一种利用太阳能节能发电的摄像头和复合发电方法技术

本发明专利技术涉及一种利用太阳能节能发电的摄像头和复合发电方法，包括摄像头、储能模块、主控模块、立柱和发电模块，发电模块包括太阳能组件和摩擦能组件，发电模块的输出端与储能模块的输入端连接，主控模块和摄像头均与所述储能模块的输出端连接，太阳能板、纳米摩擦发电机均与所述储能模块的输入端连接，以将太阳能、雨水能、风能转换为电能后传输至所述储能模块；实现了可同时利用太阳能、风能和雨能多能互补发电的自供能目的，通过风能、雨能和太阳能产生电能供给摄像头用电，具有成本低、实用性高的等优点。用性高的等优点。用性高的等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种利用太阳能节能发电的摄像头和复合发电方法


[0001]本专利技术涉及太阳能发电
，更具体地说，涉及一种利用太阳能节能发电的摄像头和复合发电方法。

技术介绍

[0002]目前，户外监控摄像头的电力供给多数采用传统电网供电方式，但是在野外地区人口稀少，往往不会进行电网铺设，采用蓄电池的方式更换十分麻烦，虽然有采用太阳能供电的摄像头，但在由于梅雨季或北方冬季等情况下易出现太阳能不足的情况，因此往往还是需要电网进行补充，因此现有的太阳能摄像头并不实用，在自然界中，太阳能、风能、雨能等能量取之不尽用之不竭，目前，除了太阳能外，常见的能量采集方式还包括风能发电、雨水能发电等。如何将这些能源转化为电能可以有效的对摄像头进行供能，因此，有必要提供一种装置，能将上述能量采集方式有机地结合在一起对摄像头进行供能。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种利用太阳能节能发电的摄像头和复合发电方法。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]构造一种利用太阳能节能发电的摄像头，包括摄像头、储能模块、主控模块、立柱、发电模块和电动万向机构；其中，
[0006]所述发电模块包括两个发电机构，具体为太阳能板，和与所述太阳能板背靠背设置的纳米摩擦发电机；
[0007]所述电动万向机构与发电模块下端连接，用于通过接收主控模块的指令控制发电模块在水平和竖直方向任意角度的旋转；所述主控模块用于通过电动万向机构调节发电模块使太阳能板朝向太阳或纳米摩擦发电机迎风来切换发电机构；
[0008]所述主控模块连接有光照度传感器、雨量传感器、风向传感器和风速传感器；所述主控模块用于通过雨量传感器、风速传感器、风向传感器和光照度传感器分别获取雨量信息、风速信息、风向信息和光照度信息；所述主控模块用于判断当前主要输出电能的发电机构并获取当前发电量，根据光照信息或风能雨水能信息预测另一发电机构的发电量，通过当前发电量和预测发电量的对比判断是否切换发电机构；
[0009]所述发电模块的输出端与储能模块的输入端连接，用于将电能输入储能模块；
[0010]所述储能模块用于对主控模块和摄像头供电；
[0011]所述纳米摩擦发电机包括柔性防水外壳、设置在所述柔性防水外壳下方的PTFE摩擦层、亚克力基底，以及设置在所述PTFE摩擦层和所述亚克力基底之间的导电层。
[0012]优选的，所述发电模块还包括风能组件，所述风能组件包括与所述立柱转动连接的机架，所述机架内设有风能发电机，和与风能发电机转动连接的扇叶，所述机架前端连接有呈喇叭口状的风斗，所述机架的后端连接有中空的尾翼；所述立柱上设有驱动所述机架
转动的驱动电机，所述驱动电机和所述风向传感器均与所述主控模块电连接，所述主控模块接收风向传感器的风向信息，并根据风向信息调节驱动电机，使风斗位于迎风位置。
[0013]优选的，所述立柱顶部上设有水斗，所述水斗为喇叭结构且其外开口朝上设置，所述水斗中部设有调节杆，所述调节杆上端连接电动万向机构；所述立柱内设有容纳腔，所述容纳腔内设有微型水力发电机，所述容纳腔上端与水斗的底壁连通，下端设有泄水口；所述纳米摩擦发电机前侧表面形成有上窄下宽的凸块，所述凸块的中部形成有便于雨水汇聚的凹陷。
[0014]优选的，所述储能模块包括切换模块和蓄电池模块，所述太阳能板输出端与切换模块连接，当检测到太阳能板输出的电流低于摄像头所需电流时，通过切换模块切换为蓄电池对摄像头供电。
[0015]优选的，所述电动万向机构的输出端设置有调节座，所述纳米摩擦发电机与所述太阳能板下端均固定在所述调节座上，所述电动万向机构包括用于控制调节座纵向转动的第一调节机构，和用于控制第一调节机构横向转动的第二调节机构。
[0016]本专利技术还提供了一种复合发电方法，基于前述利用太阳能节能发电的摄像头，其特征在于，包括以下步骤：
[0017]步骤S1，判断当前为太阳能板主输出模式或纳米摩擦发电机主输出模式，若为太阳能板主输出模式，则执行步骤S2和步骤S3，若为纳米摩擦发电机主输出模式则执行步骤S4和步骤S5；
[0018]步骤S2，实时获取当前时间段，并计算太阳所在方向和太阳与地面夹角变化值，通过第二调节机构将太阳能板正面转动至太阳所在方向，根据太阳与地面夹角值计算所述太阳能板的角度调节变化值，第一调节机构根据角度调节变化值以预设频次调节太阳能板角度；
[0019]步骤S3，实时获取太阳能板的输出发电量，并获取风能数据和降雨量数据，基于摩擦能发电预测公式处理以输出纳米摩擦发电机的预期发电量，若纳米摩擦发电机的预期发电量大于太阳能板的输出发电量时，执行步骤S4；
[0020]步骤S4，获取风向信息和降雨量信息，所述风向信息包括风向姿态角和风向方向角，若风速高于预设值，则根据风向方向角计算纳米摩擦发电机的水平方向调节值，第二调节机构通过水平方向调节值动态调节纳米摩擦发电机的方向，根据风向姿态角计算纳米摩擦发电机的纵向角度调节值，第一调节机构通过纵向角度调节值动态调节纳米摩擦发电机的角度；若风速低于预设值且降雨量大于预设值，通过第一调节机构将纳米摩擦发电机调节为水平状态；
[0021]步骤S5，实时获取纳米摩擦发电机的输出发电量和光照度数据，并基于太阳能发电预测公式处理以输出太阳能板的预期发电量，当纳米摩擦发电机的预期发电量小于太阳能板的输出发电量时，执行步骤S2。
[0022]优选的，在所述步骤S4中，所述摩擦能发电预测公式获取方法为，获取风速数据A，并记录对应风速数据的纳米摩擦发电机的发电量C1，定义摩擦风力发电系数为S，且S＝C1/A，因此摩擦发电板的预测摩擦风力预测公式为C1＝S*A，获取降雨量数据B，并记录对应降雨量数据纳米摩擦发电机的发电量C2，定义摩擦雨水能发电系数为T，且T＝C2/B，因此摩擦发电板的雨水能预测公式为C2＝T*B，则摩擦能发电预测公式为C＝T*B+S*A；在所述步骤S5
中，太阳能发电预测公式获取方法为，在晴天获取光照度D，并记录太阳能板的发电量E1，定义阳能发电系数为V，且V＝E1/D，因此若获取到光照度D，则太阳能板的预测发电量E2＝V*D。
[0023]优选的，在所述步骤S2中，15
‑
30分钟计算一次太阳与地面夹角值，并根据太阳与地面夹角值计算所述太阳能板的角度调节值，第一调节机构根据角度调节值调节太阳能板角度；在所述步骤S4中，实时获取风向信息，若风向姿态角和风向方向角的变化值不超过预设值，则电动万向机构(8)不对纳米摩擦发电机进行调节。
[0024]本专利技术的有益效果在于：本专利技术的太阳能板和纳米摩擦发电机背靠背连接在一起，当天气为雨天、大风天或暴风雨时，太阳光线不足，若计算出预期纳米摩擦发电机发电量大于太阳能板发电量时，通过电动万向机构将太阳能板翻转，使纳米摩擦发电机朝上或迎风设置，便于雨水能或风能发电，反之天气转晴，若计算出摩擦发电量小于预期本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用太阳能节能发电的摄像头，利用太阳能、风能和雨水能综合发电，其特征在于，包括摄像头(1)、储能模块(2)、主控模块(3)、立柱(4)、发电模块(5)和电动万向机构(8)；其中，所述发电模块(5)包括两个发电机构，具体为太阳能板(6)，和与所述太阳能板(6)背靠背设置的纳米摩擦发电机(7)；所述电动万向机构(8)与发电模块(5)下端连接，用于通过接收主控模块(3)的指令控制发电模块(5)在水平和竖直方向任意角度的旋转；所述主控模块(3)用于通过电动万向机构(8)调节发电模块(5)使太阳能板朝向太阳或纳米摩擦发电机(7)迎风来切换发电机构；所述主控模块(3)连接有光照度传感器(31)、雨量传感器(32)、风向传感器(33)和风速传感器(34)；所述主控模块(3)用于通过雨量传感器(32)、风速传感器(34)、风向传感器(33)和光照度传感器(31)分别获取雨量信息、风速信息、风向信息和光照度信息；所述主控模块(3)用于判断当前主要输出电能的发电机构并获取当前发电量，根据光照信息或风能雨水能信息预测另一发电机构的发电量，通过当前发电量和预测发电量的对比判断是否切换发电机构；所述发电模块(5)的输出端与储能模块(2)的输入端连接，用于将电能输入储能模块(2)；所述储能模块(2)用于对主控模块(3)和摄像头(1)供电；所述纳米摩擦发电机(7)包括柔性防水外壳、设置在所述柔性防水外壳下方的PTFE摩擦层、亚克力基底，以及设置在所述PTFE摩擦层和所述亚克力基底之间的导电层。2.根据权利要求1所述的利用太阳能节能发电的摄像头，其特征在于，所述立柱(4)顶部上设有水斗(41)，所述水斗(41)为喇叭结构且其外开口朝上设置，所述水斗(41)中部设有调节杆(42)，所述调节杆(42)上端连接电动万向机构；所述立柱(4)内设有容纳腔(43)，所述容纳腔(43)内设有微型水力发电机(10)，所述容纳腔(43)上端与水斗(41)的底壁连通，下端设有泄水口；所述纳米摩擦发电机(7)前侧表面形成有上窄下宽的凸块，所述凸块的中部形成有便于雨水汇聚的凹陷，所述微型水力发电机(10)用于通过水斗收集的雨水进行水力发电。3.根据权利要求1所述的利用太阳能节能发电的摄像头，其特征在于，所述发电模块(5)还包括风能组件(9)，所述风能组件(9)包括与所述立柱(4)转动连接的机架(91)，所述机架(91)内设有风能发电机(92)，和与风能发电机(92)转动连接的扇叶(93)，所述机架(91)前端连接有呈喇叭口状的风斗(94)，所述机架(91)的后端连接有中空的尾翼(95)；所述立柱(4)上设有驱动所述机架(91)转动的驱动电机，所述驱动电机和所述风向传感器(33)均与所述主控模块(3)电连接，所述主控模块(3)接收风向传感器(33)的风向信息，并根据风向信息调节驱动电机，使风斗(94)位于迎风位置。4.根据权利要求1所述的利用太阳能节能发电的摄像头，其特征在于，所述储能模块(2)包括切换模块和蓄电池模块，所述太阳能板(6)输出端与切换模块连接，当检测到太阳能板(6)输出的电流低于摄像头(1)所需电流时，通过切换模块切换为蓄电池对摄像头(1)供电。5.根据权利要求1所述的利用太阳能节能发电的摄像头，其特征在于，所述电动万向机构(8)的输出端设置有调节座(51)...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙喧，孙鸣，
申请(专利权)人：深圳市富尼数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：