一种光水互补发电照明系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种光水互补发电照明系统，其特征在于：通过采样一次侧及二次侧电压电流信号来控制太阳能供电电路和水能供电电路给蓄电池充电，实现双路同时DC‑DC变化，再通过Flyback电路给大功率发光二极管供电进行照明。本实用新型专利技术实现了光能和水能同时供电并用于照明的目的,且具有欠压及过压保护，其中本实用新型专利技术中开关管采用GaN的MOS，使得本系统集成度高、效率高，发热量小。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光水互补发电照明系统。
技术介绍
能源是推进社会进步和经济发展的物质原动力之一，能源供应短缺都会直接或间接地影响全民经济发展与经济安全。目前，石油、煤炭、天然气等作为整个经济发展的主要能源来源，但是这些能源的储存量是有限的积极主动参与国际合作，利用科技自主创新，科学发展可再生能源和替代能源，逐步解决中国经济高速发展中的能源紧缺和新技术瓶颈问题。所以发展太阳能、水能为主的新能源具有重大的战略意义。由煤炭造成的严重环境污染使低碳环保日渐深入人心，低碳经济也成为了21世纪发展经济的另一重要核心，环境问题已经引起了政府和公众同时特别关注，相关的环境法律法规也越来越严格。由此可见，无论从政治、经济、文化哪方面考虑，我国迫切的需要开发利用新能源、提高新旧能源的利用转化效率、不断的优化我国现阶段的能源消费结构。其中探索开发可再生清洁型能源成为了低碳经济的技术革新。在众多可再生能源中，水能和太阳能具有清洁、分布广、储量大以及开发成本低等优点，相关技术相对成熟。光水互补可以广泛的应用在市电供应不便或电力供应紧张的地区，并且更因为它是废水与太阳能发电，来源广，对环境不会造成污染的同时，还有保护环境的作用。并且，还能改造成供应单个家庭的独立供电系统，应用前景广泛。随着经济发展，人们越来越追求便捷，对电能的需求越发强烈。然而在大幅度使用不可再生资源的情况下，我国的环境遭到恶劣破坏，保护环境刻不容缓。而我国疆域辽阔，在很多的农村地区还面临着电能供给不足的情况，生活生产收到了很大的影响。因此，设计一套能够利用水能和光能发电来照明的系统具有极大的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种光水互补发电照明系统，将光能和水能结合在一起，相互配合转化成电能给照明系统供电。为实现上述目的本技术采用以下技术方案实现：一种光水互补发电照明系统，包括太阳能供电电路和水能供电电路，其特征在于：包括太阳能电池板、水轮发电机和蓄电池；在所述太阳能供电电路中，所述太阳能电池板的一端分别与电容C1的正极、电容C2的一端及NMOS管N1的漏极连接，所述太阳能电池板的另一端分别与电容C1的负极、电容C2的另一端、二极管D1的正极、电容C3的负极、电容C4的一端及蓄电池的一端连接，所述NMOS管N1的源极分别与二极管D1的负极及电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端分别与电容C3的正极、电容C4的一端及继电器K1的静触头连接，所述继电器K1的动触头与所述蓄电池的另一端连接；在所述水能供电电路中，所述水轮发电机的一端分别与电容C5的正极、电容C6的一端及电感L2的一端连接，所述水轮发电机的另一端分别与电容C5的负极、电容C6的另一端、NMOS管N2的源极、电容C7的一端、电容C8的负极、电容C9的一端及蓄电池的一端连接，所述电感L2的另一端分别与NMOS管N2的漏极、电阻R1的一端及二极管D2的正极连接，所述电阻R1的另一端与电容C7另一端连接，所述二极管D2的负极分别与电容C8的正极、电容C9的另一端及继电器K2的静触头连接，所述继电器K2的动触头与蓄电池的另一端连接。进一步的，在所述太阳能供电电路中，所述太阳能电池板的两端并接有用于检测太阳能电池板输出电压的第一电压检测单元，所述蓄电池的两端连接有用于检测蓄电池输入电压和输入电流的第一电压电流检测单元；在所述水能供电电路中，所述水轮发电机的两端并接有用于检测水轮发电机输出电压的第二电压检测单元，所述蓄电池的两端连接有用于检测蓄电池输入电压和输入电流的第二电压电流检测单元。进一步的，还包括LED灯珠阵列；蓄电池的一输出端与电感L3的一端及电容C10的一端连接，蓄电池的另一输出端、电容C10的另一端及电容C11的一端接地，电感L3的另一端分别与电容C11的另一端、电阻R2的一端、电容C12的一端及变压器T1初级绕组的一端连接，电阻R2的另一端分别与电容C12的另一端及二极管D3的负极连接，二极管D3的正极分别与变压器T1初级绕组的另一端、MOS管N3的漏极及稳压二极管D5放入负极连接，MOS管N3的源极与稳压二极管D5的正极连接；变压器T1次级绕组的一端与二极管D4的正极连接，变压器T1次级绕组的另一端、电容C13的负极、电容C14的一端、电容C15的负极及电阻R3的一端接地，二极管D4的负极分别与电容C13的正极、电容C14的另一端、电容C15的正极及LED灯珠阵列的正端连接，电阻R3的另一端与LED灯珠阵列的负端连接。进一步的，所述蓄电池的另一输出端连接有用于保护电路的过流保护单元，所述LED灯珠阵列的负端设置有第三电压电流检测单元。进一步的，所述继电器K1的线圈的一端与恒压源S1连接，所述继电器K1的线圈的另一端与三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的发射极接地；所述继电器K2的线圈的一端与恒压源S2连接，所述继电器K2的线圈的另一端与三极管Q2的发射极连接，所述三极管Q2的集电极接地。本技术与现有技术相比具有以下优势：本技术采用光能和水能互补的供电电路，相比于单路发电系统，集成度高；另外本技术通过蓄电池接入Flyback电路，可实现并联均流输出给多路LED灯珠阵列供电，相比于节能灯而言效率高且发热量小。附图说明图1是本技术—实施例的太阳能Buck供电电路和水能Boost供电电路示意图。图2是本技术—实施例的LED灯珠阵列供电原理图。图3是本技术—实施例的信号控制原理图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术做进一步说明。请参照图1，本实施例提供一种光水互补的发电照明系统，包括太阳能Buck供电电路和水能Boost供电电路，其特征在于：包括太阳能电池板、水轮发电机M和蓄电池；在所述太阳能Buck供电电路中，所述太阳能电池板的一端分别与电容C1的正极、电容C2的一端及NMOS管N1的漏极连接，所述太阳能电池板的另一端分别与电容C1的负极、电容C2的另一端、二极管D1的正极、电容C3的负极、电容C4的一端及蓄电池的一端连接，所述NMOS管N1的源极分别与二极管D1的负极及电感L1的一端连接，栅极连接脉冲调制信号1，所述电感L1的另一端分别与电容C3的正极、电容C4的一端及继电器K1的静触头连接，所述继电器K1的动触头与所述蓄电池的另一端连接；在所述水能Boost供电电路中，所述水轮发电机的一端分别与电容C5的正极、电容C6的一端及电感L2的一端连接，所述水轮发电机的另一端分别与电容C5的负极、电容C6的另一端、NMOS管N2的源极、电容C7的一端、电容C8的负极、电容C9的一端及蓄电池的一端连接，所述电感L2的另一端分别与NMOS管N2的漏极、电阻R1的一端及二极管D2的正极连接，NMOS管N2的栅极连接脉冲调制信号2，所述电阻R1的另一端与电容C7另一端连接，所述二极管D2的负极分别与电容C8的正极、电容C9的另一端及继电器K2的静触头连接，所述继电器K2的动触头与蓄电池的另一端连接。请继续参照图1，所述继电器K1的线圈的一端与恒压源S1连接，所述继电器K1的线圈的另一端与三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的发射极接地，基极连接继电器控制信号1；所述继电器K2的线圈的一端与恒压源S2连接，所述继电器K2的线圈的另一端与三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光水互补发电照明系统，包括太阳能供电电路和水能供电电路，其特征在于：包括太阳能电池板、水轮发电机和蓄电池；在所述太阳能供电电路中，所述太阳能电池板的一端分别与电容C1的正极、电容C2的一端及NMOS管N1的漏极连接，所述太阳能电池板的另一端分别与电容C1的负极、电容C2的另一端、二极管D1的正极、电容C3的负极、电容C4的一端及蓄电池的一端连接，所述NMOS管N1的源极分别与二极管D1的负极及电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端分别与电容C3的正极、电容C4的一端及继电器K1的静触头连接，所述继电器K1的动触头与所述蓄电池的另一端连接；在所述水能供电电路中，所述水轮发电机的一端分别与电容C5的正极、电容C6的一端及电感L2的一端连接，所述水轮发电机的另一端分别与电容C5的负极、电容C6的另一端、NMOS管N2的源极、电容C7的一端、电容C8的负极、电容C9的一端及蓄电池的一端连接，所述电感L2的另一端分别与NMOS管N2的漏极、电阻R1的一端及二极管D2的正极连接，所述电阻R1的另一端与电容C7另一端连接，所述二极管D2的负极分别与电容C8的正极、电容C9的另一端及继电器K2的静触头连接，所述继电器K2的动触头与蓄电池的另一端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种光水互补发电照明系统，包括太阳能供电电路和水能供电电路，其特征在于：包括太阳能电池板、水轮发电机和蓄电池；在所述太阳能供电电路中，所述太阳能电池板的一端分别与电容C1的正极、电容C2的一端及NMOS管N1的漏极连接，所述太阳能电池板的另一端分别与电容C1的负极、电容C2的另一端、二极管D1的正极、电容C3的负极、电容C4的一端及蓄电池的一端连接，所述NMOS管N1的源极分别与二极管D1的负极及电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端分别与电容C3的正极、电容C4的一端及继电器K1的静触头连接，所述继电器K1的动触头与所述蓄电池的另一端连接；在所述水能供电电路中，所述水轮发电机的一端分别与电容C5的正极、电容C6的一端及电感L2的一端连接，所述水轮发电机的另一端分别与电容C5的负极、电容C6的另一端、NMOS管N2的源极、电容C7的一端、电容C8的负极、电容C9的一端及蓄电池的一端连接，所述电感L2的另一端分别与NMOS管N2的漏极、电阻R1的一端及二极管D2的正极连接，所述电阻R1的另一端与电容C7另一端连接，所述二极管D2的负极分别与电容C8的正极、电容C9的另一端及继电器K2的静触头连接，所述继电器K2的动触头与蓄电池的另一端连接。2.根据权利要求1所述的光水互补发电照明系统，其特征在于：在所述太阳能供电电路中，所述太阳能电池板的两端并接有用于检测太阳能电池板输出电压的第一电压检测单元，所述蓄电池的两端连接有用于检测蓄电池输入电压和输入电流的第一电压电流检测单元；在所述水能供电电路中，所述水轮发电机的两端并接有用于检测水轮发电机输出电压的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐启峰，项宇锴，陈霖扬，黄奕钒，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：福建;35