一種家用環(huán)保節(jié)能用電環(huán)境的研究設(shè)計

李俊樺

摘 要：概述了一種家用環(huán)保控電節(jié)能系統(tǒng)，詳述了家用環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)的具體的設(shè)計，應(yīng)用結(jié)果表明此家用環(huán)保控電系統(tǒng)有效改善了家庭用電環(huán)境，確保家庭用電正常，實現(xiàn)用電環(huán)保節(jié)能降耗。

關(guān)鍵詞：綠色家庭；環(huán)保節(jié)能；光伏

中圖分類號：TH134.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）06-0011-01

1 引言

近年來，國家對環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高，加快新能源開發(fā)和利用，努力建設(shè)成資源節(jié)約型，環(huán)境友好型的和諧社會，實現(xiàn)綠色環(huán)保節(jié)能家園，是我們每一個人的責(zé)任與義務(wù)。目前我們現(xiàn)在所使用的電源大部分是煤炭發(fā)電，而發(fā)電廠燒煤炭所排出二氧化碳、二氧化硫等有害氣體對我們的環(huán)境造成了很大的污染，空氣質(zhì)量變壞。節(jié)能環(huán)保對當(dāng)前社會尤為重要，我們要充分利用清潔能源，比如風(fēng)能、光能、核能等，替代能夠造成環(huán)境污染的化石能源，尤其是太陽能作為一種綠色環(huán)保新能源，被有效的利用在家庭發(fā)電中，更是進入了飛速發(fā)展時期。

2 家庭用電存在影響環(huán)保節(jié)能的問題

現(xiàn)在家庭用電過程中，我們一般依靠國家電網(wǎng)供電系統(tǒng)實現(xiàn)所有設(shè)備供電，然而時代在發(fā)展，社會在進步，已不能滿足于電力的供給和使用，而是更趨向于綠色環(huán)保用電。

隨著生活水平的提高，家庭電器設(shè)備越來越多，耗電量大，特別是到了夏季，空調(diào)、熱水器等設(shè)備應(yīng)用比較頻繁，突然跳閘斷電現(xiàn)象比較頻繁，給我們?nèi)粘Ｉ顜砗艽蟮牟槐?。停電后通常我們會用蠟燭來解決照明問題，而點燃的蠟燭會產(chǎn)生出甲醛、乙醛、丙烯醛等有害氣體，給環(huán)境造成較大的污染。

目前家庭用電越來越趨向于智能化，許多家庭中所有的用電器和手動開關(guān)進行統(tǒng)一管理，有時我們外出大部分電器需要關(guān)閉，我們通常會切斷供電總開關(guān)，停止送電，但有一些還需要設(shè)備需要供電，如網(wǎng)絡(luò)適配器、家庭監(jiān)控等，尤其在夜間外出回家，家庭內(nèi)一片漆黑，我們需要有一些安全照明指示燈具，提升我們的生活環(huán)境質(zhì)量，這就需要一種備用電源來滿足需求。

3 家庭用電環(huán)保節(jié)能問題的設(shè)計方案

目前無論從世界還是從中國來看，常規(guī)能源都是很有限的。中國的一次能源儲量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界的平均水平，大約只有世界總儲量的10%。而在新能源的應(yīng)用中太陽能應(yīng)用技術(shù)越來越成熟。因此我在研究應(yīng)用時就首先考慮了光伏發(fā)電系統(tǒng)作為替代性能源。按照該思路，我對家庭供電電路重新進行了設(shè)計，利用兩路供電系統(tǒng)，通過人工定時設(shè)置，實現(xiàn)家庭供電系統(tǒng)自動切換，達(dá)到了初期要求。具體技術(shù)方案為：

該系統(tǒng)包括家庭基本用電系統(tǒng)及供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)包括國家電網(wǎng)以及光伏系統(tǒng)，家庭基本用電系統(tǒng)分別與國家電網(wǎng)和光伏系統(tǒng)連接，家庭用電系統(tǒng)與供電系統(tǒng)之間設(shè)置有時間繼電器。

光伏系統(tǒng)包括光伏板和逆變器。家庭用電系統(tǒng)與國家電網(wǎng)之間設(shè)置有手動開關(guān)。家庭用電系統(tǒng)與光伏系統(tǒng)之間設(shè)置有手動開關(guān)。

家庭基本用電系統(tǒng)包括并聯(lián)的分別連接家用電器和插座的分支電路。時間繼電器分別設(shè)置于連接家用電器和插座的分支電路上。

供電系統(tǒng)接入家庭用電系統(tǒng)之前的電路上設(shè)置有串聯(lián)的應(yīng)急照明燈和蓄電池。供電系統(tǒng)接入家庭用電系統(tǒng)之前的電路上設(shè)置有并聯(lián)的應(yīng)急照明燈和蓄電池。

4 主要技術(shù)內(nèi)容

此家庭用電控電系統(tǒng)，充分利用新技術(shù)新能源，將光伏系統(tǒng)應(yīng)用到該發(fā)明中。如圖1所示，通過該系統(tǒng)中的時間繼電器可以提前設(shè)定時間，在家庭內(nèi)無人狀態(tài)下能夠自動切換供電系統(tǒng)，一是達(dá)到安全用電的目的，二是能夠節(jié)約能源，保護環(huán)境。光伏板與逆變器串聯(lián)共同組成光伏供電系統(tǒng)，此系統(tǒng)與國家電網(wǎng)相連，多余的電可以傳輸至國家電網(wǎng)。具體技術(shù)內(nèi)容如下：

（1）光伏系統(tǒng)包括光伏板1、逆變器2、時間繼電器3與應(yīng)急照明燈4共同組成自動控制系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)帶有蓄電池8；

（2）平時光伏系統(tǒng)和國家電網(wǎng)均可以給自動控制系統(tǒng)充電，待停電時，蓄電池8可以保障自動控制系統(tǒng)正常運行，應(yīng)急照明燈4可以保障家中明亮；

（3）當(dāng)人離開家后，可設(shè)置時間繼電器3在一定的時間（如3-12小時）內(nèi)關(guān)閉家庭基本用電系統(tǒng)的供電，可以依據(jù)家庭的需求進行設(shè)定。

整個光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器等設(shè)備組成。如圖2所示，其部分設(shè)備的作用是：電池方陣通過吸收光能，在光生伏特效應(yīng)的作用下轉(zhuǎn)換成電能，是能量轉(zhuǎn)換的器件；蓄電池組是貯存太陽能電池方陣受光照時發(fā)出的電能并可隨時向負(fù)載供電；控制器是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設(shè)備；逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。該系統(tǒng)充分發(fā)揮光伏發(fā)電系統(tǒng)的作用，有效的利用其可靠性高、使用壽命長、不污染環(huán)境、能獨立發(fā)電又能并網(wǎng)運行的特征，達(dá)到雙供電系統(tǒng)間的機動互換性，合理解決安全用電的問題。

5 實施效果

采用家庭新能源控電系統(tǒng)后，兩套供電系統(tǒng)能夠在正常狀態(tài)下和無人在家狀態(tài)下為家庭提供有效的照明動力。正常狀態(tài)下由電網(wǎng)供電保障家庭用電需求，當(dāng)在人離開家后，可設(shè)定系統(tǒng)中的時間繼電器，定時自動切斷電源，依靠光伏發(fā)電系統(tǒng)提供電源，保障家用基本用電系統(tǒng)仍可以進行正常工作，且配備的蓄電池和應(yīng)急照明燈，能夠保障斷電時家中不至于一片黑暗，在提高了家庭用電安全的情況下，能充分節(jié)約能源。

6 結(jié)語

環(huán)保是一種生活態(tài)度，倡導(dǎo)綠色節(jié)能，保護我們的生活環(huán)境是我們每個學(xué)生的義務(wù)，我們要樹立環(huán)保創(chuàng)新發(fā)展的理念意識，努力構(gòu)建和諧節(jié)約型社會，節(jié)能環(huán)保有你我共同的參與，我們?nèi)祟惿娴沫h(huán)境會更加美好。

參考文獻(xiàn)

[1]魏來偉.對于太陽能光伏發(fā)電技術(shù)探討[J].低碳世界，2017（10）：48-49.