一种基于单片机控制的太阳能电池板系统技术方案

本实用新型专利技术涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，本实用新型专利技术采用了以单片机单元为核心，集检测、光能跟踪、板面清洁、输出控制为一体的技术设计，解决了传统太阳能板控制功能简单，效率低的技术问题，达到了自动监测输出电能、自动清洗板面、全方位跟踪光伏发电最大效率点的技术效果；采用无线远程监控通信的设计方法，解决了传统太阳能板需近距离观察其工作状态的技术问题，实现了实时监测、无线传输的技术效果；采用系统全自动智能化系统技术设计，达到了控制装置简易、自动化无需人为管理、保持太能板电池系统高效、稳定的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能发电
，尤其涉及一种基于单片机控制的太阳能电池板系统。
技术介绍
随着经济全球化进程的不断加速和工业经济的迅猛发展，能源问题已成为人类需要迫切解决的问题，大力发展新的可替代能源已成为当务之急。太阳能是一种取之不尽用之不竭的绿色能源，太阳能发电具有充分的清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性、长寿性及维护性等其它常规能源所不具备的优点。光伏发电虽然具有以上的优势，但是实际应用中还存在很多的问题。光伏发电的主要缺点之一是太阳能电池的效率太低，怎样跟踪最大光照和怎样达到最大效率一直是重点研究问题，其次，由于处于室外所处环境较为恶劣，太阳能板板面的清洁问题也是需要注意的重点。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，采用了以单片机单元为核心，集检测、光能跟踪、板面清洁、输出控制为一体的技术设计，解决了传统太阳能板控制功能简单、效率低的技术问题，达到了自动监测输出电能、自动清洗板面、全方位跟踪光伏发电最大效率点的技术效果；采用无线远程监控通信的设计方法，解决了传统太阳能板需近距离观察其工作状态的技术问题，实现了实时监测、无线传输的技术效果；采用系统全自动智能化系统技术设计，达到了控制装置简易、自动化无需人为管理、保持太能板电池系统高效、稳定的技术效果。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：包括单片机单元、电源模块和太阳能板；单片机单元一侧I/O连接控制有位置驱动模块、板面清洁模块和电能输出控制模块，单片机单元的的另一侧串口连接有通信模块和传感检测模块；位置驱动模块、板面清洁模块和电能输出控制模块的输出端连接太阳能板，电源模块输出侧连接单片机单元；进一步优化本技术方案，所述的位置驱动模块包括电机驱动模块，电机驱动模块的输入侧连接单片机单元，电机驱动模块的输出控制端连接有X轴步进电机和Y轴步进电机，X轴步进电机和Y轴步进电机连接在太阳能板上；进一步优化本技术方案，所述的电能输出控制模块包括整流电路和调压电路，太阳能板的电能输出侧连接整流电路的输入侧，整流电路的输出侧连接调压电路的输入测，调压电路的输出侧连接有逆变电路；进一步优化本技术方案，所述的板面清洁模块包括开关电路、电子水阀和鼓风机，开关电路的信号输入测连接单片机单元I/O口，开关电路的控制输出侧连接有接触器A和接触器B，电源模块为接触器A和接触器B提供电能；接触器A连接控制电子水阀，接触器B连接控制鼓风机；电子水阀连接有进水管和出水管，出水管连接在太阳能板上，鼓风机出风口连接在太阳能板上；进一步优化本技术方案，所述的传感检测模块包括A/D转换器，A/D转换器的输入侧连接有X轴光伏传感器A、X轴光伏传感器B、Y轴光伏传感器A和Y轴光伏传感器B，A/D转换器的输出侧连接单片机单元I/O口。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、本太能板电池控制系统具有定时自动清扫板面尘土、灰渍的功能，随时保持板面清洁，使系统发电效率一直保持在高状态；2、本太阳能电池控制系统对输出电能进行整流、调压、逆变，可依靠用户需求进行自动调压、调频，保证输出电能的有效性；3、本系统具有无线信息传输功能，可实时监控太阳能电池板状态并反馈用户。附图说明图1是本系统内部结构图；图2是位置驱动模块结构图；图3是电能输出控制模块结构图；图4是板面清洁模块结构图；图5是传感检测模块结构图；图6是本系统工作流程图。图中，1、单片机单元；2、位置驱动模块；3、电能输出控制模块；4、板面清洁模块；5、传感检测模块；6、通信模块；7、太阳能板；8、电源模块；21、电机驱动模块；22、X轴步进电机；23、Y轴步进电机；31、整流电路；32、调压电路；33、逆变电路；41、开关电路；42、接触器A；43、接触器B；44、鼓风机；45、电子水阀；46、进水管；47、出水管；51、A/D转换器；52、X轴光伏传感器A；53、X轴光伏传感器B；54、Y轴光伏传感器A；55、Y轴光伏传感器B。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。具体实施方式一：如图1-6所示，包括单片机单元1、电源模块8和太阳能板7；单片机单元1一侧I/O连接控制有位置驱动模块2、板面清洁模块4和电能输出控制模块3，单片机单元1的另一侧串口连接有通信模块6和传感检测模块5；位置驱动模块2、板面清洁模块4和电能输出控制模块3的输出端连接太阳能板7，电源模块8输出侧连接单片机单元1；所述的位置驱动模块2包括电机驱动模块21，电机驱动模块21的输入侧连接单片机单元1，电机驱动模块21的输出控制端连接有X轴步进电机22和Y轴步进电机23，X轴步进电机22和Y轴步进电机23连接在太阳能板7上；所述的电能输出控制模块3包括整流电路31和调压电路32，太阳能板7的电能输出侧连接整流电路31的输入侧，整流电路31的输出侧连接调压电路32的输入侧，调压电路32的输出侧连接有逆变电路33；所述的板面清洁模块4包括开关电路41、电子水阀45和鼓风机44，开关电路41的信号输入侧连接单片机单元1 I/O口，开关电路41的控制输出侧连接有接触器A 42和接触器B 43，电源模块8为接触器A 42和接触器B 43提供电能；接触器A 42连接控制电子水阀45，接触器B 43连接控制鼓风机44；电子水阀45连接有进水管46和出水管47，出水管47连接在太阳能板7上，鼓风机44出风口连接在太阳能板7上；所述的传感检测模块5包括A/D转换器51，A/D转换器51的输入侧连接有X轴光伏传感器A 52、X轴光伏传感器B 53、Y轴光伏传感器A 54和Y轴光伏传感器B 55，A/D转换器51的输出侧连接单片机单元1 I/O口；如图1，单片机单元1首先通过传感检测模块5检测光照环境，环境合宜则通过位置驱动模块2控制太阳能板7来跟踪最大光照点；其次，定时控制板面清洁模块4来对太阳能板7板面进行清洗；并通过电能输出控制模块3对太阳能板电池系统输出的电能进行整流逆变等；单片机单元1通过连接通信模块6，与外界进行无线通信，发送系统的工作状态；电源模块8为整个系统提供电能。图2为位置驱动模块2的结构示意图，可以发现，本系统有X轴步进电机22和Y轴步进电机23两电机对太阳能板7进行位置控制，实现太阳能板7的双轴跟踪，保证其工作的有效性。图3中，本太阳能电池控制系统中的电能输出控制模块3对输出电能进行整流、调压、逆变，可依靠用户需求进行自动调压、调频，保证输出电能的有效性。图4中为板面清洁模块4，清洁时，首先通过接触器A 42打开电子水阀45，对板面进行水洗，其次通过接触器B 43打开鼓风机44对板面进行清理，保证太阳能板板面的清洁性，提高其工作效率；图5中，本系统含有四只光伏传感器，对光照情况实时监控，并通过单片机单元1中的计算算出最大工作点，实现最大工作点的跟踪。图6为本系统的工作流程图，首先检测光照是否适宜，继而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，其特征在于：包括单片机单元、电源模块和太阳能板；单片机单元一侧I/O连接控制有位置驱动模块、板面清洁模块和电能输出控制模块，单片机单元的另一侧串口连接有通信模块和传感检测模块；位置驱动模块、板面清洁模块和电能输出控制模块的输出端连接太阳能板，电源模块输出侧连接单片机单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，其特征在于：包括单片机单元、电源模块和太阳能板；单片机单元一侧I/O连接控制有位置驱动模块、板面清洁模块和电能输出控制模块，单片机单元的另一侧串口连接有通信模块和传感检测模块；位置驱动模块、板面清洁模块和电能输出控制模块的输出端连接太阳能板，电源模块输出侧连接单片机单元。2.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，其特征在于：位置驱动模块包括电机驱动模块，电机驱动模块的输入侧连接单片机单元，电机驱动模块的输出控制端连接有X轴步进电机和Y轴步进电机，X轴步进电机和Y轴步进电机连接在太阳能板上。3.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，其特征在于：电能输出控制模块包括整流电路和调压电路，太阳能板的电能输出侧连接整流电路的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚丽，杨伟兵，高倩，陈冰，杨洋，赵璐，
申请(专利权)人：漯河职业技术学院，
类型：新型
国别省市：河南;41