光伏供能的家庭物聯網系統技術方案

本發明專利技術公開了一種光伏供能的家庭物聯網系統，包括：光伏發電單元、電能存儲單元、家庭物聯網單元；所述的光光伏發電單元、電能存儲單元、家庭物聯網單元順次相連，家庭物聯網單元與光伏發電單元相連。本發明專利技術主要是用光伏電池為家用物聯網系統的傳感器供能，來提高光伏的利用率，同時較少物聯網系統對于電網電能的消耗，從而實現節能，高效，穩定。

Home networking system with photovoltaic energy supply

The invention discloses a household photovoltaic power network system, including: photovoltaic power generation unit, the energy storage unit, home networking unit; the photovoltaic power unit, power storage unit, home networking unit are connected in turn, home networking unit is connected with the photovoltaic power generation unit. The invention is mainly used for household photovoltaic sensor networking system for energy, to improve the utilization rate of photovoltaic, and less networking system for power consumption, so as to achieve energy saving, high efficiency, stable.

【技術實現步驟摘要】
光伏供能的家庭物聯網系統
本專利技術屬于智能家用領域，具體涉及一種光伏供能的家庭物聯網系統來提升家用的節能性便捷性。
技術介紹
光伏電池板目前已經廣泛的使用，但是家用的光伏供能系統應用較少，主要原因在于，光伏功能存在受客觀環境因素，尤其是天氣因素，影響較大，而且收集效率較低，這就造成了光伏收集的能量，量不足，而且輸出功率不高，帶負載能力不足。同時，目前家庭使用的物聯網系統服戰較為成熟，物聯網主要基于傳感器采集數據，傳輸到網關，由網關收集數據、處理數據，在通過閉環控制，像智能家用電器發出控制信號。家用物聯網的傳感器和網關，這部分雖然所消耗的功率不大，但是需要長時間供電，這對于家庭電能是一筆較大的開銷。
技術實現思路
基于上面的問題，提出了一種光伏供能的家庭物聯網系統，主要是用光伏電池為家用物聯網系統的傳感器供能，來提高光伏的利用率，同時較少物聯網系統對于電網電能的消耗，從而實現節能，高效，穩定。一種基于光伏供能的家庭物聯網系統包括：光伏發電單元、電能存儲單元、家庭物聯網單元；所述的光光伏發電單元、電能存儲單元、家庭物聯網單元順次相連，家庭物聯網單元與光伏發電單元相連。所述的光伏發電單元，由光伏太陽能電池板，DC-DC電路，舵機，單片機、電能輸出、可控開關組成太陽能，電池板通過可控開關與電能輸出連接，并通過DC-DC電路魚單片機舵機連接，單片機與舵機可控開關直接連接。所述的物聯網單元，由物聯網網關、傳感器組、可控選通開關組成。物聯網網關與傳感器組，均通過選通開關與電網、儲能裝置、光伏電池板相連。優選的，所述的儲能單元為大容量蓄電池。所述的光伏供能的家庭物聯網系統的供能方法是：光伏發電單元由光伏太陽能電池板獲取太陽能轉化為電能，通過DC-DC電路為單片機與舵機供電，單片機發出控制信號給舵機的控制端，使舵機驅動太陽能電池板旋轉獲取最大的太陽能，同時單片機與可控開關的控制端連接發出控制信號，切換太陽能電池板、電能存儲單元、電網的供電選項；傳感器組采集實時數據，通過網關收集處理，采用閉環控制的方式，網關發出控制信號控制家庭電器，光伏發電單元和電能存儲單元作為家庭物聯網單元的供能裝置，電能存儲單元同時作為光伏發電單元的儲能裝置；預先設置天候參數，在太陽光照充足時，光伏發電單元由單片機發送控制信號給舵機，將光伏太陽能電池板轉向太陽，進行光伏逐日，為家庭物聯網單元供能，并給電能存儲單元充能；在太陽光照不足時，電能存儲單元為家庭物聯網單元供能；在光伏發電單元和電能存儲單元供能不足，切換為電網供能。采用預先設置的天候參數，由單片機發控制信號給舵機，將電池板轉向太陽，進行光伏逐日，保證在晴朗的白天收集到最多的太陽能。同時在內部由單片機控制擾動觀察法實施最大功率點的跟蹤，保證在最大功率點輸出。在夜晚自動切斷與用電器的連接，保證用電器與光伏電池板的安全性、可靠性。在日常供電的同時，本專利技術隊光伏發電系統，內置天候參數，安找天候設定，光伏電池板自動轉向，實現光伏逐日。同時在電池內部采用MPPT跟蹤最大功率點，始終保持電池的最大輸出，同時采用物聯網的傳感器采集到的數據，保證陰雨和夜晚光伏電池切斷自身和外界的連接，保證廣度系統的高效穩定。附圖說明圖1為本專利技術光伏供能的家庭物聯網系統的功能示意圖。具體實施方式本專利技術基于光伏供能的家庭物聯網系統包括：光伏發電單元、電能存儲單元、家庭物聯網單元；所述的光光伏發電單元、電能存儲單元、家庭物聯網單元順次相連，家庭物聯網單元與光伏發電單元相連。所述的光伏發電單元，由光伏太陽能電池板，DC-DC電路，舵機，單片機、電能輸出、可控開關組成太陽能，電池板通過可控開關與電能輸出連接，并通過DC-DC電路魚單片機舵機連接，單片機與舵機可控開關直接連接。所述的物聯網單元，由物聯網網關、傳感器組、可控選通開關組成。物聯網網關與傳感器組，均通過選通開關與電網、儲能裝置、光伏電池板相連。優選的，所述的儲能單元為大容量蓄電池。如圖1所示為本專利技術光伏供能的家庭物聯網系統的功能示意圖，實施方案一、在晴朗的天氣，白天的時候，本專利技術的光伏發電系統，正常發電供能，同時可以按照預先設定的依據天候參數計算出的逐日參數，按照時間調整光伏電池板的對日角度，最大程度的收集太陽能。同時按照設定好的MPPT進行最大功率點的跟蹤，始終保持光伏太陽能電池板在最功率點輸出電能，提高電池板的帶負載性能。太陽能電池板的電能直接供給家用的物聯網傳感器的網關和傳感器的電能消耗。物聯網網關和傳感器須要的電能較少，同時直接就需要直流電，那么光伏電池板的電能可以直接通過DC-DC電壓變換為上面的物聯網部分供能。同時物聯網的傳感器猜的數據，可以將目前的光照強度、時間、天氣等數據計算后反饋給光伏太陽能電池板，進行逐日參數的修正。同時可以在天氣光照環境較差的時候切斷電池板與系統的連接。儲能系統，主要采用蓄電池，在光伏電池給物聯網傳感、控制系統供能的同時，為儲能系統充電，將剩余的能量回收收集。到了夜晚或者陰雨天氣光照不足的時候，儲能系統會優先為物聯網的傳感、控制系統供能，最大程度的減少這部分對于電網電能的消耗。實施方案二這部分主要是針對惡劣點天氣或者夜晚造成的光照不足的時候。這時候太陽能電池板不僅僅不能發出電能，如果不及時與電網切斷，太陽能電池板就會變成用電器，這時候不僅僅要通過電池板內設的本身參數進行調整，還需要通過物聯網的傳感器才得的光參數進行判斷，獲得數據對當前的已有的參數進行校正，甚至是直接切斷光伏電池板與本系統的連接，防止電池板消耗能量。同時，物聯網系統的能量消耗優先使用儲能系統收集的光伏發電獲得電能，由于目前的網關還有傳感器都是用的是低功耗的產品，所以這部分電能可以在長時間共計給物聯網的傳感和控制網關使用。在使用這部分電能的同時，定時對省一點呢進行估計，在儲能裝置電能耗盡之前，將物聯網的耗能切換到消耗電網能量，防止物聯網系統斷電。綜上所述，本系統能夠針對不同的環境給出不同的實施方案，實現了物聯網系統與光伏發電系統的有機結合，最大程度的利用了新能源，減少了物聯網系統對于電網系統的能量消耗，系統論證穩定可靠，便于實施，具有很高的經濟效益和推廣價值。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光伏供能的家庭物聯網系統，其特征在于，包括：光伏發電單元、電能存儲單元、家庭物聯網單元；所述的光伏發電單元、電能存儲單元、家庭物聯網單元順次相連，家庭物聯網單元與光伏發電單元相連；所述的光伏發電單元，由光伏太陽能電池板、DC?DC電路、舵機、單片機、電能輸出接口、可控開關組成，光伏太陽能電池板通過可控開關與電能輸出接口連接，電能輸出接口串聯可控開關，太陽能電池板通過DC?DC電路與單片機、舵機連接，單片機與舵機的控制端、可控開關的控制端直接連接；所述的物聯網單元，由物聯網網關、傳感器組、可控選通開關組成，物聯網網關與傳感器組均通過選通開關連接到電網、電能存儲單元、光伏太陽能電池板。

【技術特征摘要】
1.一種光伏供能的家庭物聯網系統，其特征在于，包括：光伏發電單元、電能存儲單元、家庭物聯網單元；所述的光伏發電單元、電能存儲單元、家庭物聯網單元順次相連，家庭物聯網單元與光伏發電單元相連；所述的光伏發電單元，由光伏太陽能電池板、DC-DC電路、舵機、單片機、電能輸出接口、可控開關組成，光伏太陽能電池板通過可控開關與電能輸出接口連接，電能輸出接口串聯可控開關，太陽能電池板通過DC-DC電路與單片機、舵機連接，單片機與舵機的控制端、可控開關的控制端直接連接；所述的物聯網單元，由物聯網網關、傳感器組、可控選通開關組成，物聯網網關與傳感器組均通過選通開關連接到電網、電能存儲單元、光伏太陽能電池板。2.根據權利要求1所述的光伏供能的家庭物聯網系統，其特征在于：所述的電能存儲單元為蓄電池。3.一種如權利要求1所述的光伏供能的家庭物聯網系統的供...

【專利技術屬性】
技術研發人員：盧睿，孫志鋒，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江,33