一种光伏输出功率自调节装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种光伏输出功率自调节装置。该装置包括太阳能电池板转动模块、太阳监测模块、风力风向监测模块、控制模块和蓄电模块；所述太阳能电池板转动模块固定在地面上；太阳监测模块和风力风向监测模块分别固定在比太阳能电池板平放时高的平台上；控制模块分别与太阳能电池板转动模块、太阳监测模块及风力风向监测模块相连；蓄电模块分别与太阳能电池板转动模块、太阳监测模块、风力风向监测模块、控制模块相连。本发明专利技术提升了相关设备的效率、准确性和设备本身的安全性，保证了太阳能电池板始终处于最优的工作状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能发电
，具体为一种光伏输出功率自调节装置。
技术介绍
近些年，随着经济的发展，社会观念的逐渐转变，环境问题及可持续发展被越来越多的人所关注。在此背景下，国家大力发展可再生能源发电，这一领域的地位也逐步提高。太阳能发电作为可再生能源发电中的佼佼者，其与传统能源发电相比，有着设备投资合理、系统成型时间短、工作环保无污染、适用范围广阔及能源取之不尽等的优点，正在我国逐步普及。目前我们所见到的大多是固定式的太阳能电池板，固定式太阳能电池板虽然造价较低且安装方便，但由于太阳能电池发电的原理是光生伏特效应，太阳能电池板只有在阳光直射时才能将发电效率最大化。显然固定式的光伏发电系统效率较低，难以充分利用太阳能的同时也一定程度上不利于了太阳能发电的普及。所以，研制一种可监测太阳方位还能自动调整太阳能电池板受光角度即一种光伏输出功率自调节装置在提高产品工作效率、提高产品性价比、充分利用太阳能及相关装置的普及方面有重大的意义。当前，在太阳监测方面，已有的装置或专利有计算预测太阳的运行轨迹从而进行追踪的，有用光电传感器监测阳光的，还有的用图像识别技术识别太阳的。第一种装置存在着计算复杂、预测不精确、不同地方调试不同程序致使其相对繁琐的的问题；第二种装置存在着受外部影响较大，光电传感器使用条件较为苛刻的问题；第三种装置存在着图像识别不准确、不精确的问题。这三种装置均不能及时准确地自动监测太阳，提升光伏发电装置的工作效率有限。在电池板转动装置或专利方面，有的只能进行稍微的转动，有的转动只能旋转太阳能电池板的朝向而不能改变电池板与地面的夹角，有的可以达到太阳能电池板跟踪太阳方位的要求但其使用电机较多导致装置本身耗电不可忽视，还有的装置过于复杂。另外，太阳能电池板在应对强风时的自我保护能力也应在设计的考虑范围之内。
技术实现思路
针对现有装置或方案的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种光伏输出功率自调节装置，该装置使用单步进电机控制，通过空心蜗杆齿轮、齿轮架内两轴上的皮带与同步器以及中心杆和力敏电阻的组合等设计，解决了现有光伏输出功率自调节装置耗电量较大、转动不灵活、只能旋转朝向、较为复杂、不能有效自我保护的问题。本装置提升了相关设备的效率、准确性和设备本身的安全性，保证了太阳能电池板始终处于最优的工作状态。本专利技术技术方案为：一种光伏输出功率自调节装置，该装置包括太阳能电池板转动模块、太阳监测模块、风力风向监测模块、控制模块和蓄电模块；所述太阳能电池板转动模块固定在地面上；太阳监测模块和风力风向监测模块分别固定在比太阳能电池板平放时高的平台上；控制模块分别与太阳能电池板转动模块、太阳监测模块及风力风向监测模块相连；蓄电模块分别与太阳能电池板转动模块、太阳监测模块、风力风向监测模块、控制模块相连；所述太阳能电池板转动模块包括支撑底座、支撑杆、齿轮变换连接器、步进电机、步进电机驱动器、空心蜗杆齿轮、太阳能电池板架、类球形万向头、太阳能电池板、齿轮架、方向齿轮、齿轮轴、滚轮、滚轮轴、链条和激光矫正器；支撑底座直接固定在地面上；支撑杆竖直地固定在支撑底座中央；齿轮变换连接器固定在支撑杆下部，步进电机的齿轮与齿轮变换连接器的齿轮相啮合；空心蜗杆齿轮套在支撑杆上，与齿轮变换连接器的齿轮啮合；太阳能电池板架通过类球形万向头安装在支撑杆的顶部；太阳能电池板固定在太阳能电池板架上；四个相同的齿轮架分别固定在支撑底座的四个方向上；每个齿轮架上有上下两排孔，每排孔呈水平设置，滚轮轴的两端安装在上排孔，齿轮轴的两端安装在下排孔；每个齿轮架上，方向齿轮固定在齿轮轴中间，方向齿轮与空心蜗杆齿轮的空心蜗杆部分相啮合；滚轮固定在滚轮轴中间；链条的一端固定在对应滚轮上，另一端固定在太阳能电池板架上；四个相同的激光矫正器固定在太阳能电池板架的四个角上；所述太阳能电池板转动模块的每个齿轮架一侧的内部还包括皮带和同步器；其中，皮带分别与齿轮轴的齿轮部分和滚轮轴的齿轮部分相啮合；同步器设在滚轮轴上，位于皮带和滚轮之间；所述的齿轮变换连接器的固定片的一端套入支撑杆，固定片的另一端安装有转轴，大齿轮安装在转轴上方，小齿轮安装在转轴下方；步进电机步进电机固定在支撑杆旁，且其转轴上的电机齿轮与齿轮变换连接器的小齿轮相啮合；步进电机驱动器固定在步进电机下方；所述的空心蜗杆齿轮包括一体的空心蜗杆部分和空心齿轮部分；空心蜗杆部分位于空心齿轮部分之上，整体套在支撑杆上；齿轮变换连接器的大齿轮与空心齿轮部分啮合，空心蜗杆部分与方向齿轮啮合；所述太阳监测模块包括太阳监测盘、太阳能电池块、圆杆和电压计量芯片；太阳能电池块安装放置在太阳监测盘内；圆杆竖直地固定在太阳监测盘中央；电压计量芯片固定在太阳监测盘内。所述风力风向监测模块主要包括风力风向监测架、力敏电阻、中心杆、监测气球、保护罩和电阻计量芯片；风力风向监测架为两级结构，第一级斜平台在下，第二级斜平台在上；力敏电阻固定在风力风向监测架的两级斜平台位置；中心杆固定在风力风向监测架的底部中心，监测气球连接在中心杆的顶端；电阻计量芯片固定在风力风向监测架内。所述控制模块包括单片机。所述蓄电模块包括太阳能充放电控制器和蓄电池；太阳能充放电控制器与蓄电池相连。所述的连接关系还包括：控制模块分别与步进电机驱动器、同步器、激光矫正器、电压计量芯片、电阻计量芯片相连；蓄电模块分别与步进电机、步进电机驱动器、同步器、激光矫正器、太阳能电池板、太阳能电池块、电压计量芯片、电阻计量芯片、控制模块相连；步进电机驱动器与步进电机相连；电压计量芯片与每个太阳能电池块相连；电阻计量芯片与每个力敏电阻相连。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的太阳能电池板转动模块设计合理，采用步进电机驱动其余装置，反应速度快，控制精度高，可准确按照控制模块预设的角度和圈数进行转动，使得本专利技术对于太阳能电池板架及其上放置的太阳能电池板倾角的控制更加精确，单步进电机使得装置耗电量相应降低；支撑杆顶端的类球形万向头使其既能承载太阳能电池板的重量，又通过与空心蜗杆齿轮及四个齿轮架、方向齿轮、齿轮轴、滚轮、滚轮轴、链条等的配合使得太阳能电池板架上的太阳能电池板可以自由的在底面与地面接近平行的类半球范围内转动；随着电机的转动，与空心蜗杆齿轮相啮合的对向方向齿轮的旋转方向相反，两个对向滚轮的旋转方向相反，两条对向链条的收放也相反，即一侧收链条的同时对向一侧放链条，链条始终处于紧绷状态，使得太阳能电池板始终自动快速准确地处于最佳工作位置，显著提高了太阳能电池板的发电效率；使用一段时间后，如果太阳能电池板的转动位置与预设位置出现偏差，可以使用激光矫正器进行矫正。2、本专利技术的太阳监测模块通过比较太阳监测盘内全部太阳能电池块的电压，找出电压较低的太阳能电池块，这些太阳能电池块的位置即是太阳照射下圆杆的阴影所在的位置。以此为依据判断出太阳的直射角度，具有判断速度快、误差小、耗电少的特点，有效地保证了太阳监测的有效性、耐用性。另外，太阳监测盘内的太阳能电池块经太阳照射也能发电，所发电量可以输送到蓄电池，相应减少装置本身用电，节能环保。3、本专利技术通过监测风力和风向使得装置在必要情形下转动太阳能电池板至与风向平行，即风力风向监测模块使得本装置在遭遇大风天气时能相应地进行自我保护，降低了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏输出功率自调节装置，其特征为该装置包括太阳能电池板转动模块、太阳监测模块、风力风向监测模块、控制模块和蓄电模块；所述太阳能电池板转动模块固定在地面上；太阳监测模块和风力风向监测模块分别固定在比太阳能电池板平放时高的平台上；控制模块分别与太阳能电池板转动模块、太阳监测模块及风力风向监测模块相连；蓄电模块分别与太阳能电池板转动模块、太阳监测模块、风力风向监测模块、控制模块相连；所述太阳能电池板转动模块包括支撑底座、支撑杆、齿轮变换连接器、步进电机、步进电机驱动器、空心蜗杆齿轮、太阳能电池板架、类球形万向头、太阳能电池板、齿轮架、方向齿轮、齿轮轴、滚轮、滚轮轴、链条和激光矫正器；支撑底座直接固定在地面上；支撑杆竖直地固定在支撑底座中央；齿轮变换连接器固定在支撑杆下部，步进电机的齿轮与齿轮变换连接器的齿轮相啮合；空心蜗杆齿轮套在支撑杆上，与齿轮变换连接器的齿轮啮合；太阳能电池板架通过类球形万向头安装在支撑杆的顶部；太阳能电池板固定在太阳能电池板架上；四个相同的齿轮架分别固定在支撑底座的四个方向上；每个齿轮架上有上下两排孔，每排孔呈水平设置，滚轮轴的两端安装在上排孔，齿轮轴的两端安装在下排孔；每个齿轮架上，方向齿轮固定在齿轮轴中间，方向齿轮与空心蜗杆齿轮的空心蜗杆部分相啮合；滚轮固定在滚轮轴中间；链条的一端固定在对应滚轮上，另一端固定在太阳能电池板架上；四个相同的激光矫正器固定在太阳能电池板架的四个角上；所述太阳能电池板转动模块的每个齿轮架一侧的内部还包括皮带和同步器；其中，皮带分别与齿轮轴的齿轮部分和滚轮轴的齿轮部分相啮合；同步器设在滚轮轴上，位于皮带和滚轮之间；所述的齿轮变换连接器的固定片的一端套入支撑杆，固定片的另一端安装有转轴，大齿轮安装在转轴上方，小齿轮安装在转轴下方；步进电机固定在支撑杆旁，且其转轴上的电机齿轮与齿轮变换连接器的小齿轮相啮合；步进电机驱动器固定在步进电机下方；所述的空心蜗杆齿轮包括一体的空心蜗杆部分和空心齿轮部分；空心蜗杆部分位于空心齿轮部分之上，整体套在支撑杆上；齿轮变换连接器的大齿轮与空心齿轮部分啮合，空心蜗杆部分与方向齿轮啮合。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏输出功率自调节装置，其特征为该装置包括太阳能电池板转动模块、太阳监测模块、风力风向监测模块、控制模块和蓄电模块；所述太阳能电池板转动模块固定在地面上；太阳监测模块和风力风向监测模块分别固定在比太阳能电池板平放时高的平台上；控制模块分别与太阳能电池板转动模块、太阳监测模块及风力风向监测模块相连；蓄电模块分别与太阳能电池板转动模块、太阳监测模块、风力风向监测模块、控制模块相连；所述太阳能电池板转动模块包括支撑底座、支撑杆、齿轮变换连接器、步进电机、步进电机驱动器、空心蜗杆齿轮、太阳能电池板架、类球形万向头、太阳能电池板、齿轮架、方向齿轮、齿轮轴、滚轮、滚轮轴、链条和激光矫正器；支撑底座直接固定在地面上；支撑杆竖直地固定在支撑底座中央；齿轮变换连接器固定在支撑杆下部，步进电机的齿轮与齿轮变换连接器的齿轮相啮合；空心蜗杆齿轮套在支撑杆上，与齿轮变换连接器的齿轮啮合；太阳能电池板架通过类球形万向头安装在支撑杆的顶部；太阳能电池板固定在太阳能电池板架上；四个相同的齿轮架分别固定在支撑底座的四个方向上；每个齿轮架上有上下两排孔，每排孔呈水平设置，滚轮轴的两端安装在上排孔，齿轮轴的两端安装在下排孔；每个齿轮架上，方向齿轮固定在齿轮轴中间，方向齿轮与空心蜗杆齿轮的空心蜗杆部分相啮合；滚轮固定在滚轮轴中间；链条的一端固定在对应滚轮上，另一端固定在太阳能电池板架上；四个相同的激光矫正器固定在太阳能电池板架的四个角上；所述太阳能电池板转动模块的每个齿轮架一侧的内部还包括皮带和同步器；其中，皮带分别与齿轮轴的齿轮部分和滚轮轴的齿轮部分相啮合；同步器设在滚轮轴上，位于皮带和滚轮之间；所述的齿轮变换连接器的固定片的一端套入支撑杆，固定片的另一端安装有转轴，大齿轮安装在转轴上方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，谷瑞政，问澈，程鹏，张培显，李玲玲，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12