一种太阳能光伏光热一体化供能控制系统的制作方法

本发明涉及光伏光热领域，特别涉及一种太阳能光伏光热一体化供能控制系统。

背景技术：

太阳能作为一种取之不尽用之不竭的能源，目前其利用形式主要为太阳能光伏发电和太阳能光热利用。其中，太阳能光伏发电是利用太阳能电池板的“光生伏打效应”，当太阳能直接照射到电池板的表面，通过电池板的光电转换直接输出电能，随着光伏发电技术的发展和成本降低，将成为绿色清洁能源的重要应用来源；太阳能光热利用是采用各种集热装置如热水器等装置，直接利用太阳能的热量获取热水等热资源的利用，其应用历史和成熟度高，已成为太阳能利用的最广泛和直接的形式之一。无论是太阳能光伏发电还是太阳能光热利用，都需要具备良好的光照环境条件，因此对于分布式的应用一般可以安装在屋顶等光照比较充足的场合。但由于常规的太阳能光伏和光热采用独立的设备装置，存在相互占用场地资源和相关影响等弊端，为此新型的太阳能光伏光热一体化供能装置可以同步利用光伏光热两种能源，有效解决场地等问题，提高能量的应用效率。如果采用光伏光热的一体化供能装置，则需要对两种能源进行优化和协调控制，而现有的大多控制系统采用独立分开的控制设计，需要采用两套分立的控制方案，存在控制复杂、协同性差和效率低等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种太阳能光伏光热一体化供能控制系统。

为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种太阳能光伏光热一体化供能控制系统，包括壳体、以及设置在壳体上的显示单元、光伏光热参数输入单元、光伏光热控制输出单元、设置单元、供电单元、通信单元和控制电路单元；所述的光伏光热参数输入单元与所述的控制电路单元连接，用于分别输入光伏参数和光热参数；所述的控制电路单元与光伏光热控制输出单元连接，用于光伏发电控制输出和光热发电控制输出；所述的设置单元与控制电路单元连接，用于将设置信息输入到主控制器电路；所述的通信单元与主控制器电路实现，用于主控制器电路的无线通信数据收发；所述的供电单元与主控器电路单元相连接，为整个控制电路单元供电。

作为本发明的优选，所述的控制电路单元包括主控制器电路、信号调理电路、显示驱动电路、隔离放大电路和无线通信电路组成。

作为本发明的优选，所述显示单元嵌入在壳体上表面板上，光伏光热参数输入单元设置在左侧面板上，光伏光热控制输出单元和通信单元均设置在右侧面板上，设置单元和供电单元在前面板上，控制电路单元放置在壳体内。

作为本发明的优选，所述的光伏光热参数输入单元包括光伏参数输入接口以及光热参数输入接口，两者采用分开独立的防水接头连接，光伏输入参数包括光照度、组件温度、实时电压和电流；所述的光热输入参数包括进水量、出水量、水温和储水量参数。

作为本发明的优选，设置单元包括光伏设置输入按键、光热设置输入按键以及设置切换按键，光伏设置输入按键和光热设置输入按键通过设置切换按键与所述的控制电路单元连接。

作为本发明的优选，光伏光热控制输出单元包括光伏发电控制输出单元和光热利用控制输出单元，光伏发电控制输出单元和光热利用控制输出单元分别连接隔离放大电路，接收主控制器电路经隔离放大电路发出的控制信号。光伏发电控制输出包括mppt控制信号、光伏发电投入/退出控制信号；所述的光热利用控制输出包括进/出水阀控制信号、水温调节控制信号。

作为本发明的优选，所述的显示单元包括一体化供能系统信息显示用的液晶显示屏、光伏功率参数数码管显示器和光热温度参数数码管显示器。液晶显示屏可以动态显示整个光伏光热一体化功能系统的动态工作图及实时工作信息；所述的数码管显示器可以根据设置显示光伏实时功率、电压和电流，光热实时储水量、温度等参数信息，可以采用固定单一参数显示或者多参数循环显示的模式。

作为本发明的优选，所述的供电单元包括供电电源和总控开关，供电电源通过总控开关直接与主控器电路的电源相连接，为整个控制电路单元供电。

作为本发明的优选，所述的光伏设置输入按键、光热设置输入按键以及设置切换按键（52）设置在前面板上部分成45度角倾斜的面板上。

作为本发明的优选，所述的主控器电路的控制芯片选用stm32f103微控制器。

有益效果：

本发明的太阳能光伏光热一体化供能控制系统，采用结构化紧凑式控制器设计，通过单一主控制器电路即可以实现对光伏光热两种能源系统的高效调节控制，同样也可以适用单一光伏或者光热能源应用场合，具有控制实现方便灵活、一机多能、安全可靠和操作便捷高效等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的电气组成结构及控制原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：

如图1所示一种太阳能光伏光热一体化供能控制系统，包括：合金壳体1、显示单元2、光伏光热参数输入单元3、光伏光热控制输出单元4、设置单元5、供电单元6、通信单元7和控制电路单元8。

所述显示单元2嵌入在合金壳体1上表面板上，光伏光热参数输入单元3设置在左侧面板上，光伏光热控制输出单元4和通信单元7均设置在右侧面板上，设置单元5和供电单元6在前面板上，控制电路单元8放置在合金壳体内。

其中，光伏光热参数输入单元3采用分开独立的防水接头连接；

光伏光热控制输出单元4分别采用平衡连接和交叉连接的端子输出控制信号；

显示单元2包括一体化供能系统信息显示用的液晶显示屏21、光伏功率参数数码管显示器22和光热温度参数数码管显示器23；

设置单元5由独立的光伏设置按键51、光热设置按键52和设置切换按键53组成，设置在前面板上部分成45度角倾斜的面板上，便于操作，

供电单元6由设置在前面板下部分的面板内仓，并设置有总控开关按钮62相连接。

如图2所示为本发明的电气组成结构及控制原理框图，所述的控制电路单元8包括主控制器电路81、信号调理电路82、显示驱动电路83、隔离放大电路84和无线通信电路85组成。

所述的供电电源61通过总控开关62直接与主控器电路的电源相连接，为整个控制电路单元通过工作电能，并可以实现断开或者开启整个控制单元8。

所述的光伏参数输入31和光热参数输入32连接到控制单元8的信号调理电路82后，输入到主控制器电路81。

所述的显示单元2的液晶显示屏21和数码管显示器22分别连接控制单元的显示驱动电路83，接收主控制器电路81经显示驱动电路83发出的驱动控制信息。

所述的光伏设置输入51和光热设置输入53连接设置切换按键52后，将设置信息输入到主控制器电路81，其中设置切换按键52可以实现光伏设置输入51和光热设置输入53间的按需切换。

所述的光伏光热控制输出单元4的光伏发电控制输出41和光热利用控制输出42分别连接隔离放大电路84，接收主控制器电路81经隔离放大电路84发出的控制信号。

所述的通信单元7的无线通信天线连接无线通信电路85，通过无线通信电路85实现主控制器电路81的无线通信数据收发。

所述的主控器电路81的控制芯片选用stm32f103微控制器组成。

所述控制电路单元8即可以适用于光伏光热一体化供能同步应用，也可以单独应用于光伏或者光热单独供能的场合应用，在光伏或者光热单独供能工作时，只需将设置切换按键设置52到对应的输入设置端进行参数设置即可。

所述的光伏输入参数31包括光照度、组件温度、实时电压和电流；所述的光热输入参数32包括进水量、出水量、水温和储水量参数。

所述的液晶显示屏21可以动态显示整个光伏光热一体化功能系统的动态工作图及实时工作信息；所述的数码管显示器22可以根据设置显示光伏实时功率、电压和电流，光热实时储水量、温度等参数信息，可以采用固定单一参数显示或者多参数循环显示的模式。

所述的光伏发电控制输出41包括mppt控制信号、光伏发电投入/退出控制信号；所述的光热利用控制输出42包括进/出水阀控制信号、水温调节控制信号。

本发明的太阳能光伏光热一体化供能控制系统，采用结构化紧凑式控制器设计，通过单一主控制器电路即可以实现对光伏光热两种能源系统的高效调节控制，同样也可以适用单一光伏或者光热能源应用场合，具有控制实现方便灵活、一机多能、安全可靠和操作便捷高效等优点。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。