气体检测系统

本发明涉及智能光伏领域和气体检测，尤其涉及一种气体检测系统。

背景技术：

1、气体监测通常是通过红外检测设备或系统来实现的，而现有的气体检测设备或者系统在运行时，仍依赖于常规电网或者化学电池供电，其本质依然是依靠石油、煤炭等不可再生能源燃烧所产生的电能。这样，在长期运行下，气体检测设备或者系统本身的用电就不符合低碳发展初衷，并会不可避免地产生较高的运行电力成本。因此，如何在低碳环保的条件下监测以二氧化碳为代表的一系列气体，并且降低监测的运行成本成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种气体检测系统，通过智能策略管理全光伏技术供能，不仅能够实现监测二氧化碳等气体浓度的低碳环保化，而且还能有效地降低气体监测的运行成本。

2、本发明第一方面提出了一种气体检测系统，包括：

3、全钙钛矿薄膜光伏供能模块和气体检测模块；全钙钛矿薄膜光伏供能模块与气体检测模块连接；全钙钛矿薄膜光伏供能模块包括钙钛矿光伏单元和供电控制单元。

4、钙钛矿光伏单元，用于将太阳能转换为电能，并利用电能为气体检测系统的用电部分供电；用电部分包括供电控制单元和气体检测模块。

5、供电控制单元，用于调控气体检测模块的工作模式，并根据工作模式控制钙钛矿光伏单元输出电能。

6、气体检测模块，用于检测气体的浓度。其中，气体包括但不限于烷类气体、烯类气体、单质气体、氧化物气体中的任意一种或多种。

7、在一个可选的实施方式中，全钙钛矿薄膜光伏供能模块还包括辅助电能存储单元。

8、辅助电能存储单元，用于存储钙钛矿光伏单元产生的电能；并辅助钙钛矿光伏单元为用电部分供电。

9、在一个可选的实施方式中，供电控制单元，具体用于：

10、监测钙钛矿光伏单元的输出功率；并确定气体检测系统对应的工作模式。

11、确定工作模式下用电部分对应的供电功率。

12、根据钙钛矿光伏单元的输出功率和供电功率，控制钙钛矿光伏单元输出电能。

13、在一个可选的实施方式中，供电控制单元，具体用于：

14、当钙钛矿光伏单元的输出功率大于或等于供电功率时，控制钙钛矿光伏单元为用电部分供电。

15、当钙钛矿光伏单元的输出功率小于供电功率时，控制钙钛矿光伏单元和辅助电能存储单元协同为用电部分供电。

16、在一个可选的实施方式中，当钙钛矿光伏单元的输出功率大于供电功率时，供电控制单元，还用于控制钙钛矿光伏单元对辅助电能存储单元充电。

17、在一个可选的实施方式中，工作模块包括正常模式和节能模式。供电控制单元，具体用于：

18、当监测到钙钛矿光伏单元的输出功率大于或等于第一功率时，确定气体检测模块对应的工作模式为正常模式。其中，正常模式下用电部分对应的供电功率为第一功率。

19、当监测到钙钛矿光伏单元的输出功率小于第一功率，且辅助电能存储单元的存储电量小于第一电量阈值时，调节气体检测模块对应的工作模式至节能模式。第一电量阈值与第一功率和气体检测系统对应的最短稳定运行时间相关。

20、在一个可选的实施方式中，节能模式下用电部分对应的默认供电功率为第二功率。第二功率小于第一功率。当气体检测模块对应的工作模式被调节至节能模式后，供电控制单元，还用于：

21、若钙钛矿光伏单元的输出功率和辅助电能存储单元的输出功率均小于第二功率，则对默认供电功率进行降档处理。其中，降档处理后的供电功率为第三功率。

22、当辅助电能存储单元的输出功率大于或等于第三功率时，控制钙钛矿光伏单元和/或辅助电能存储单元根据第三功率为用电部分供电。

23、在一个可选的实施方式中，第三功率不低于节能模式对应的最小供电功率；供电控制单元，还用于：

24、当钙钛矿光伏单元和辅助电能存储单元的输出功率总和小于最低功率阈值时，控制钙钛矿光伏单元和辅助电能存储单元对用电部分停止供电。

25、在一个可选的实施方式中，供电控制单元，还用于：

26、监测辅助电能存储单元的存储电量是否小于第二电量阈值。第二电量阈值与最小供电功率和最短稳定运行时间相关。

27、若辅助电能存储单元的存储电量小于第二电量阈值，则控制钙钛矿光伏单元和辅助电能存储单元对用电部分停止供电。

28、在一个可选的实施方式中，供电控制单元，还用于：

29、若辅助电能存储单元的存储电量小于第二电量阈值，则控制钙钛矿光伏单元对辅助电能存储单元充电。

30、当辅助电能存储单元的存储电量恢复至第二电量阈值后，恢复钙钛矿光伏单元和辅助电能存储单元对用电部分供电。

31、在一个可选的实施方式中，供电控制单元，还用于根据气体检测浓度判断环境的状况等级；根据状况等级确定气体检测模块对应的供电功率可调范围；并根据供电功率可调范围控制气体检测模块对应的工作模式。

32、本发明第二方面提出了一种气体检测设备，该气体检测设备包括上述第一方面及第一方面任一种实施方式提供的气体检测系统。

33、本发明提供的一种气体检测系统，相对于现有技术，具有以下有益效果：

34、(1)、本发明通过钙钛矿光伏技术实现清洁太阳能到电能的高效转化，仅将无污染、可再生的太阳能作为气体检测系统的能量来源，这样，可以有效减少长时间运行下传统气体检测系统电力所涉及不可再生能源造成的碳排放量，减少环境污染，具有较强的环保意义；

35、(2)、钙钛矿光伏具有高光电转换效率、低制备成本、以及可大面积制备等突出特点，所采用的太阳能是免费的，不需要额外消耗系统的运行用电成本，能够大大提高系统运行的经济性，实现低成本检测气体的目的；

36、(3)、钙钛矿光伏具有高光电转换效率、超薄厚度以及可柔性制备等特征，在集成气体检测系统上展现了轻量化、一体化、高性能化的优势。同时，本发明耦合正常模式-节能模式的供电双模式、功率逐级降档控制、基于被检测气体浓度限制最低运行功率等功能，实现了智能一体化的气体检测系统构建。

技术特征：

1.一种气体检测系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的气体检测系统，其特征在于，所述全钙钛矿薄膜光伏供能模块还包括辅助电能存储单元；

3.根据权利要求2所述的气体检测系统，其特征在于，所述供电控制单元，具体用于：

4.根据权利要求3所述的气体检测系统，其特征在于，所述供电控制单元，具体用于：

5.根据权利要求4所述的气体检测系统，其特征在于，当所述钙钛矿光伏单元的输出功率大于所述供电功率时，

6.根据权利要求3至5任一项所述的气体检测系统，其特征在于，所述工作模块包括正常模式和节能模式；所述供电控制单元，具体用于：

7.根据权利要求6所述的气体检测系统，其特征在于，所述节能模式下所述用电部分对应的默认供电功率为第二功率；所述第二功率小于所述第一功率；当所述气体检测模块对应的工作模式被调节至所述节能模式后，所述供电控制单元，还用于：

8.根据权利要求7所述的气体检测系统，其特征在于，所述第三功率不低于所述节能模式对应的最小供电功率；所述供电控制单元，还用于：

9.根据权利要求7或8所述的气体检测系统，其特征在于，所述供电控制单元，还用于：

10.根据权利要求9所述的气体检测系统，其特征在于，所述供电控制单元，还用于：

技术总结
本发明提出了一种气体检测系统，涉及气体检测技术领域。该系统包括：全钙钛矿薄膜光伏供能模块和气体检测模块。全钙钛矿薄膜光伏供能模块与气体检测模块连接。全钙钛矿薄膜光伏供能模块包括钙钛矿光伏单元和供电控制单元。钙钛矿光伏单元，用于将太阳能转换为电能，并利用电能为气体检测系统的用电部分供电。供电控制单元，用于调控气体检测模块的工作模式，并根据工作模式控制钙钛矿光伏单元输出的电能。气体检测模块，用于检测气体。本发明能够低碳环保地监测气体，并且能降低气体监测的运行成本。

技术研发人员：卜童乐,蒋瑞轩,施展
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/17