智能调控光伏光热一体化装置的制作方法

文档序号:12401831阅读:337来源:国知局

本实用新型属于太阳能装置技术领域,涉及一种智能调控光伏光热一体化装置。



背景技术:

目前,在屋顶中使用传统的太阳能发电装置,其中光伏电池板在工作过程中会因为温度过高而导致效率降低,给用户供水时易出现水压不够、水温不够的问题,从而降低生产效益。



技术实现要素:

为了达到上述目的,本实用新型提供一种智能调控光伏光热一体化装置,解决了现有技术中光伏电池板在工作过程中会因为温度过高而导致效率降低,给用户供水时易出现水压不够、水温不够,从而降低生产效益的问题。

本实用新型所采用的技术方案是,一种智能调控光伏光热一体化装置,自来水接口通过管道与光伏电池板连接,光伏电池板通过管道与保温水箱的进水口连接,保温水箱的出水口通过管道与用户供水接口连接;自来水接口与光伏电池板之间的管道上设有第一电磁阀,第一电磁阀与第一微控制器连接,第一微控制器与第一温度传感器连接,第一温度传感器与光伏电池板连接,用于检测光伏电池板的温度;光伏电池板与保温水箱的进水口之间的管道上设有第二电磁阀,第二电磁阀与第二微控制器连接,第二微控制器与第二温度传感器连接,第二温度传感器与经光伏电池板加热后的水管连接,用于检测经光伏电池板加热后的水管温度;液位计和第三温度传感器都设在保温水箱上,液位计用于检测保温水箱中的水位,第三温度传感器用于检测保温水箱中的水温,液位计和第三温度传感器都与第三微控制器连接,第三微控制器与太阳能热水器连接,太阳能热水器的进水口与自来水接口连接,太阳能热水器的出水口与用户供水接口连接。

本实用新型的特征还在于,进一步的,第一微控制器、第二微控制器和第三微控制器都采用C8051F020单片机。

进一步的,第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器都采用带不锈钢封装且具备防水功能的DS18B20数字温度传感器。

进一步的,光伏电池板的电能输出端与太阳能热水器连接,在阳光不足时为太阳能热水器提供电能。

本实用新型的有益效果是:本实用新型从节能和提高生产效益出发,通过采集光伏电池板的温度利用第一微控制器对光伏电池板的温度进行智能控制从而提高光伏电池板的发电量,同时,在利用冷自来水对光伏电池板进行降温的过程中,冷自来水会变成热水送入保温水箱供用户使用,可以缓解只使用太阳能热水器给用户供水时出现的热水不足的问题;另外,利用光伏电池板产生的电能可以对用户进行供电,以满足用户生产和生活的用电需求,并将光伏电池板产生的电能进行存储,在太阳光不强时,对太阳能热水器进行供电,以减少使用传统煤电的使用量,除了可以达到节能环保的作用外,还可以进一步提高太阳能热水器输出热水的能力,以解决用户供应热水不足的问题。

本实用新型中装在光伏电池板下面用来给光伏电池板降温的水管,不仅可以用来输送自来水,而且水管本身可以作为光伏电池板支架的一部分,节约了光伏电池板支架的设置成本。

总之,本实用新型能够大大提升光伏电池板的供电量及太阳能热水器的供应热水的容量,还起到低碳环保、节约设备制造成本的作用,以提高生产和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

图中,1.第一电磁阀,2.第一微控制器,3.第一温度传感器,4.第二温度传感器,5.光伏电池板,6.第二电磁阀,7.第二微控制器,8.保温水箱,9.液位计,10.第三温度传感器,11.太阳能热水器,12.第三微控制器,13.自来水接口,14.用户供水接口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的结构,如图1所示,自来水接口13通过管道与光伏电池板5连接,光伏电池板5通过管道与保温水箱8的进水口连接,保温水箱8的出水口通过管道与用户供水接口14连接;自来水接口13与光伏电池板5之间的管道上设有第一电磁阀1,第一电磁阀1与第一微控制器2连接,第一微控制器2与第一温度传感器3连接,第一温度传感器3与光伏电池板5连接,用于检测光伏电池板5的温度;光伏电池板5与保温水箱8的进水口之间的管道上设有第二电磁阀6,第二电磁阀6与第二微控制器7连接,第二微控制器7与第二温度传感器4连接,第二温度传感器4与经光伏电池板5加热后的水管连接,用于检测经光伏电池板5加热后的水管温度;液位计9和第三温度传感器10都设在保温水箱8上,液位计9用于检测保温水箱8中的水位,第三温度传感器10用于检测保温水箱8中的水温,液位计9和第三温度传感器10都与第三微控制器12连接,第三微控制器12与太阳能热水器11连接,太阳能热水器11的进水口与自来水接口13连接,太阳能热水器11的出水口与用户供水接口14连接。

光伏电池板5是通过吸收太阳光,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置,用于加热自来水;太阳能热水器11是将太阳光能转化为加热的装置,用于加热自来水;保温水箱8用于使保温水箱8内的水保持一定温度,并向用户供水接口14供水。

第一温度传感器3将检测到的光伏电池板5的温度信息发送至第一微控制器2,第一微控制器2判断光伏电池板5的温度高于预设值时,发送启动信号至第一电磁阀1,冷自来水通过第一电磁阀1流向光伏电池板5的背部的管道,通过冷自来水对光伏电池板5进行降温,以实现物理方法降温;第一微控制器2判断光伏电池板5的温度低于预设值时,发送关闭信号至第一电磁阀1,冷自来水不会流向光伏电池板5。

第二温度传感器4将检测到的经光伏电池板5加热后的水管温度信息发送至第二微控制器7,第二微控制器7判断经光伏电池板5加热后的水管温度高于预设值时,发送启动信号至第二电磁阀6,经光伏电池板5加热后的水通过第二电磁阀6流入保温水箱8;第二微控制器7判断经光伏电池板5加热后的水管温度低于预设值时,发送关闭信号至第二电磁阀6,经光伏电池板5加热后的水不会流入保温水箱8。

液位计9将检测到的保温水箱8中水位信息发送至第三微控制器12,第三温度传感器10将检测到的保温水箱8中水温信息发送至第三微控制器12,第三微控制器12判断保温水箱8中水位低于预设值或水温低于预设值时,发送启动信号至太阳能热水器11,自来水经太阳能热水器11加热后流向用户供水接口14给用户供应热水;第三微控制器12判断保温水箱8中水位高于预设值或水温高于预设值时,发送关闭信号至太阳能热水器11,太阳能热水器11停止工作,保温水箱内的热水向用户供水接口14供应热水。光伏电池板5的电能输出端与太阳能热水器11连接,当保温水箱8内的水位或水温不能满足供水要求,太阳能热水器11也由于太阳光不强无法供应热水时,利用光伏电池板5所产生的电能给太阳能热水器11供电,以使得太阳能热水器11可以继续供应热水,可以避免使用传统的煤电给太阳能热水器供电,以节约煤电的使用,间接达到减少因使用煤碳发电产生一氧化碳、二氧化碳等有害气体对环境造成的污染,起到较好的社会和经济效益。

第一微控制器2、第二微控制器7和第三微控制器12都采用C8051F020单片机,C8051F020单片机具有以下优点:

(1)运行速度快:C8051F020单片机是完全集成的混合信号系统级芯片,具有与8051兼容的CIP-51微控制器内核,采用流水线结构,单周期指令运行速度是8051的12倍,全指令集运行速度是原来的9.5倍;

(2)可靠性和抗干扰能力强:C8051F020的I/O端口,大量减少了外部连线和器件扩展,有利于提高可靠性和抗干扰能力;

(3)C8051F020内部集成的模数转换器的转换精度高:C8051F020内部的模数转换器可通过多通道选择器配置为单端输入内有可编程增益放大器用于将输入的信号放大,提高模数转换器的转换精度。

第一温度传感器(3)、第二温度传感器(4)和第三温度传感器(10)都采用带不锈钢封装且具备防水功能的DS18B20数字温度传感器。

DS18B20数字温度传感器接线方便,封装成后可应用于多种场合,如管道式,螺纹式,磁铁吸附式,不锈钢封装式,型号多种多样,有LTM8877,LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温,高炉水循环测温,锅炉测温,机房测温,农业大棚测温,洁净室测温,弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

DS18B20数字温度传感器还具有以下优点:

(1)单线接口方式,DS18B20在与单片机连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯;

(2)测温范围-55℃~+125℃;

(3)支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现多点测温;

(4)工作时的耗能低,工作电源:3.0~5.5V/DC,也可用数据线寄生电源;

(5)在使用中不需要任何外围元件。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本实用新型的保护范围内。

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