较电路对充电电压采集电路的输出信号进行上、下阈值比较，并将比较输出信号作为控制信号驱动充电保护电路和远程预警电路工作，当太阳能薄膜组件为蓄电池充电时电压过高或过低时，电压比较控制电路输出高电平信号控制充电保护电路的三极管T1基极得电导通，继电器K1线圈得电从而切断蓄电池充电回路，保护用电安全；同时远程预警电路中双向可控硅Q1控制极得到导通，信号发射器 E1远程发射预警信号通知维修人员对充电回路进行检修，具有很好的实用价值。
附图说明
图1为本实用新型的系统模块图。
图2为本实用新型的充电控制模块图。
图3为本实用新型的充电控制模块电路原理图。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
如图1所示，利用新能源用于曲面建筑光伏发电系统，包括太阳能薄膜组件101、蓄电池102、逆变器103和充电控制模块106，太阳能薄膜组件101为蓄电池102充电，蓄电池102储存的电力通过逆变器103一部分直接为负载105 供电，另一部分送入电网104，太阳能薄膜组件101为蓄电池102充电过程中充电控制模块106对充电电压进行监控，充电控制模块106包括充电电压采集电路、电压比较控制电路、充电保护电路和远程预警电路，充电电压采集电路采用电压传感器采集太阳能薄膜组件101为蓄电池102充电的充电电压，并转化为模拟电信号经处理后送入电压比较控制电路中，电压比较控制电路对充电电压采集电路的输出信号进行上、下阈值比较，并将比较输出信号作为控制信号驱动充电保护电路和远程预警电路工作。
如图3所示，充电电压采集电路选用型号为EV-C53的电压传感器J1，电压传感器J1的电源端连接+24V电源，电压传感器J1的输出端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电容C1的一端和运放器AR1的同相输入端，电压传感器 J1的接地端与电容C1的另一端接地,运放器A1的反相输入端连接电阻R2、R3 的一端，电阻R2的另一端接地，电阻R3的另一端连接运放器A1的输出端和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接二极管D1的阳极、二极管D2的阴极和稳压二极管DZ1的阴极，二极管D1的阴极连接+5V电源，二极管D2的阳极接地，稳压二极管DZ1的阳极连接电压比较控制电路的输入端，其中电阻R1和电容C1 形成RC滤波滤除检电压传感器J1检测过程中的高频杂波干扰，提高电压检测的精确度，二极管D1、D2和稳压二极管DZ1组成钳位稳压电路，利用钳位电路原理，可有效避免太阳能薄膜组件101为蓄电池102充电时直流电弧产生的尖峰信号干扰，稳压二极管DZ1对运放器AR1放大后的信号进行稳压处理，提高充电控制模块106的稳定性和控制的可靠性。
电压比较控制电路中运放器AR2、AR3采用并联方式组成窗口比较电路，运放器AR2的同相输入端连接电阻R7、R9的一端，电阻R9的另一端接地，电阻 R7的另一端连接电阻R5、电容C2的一端，电阻R5的另一端连接稳压二极管DZ1 的阳极，电容C2的另一端接地，运放器AR2的反相输入端通过电阻RH连接+5V 电源，并通过电阻R11接地；运放器AR3的同相输入端通过电阻RL连接+5V电源，并通过电阻R12接地，运放器AR3的反相输入端连接电阻R8、R10的一端，电阻R10的另一端接地，电阻R8的另一端连接电阻R6、电容C3的一端，电阻 R6的另一端连接稳压二极管DZ1的阳极，电容C3的另一端接地，运放器AR2、 AR3的输出端通过电阻R13连接稳压二极管DZ2的阴极，稳压二极管DZ2的阳极连接充电保护电路的控制端和远程预警电路的控制端，其中+5V电源、电阻RH 在运放器AR2的反相输入端形成上阈值预设电压，+5V电源、电阻RL在运放器 AR3的同相输入端形成下阈值预设电压，具体使用时，可改变电阻RH、RL的阻值来改变上、下阈值电压，当电压传感器J1检测充电电压大于上阈值预设电压值时，运放器AR2输出高电平信号，当电压传感器J1检测充电电压小于下阈值预设电压值时，运放器AR3输出高电平信号，当电压传感器J1检测充电电压在上、下阈值预设电压值之间时，运放器AR2、AR3输出低电平信号。
充电保护电路的控制端为三极管T1，三极管T1的基极通过电阻R15连接稳压二极管DZ2的阳极，三极管T1的发射极接地，三极管T1的集电极连接继电器K1线圈的一端，继电器K1线圈的另一端通过电阻R16连接+24V电源，继电器K1的开关公共触点连接太阳能薄膜组件101，继电器K1的常闭触点连接蓄电池102，继电器K1的常开触点通过电阻R17连接警示灯LED的正极，警示灯LED 的负极接地。
远程预警电路的控制端为双向可控硅Q1，双向可控硅Q1的控制极连接稳压二极管DZ2的阳极，双向可控硅Q1主电极的一端通过电阻R14连接+24V电源，双向可控硅Q1主电极的另一端连接信号发射器E1。
本实用新型在具体使用时，当电压传感器J1检测到太阳能薄膜组件101为蓄电池102充电时电压过高或过低时，即不在上、下阈值预设电压值之间，电压比较控制电路输出高电平信号控制充电保护电路的三极管T1基极得电导通，从而使继电器K1线圈得电，常闭触点断开切断太阳能薄膜组件101和蓄电池102 的充电回路，保护用电安全，常开触点闭合，警示灯LED得电发出警示信号；同时远程预警电路中双向可控硅Q1控制极得到导通，使信号发射器E1远程发射预警信号通知维修人员对充电回路进行检修，具有很好的实用价值。
综上所述，本实用新型中充电控制模块106未采用单片机或PLC监控系统，设备搭建简单，经济实用，稳定性高，控制效果好。
以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。
Claims (5)
1.一种利用新能源用于曲面建筑光伏发电系统，包括太阳能薄膜组件、蓄电池、逆变器和充电控制模块，其特征在于，所述充电控制模块包括充电电压采集电路、电压比较控制电路、充电保护电路和远程预警电路，充电电压采集电路采用电压传感器采集太阳能薄膜组件为蓄电池充电的充电电压，并转化为模拟电信号经处理后送入电压比较控制电路中，电压比较控制电路对充电电压采集电路的输出信号进行上、下阈值比较，并将比较输出信号作为控制信号驱动充电保护电路和远程预警电路工作。
2.如权利要求1所述的利用新能源用于曲面建筑光伏发电系统，其特征在于，所述充电电压采集电路包括型号为EV-C53的电压传感器J1，电压传感器J1的电源端连接+24V电源，电压传感器J1的输出端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电容C1的一端和运放器AR1的同相输入端，电压传感器J1的接地端与电容C1的另一端接地，运放器A1的反相输入端连接电阻R2、R3的一端，电阻R2的另一端接地，电阻R3的另一端连接运放器A1的输出端和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接二极管D1的阳极、二极管D2的阴极和稳压二极管DZ1的阴极，二极管D1的阴极连接+5V电源，二极管D2的阳极接地，稳压二极管DZ1的阳极连接电压比较控制电路的输入端。
3.如权利要求2所述的利用新能源用于曲面建筑光伏发电系统，其特征在于，所述电压比较控制电路包括运放器AR2、AR3，运放器AR2的同相输入端连接电阻R7、R9的一端，电阻R9的另一端接地，电阻R7的另一端连接电阻R5、电容C2的一端，电阻R5的另一端连接稳压二极管DZ1的阳极，电容C2的另一端接地，运放器AR2的反相输入端通过电阻RH连接+5V电源，并通过电阻R11接地；运放器AR3的同相输入端通过电阻RL连接+5V电源，并通过电阻R12接地，运放器AR3的反相输入端连接电阻R8、R10的一端，电阻R10的另一端接地，电阻R8的另一端连接电阻R6、电容C3的一端，电阻R6的另一端连接稳压二极管DZ1的阳极，电容C3的另一端接地，运放器AR2、AR3的输出端通过电阻R13连接稳压二极管DZ2的阴极，稳压二极管DZ2的阳极连接充电保护电路的控制端和远程预警电路的控制端。
4.如权利要求3所述的利用新能源用于曲面建筑光伏发电系统，其特征在于，所述充电保护电路包括三极管T1，三极管T1的基极通过电阻R15连接稳压二极管DZ2的阳极，三极管T1的发射极接地，三极管T1的集电极连接继电器K1线圈的一端，继电器K1线圈的另一端通过电阻R16连接+24V电源，继电器K1的开关公共触点连接太阳能薄膜组件，继电器K1的常闭触点连接蓄电池，继电器K1的常开触点通过电阻R17连接警示灯LED的正极，警示灯LED的负极接地。
5.如权利要求4所述的利用新能源用于曲面建筑光伏发电系统，其特征在于，所述远程预警电路包括双向可控硅Q1，双向可控硅Q1的控制极连接稳压二极管DZ2的阳极，双向可控硅Q1主电极的一端通过电阻R14连接+24V电源，双向可控硅Q1主电极的另一端连接信号发射器E1。
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