[發明專利]一種安全高效的小型太陽能發電裝置

在審

• 申請號: 201711464514.2
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107918408A
• 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: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 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技術領域，特別涉及一種安全高效的小型太陽能發電裝置。

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

一種安全高效的小型太陽能發電裝置，包括底座，所述底座上表面正中固定有水平電機，所述底座上還固定有測風單元，用于檢測環境當前風速，所述水平電機與主軸嚙合，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，所述底座正面還設有RS485接口；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、所述測風單元、所述俯仰電機、所述光伏電池、所述RS485接口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、RS485通信單元和蓄電池；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；所述RS485通信單元與所述RS485接口電連接，所述控制單元通過所述RS485通信單元與上位機進行數據交換，對裝置運行參數進行修改和設定。

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，所述測風單元選用風速傳感器FC-2A3。

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。

進一步的，所述RS485通信單元選用RS485驅動器MAX487。

(三)有益效果