[發明專利]一種小型太陽能發電控制系統

在審

• 申請號: 201711459875.8
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107918409A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 陳連江
• 申請（專利權）人: 湖州振碩自動化科技有限公司
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 郭曉鳳

技術領域

本發明涉及太陽能發電控制技術領域，特別涉及一種小型太陽能發電控制系統。

背景技術

能源是促進經濟發展和社會進步的原動力，從工業革命以來，人類所使用的主要能源為石化能源。然而其蘊藏量有限，大量的使用會造成全球環境生態和氣候產生很大的變化。而太陽能是一種取之不盡用之不竭并且無污染的清潔能源，隨著人類對能源的使用從常規能源向可再生能源轉移，太陽能則成為人類理想的替代能源。而現階段太陽能發電裝置一經安裝其光伏電池的位置即固定，由于太陽照射角度一直在變化，導致目前的太陽能發電效率普遍都不高，而光伏電池是整個太陽能發電系統的核心，所以如何提高光伏電池的轉換效率是值得研究的。

發明內容

(一)解決的技術問題

為了解決上述問題，本發明提供了一種小型太陽能發電控制系統，使用太陽追蹤技術，使得光伏電池始終面向太陽光線最強的方向，同時根據環境光強控制光伏電池對蓄電池進行充電，有效的提高了光伏電池的轉換效率。

(二)技術方案

一種小型太陽能發電控制系統，包括底座，所述底座上面固定有水平電機，所述底座上面安裝有主軸，所述主軸通過所述水平電機相對于所述底座轉動，所述主軸上面固定安裝有轉動支架，所述俯仰電機固定安裝在所述轉動支架一側，所述轉動支架頂部安裝有光伏電池，所述光伏電池通過所述俯仰電機相對于所述轉動支架轉動；所述光伏電池上表面設有感光單元，所述感光單元包括第一～第四光線傳感器和第一～第四電阻，所述第一～第四光線傳感器均勻分布在所述光伏電池上表面的東、南、西、北四個位置，所述第一和第三光線傳感器構成水平感光部，檢測太陽由東往西運動的偏轉角即方位角，所述第二和第四光線傳感器構成豎直感光部，檢測太陽的視高度即高度角；所述底座內部設有控制電路板，所述控制電路板分別與所述水平電機、所述俯仰電機、所述光伏電池和所述感光單元電性連接；

所述控制電路板包括控制單元、驅動單元、DC-DC變換單元、充放電控制單元和蓄電池；所述感光單元輸出電平變化值，送入所述控制單元的A/D口進行模數轉換，所述控制單元輸出PWM脈沖信號，與所述驅動單元的輸入端相連接；所述驅動單元包括第一和第二光電耦合器、電機驅動器、水平電機和俯仰電機，其中所述第一和第二光電耦合器選用TLP521-4，所述電機驅動器選用八路NPN達林頓管驅動器ULN2803，所述水平電機為57BYG007，所述俯仰電機為GSP-24RW-046，所述驅動單元接收所述控制單元的驅動信號，分別控制所述水平電機和所述俯仰電機正反轉，從而實現所述光伏電池正反轉；所述DC-DC變換單元包括第一～第三二極管、第一電感、第一和第二電容、第五和第六電阻，其中所述第二電容為電解電容，所述DC-DC變換單元的輸入端連接所述光伏電池，將所述光伏電池的輸出電壓變換為所述蓄電池的充電電壓；所述充放電控制單元包括穩壓器、第三和第四光電耦合器、第一和第二繼電器、第四和第五二極管、第二電感、第三～第五電容和第七～第九電阻，其中所述穩壓器選用三端穩壓器7805，所述第三和第四光電耦合器為TLP521-2，所述第三和第四電容為電解電容，所述充放電控制電路接收所述控制單元的控制信號，通過所述第一和第二繼電器的開關切換，控制所述蓄電池充放電。

進一步的，所述第一～第四光線傳感器均選用GM5516型光敏電阻。

進一步的，所述控制單元選用單片機MSP430F148。

進一步的，所述光伏電池規格選用工作電壓10～14V，工作電流1A。

進一步的，所述蓄電池規格選用12V-7AH。

(三)有益效果

本發明提供了一種小型太陽能發電控制系統，通過水平和豎直的兩組光敏電阻分別追蹤太陽的方位角和高度角，調整水平電機和俯仰電機使光伏電池始終面向太陽光線最強的方向，同時白天由光伏電池為系統供電并為蓄電池充電，而晚上和陰天由蓄電池放電供電并帶動LED負載，有效提高了光伏電池的轉換效率，延長了光伏電池的使用壽命，其結構簡單，體積小巧，安裝方便，價格低廉，系統功耗低，追蹤精度高，穩定性和可靠性好，可擴展性強，使用靈活，適用于光伏交通警示燈、小型光伏電站等太陽能發電系統中。

附圖說明

圖1為本發明所涉及的一種小型太陽能發電控制系統的結構示意圖。

圖2為本發明所涉及的一種小型太陽能發電控制系統的功能框圖。

圖3為本發明所涉及的一種小型太陽能發電控制系統的感光單元電路原理圖。