一種基于單片機(jī)控制的太陽能電池板系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于單片機(jī)控制的太陽能電池板系統(tǒng)，本實(shí)用新型采用了以單片機(jī)單元為核心，集檢測、光能跟蹤、板面清潔、輸出控制為一體的技術(shù)設(shè)計(jì)，解決了傳統(tǒng)太陽能板控制功能簡單，效率低的技術(shù)問題，達(dá)到了自動監(jiān)測輸出電能、自動清洗板面、全方位跟蹤光伏發(fā)電最大效率點(diǎn)的技術(shù)效果；采用無線遠(yuǎn)程監(jiān)控通信的設(shè)計(jì)方法，解決了傳統(tǒng)太陽能板需近距離觀察其工作狀態(tài)的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測、無線傳輸?shù)募夹g(shù)效果；采用系統(tǒng)全自動智能化系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)，達(dá)到了控制裝置簡易、自動化無需人為管理、保持太能板電池系統(tǒng)高效、穩(wěn)定的技術(shù)效果。
【專利說明】
一種基于單片機(jī)控制的太陽能電池板系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于單片機(jī)控制的太陽能電池板系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的不斷加速和工業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，能源問題已成為人類需要迫切解決的問題，大力發(fā)展新的可替代能源已成為當(dāng)務(wù)之急。太陽能是一種取之不盡用之不竭的綠色能源，太陽能發(fā)電具有充分的清潔性、絕對的安全性、資源的相對廣泛性和充足性、長壽性及維護(hù)性等其它常規(guī)能源所不具備的優(yōu)點(diǎn)。光伏發(fā)電雖然具有以上的優(yōu)勢，但是實(shí)際應(yīng)用中還存在很多的問題。光伏發(fā)電的主要缺點(diǎn)之一是太陽能電池的效率太低，怎樣跟蹤最大光照和怎樣達(dá)到最大效率一直是重點(diǎn)研究問題，其次，由于處于室外所處環(huán)境較為惡劣，太陽能板板面的清潔問題也是需要注意的重點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，是針對上述存在的技術(shù)不足，提供了一種基于單片機(jī)控制的太陽能電池板系統(tǒng)，采用了以單片機(jī)單元為核心，集檢測、光能跟蹤、板面清潔、輸出控制為一體的技術(shù)設(shè)計(jì)，解決了傳統(tǒng)太陽能板控制功能簡單、效率低的技術(shù)問題，達(dá)到了自動監(jiān)測輸出電能、自動清洗板面、全方位跟蹤光伏發(fā)電最大效率點(diǎn)的技術(shù)效果;采用無線遠(yuǎn)程監(jiān)控通信的設(shè)計(jì)方法，解決了傳統(tǒng)太陽能板需近距離觀察其工作狀態(tài)的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測、無線傳輸?shù)募夹g(shù)效果;采用系統(tǒng)全自動智能化系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)，達(dá)到了控制裝置簡易、自動化無需人為管理、保持太能板電池系統(tǒng)高效、穩(wěn)定的技術(shù)效果。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:包括單片機(jī)單元、電源模塊和太陽能板;單片機(jī)單元一側(cè)I/O連接控制有位置驅(qū)動模塊、板面清潔模塊和電能輸出控制模塊，單片機(jī)單元的的另一側(cè)串口連接有通信模塊和傳感檢測模塊;位置驅(qū)動模塊、板面清潔模塊和電能輸出控制模塊的輸出端連接太陽能板，電源模塊輸出側(cè)連接單片機(jī)單元；
[0005]進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的位置驅(qū)動模塊包括電機(jī)驅(qū)動模塊，電機(jī)驅(qū)動模塊的輸入側(cè)連接單片機(jī)單元，電機(jī)驅(qū)動模塊的輸出控制端連接有X軸步進(jìn)電機(jī)和Y軸步進(jìn)電機(jī)，X軸步進(jìn)電機(jī)和Y軸步進(jìn)電機(jī)連接在太陽能板上；
[0006]進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的電能輸出控制模塊包括整流電路和調(diào)壓電路，太陽能板的電能輸出側(cè)連接整流電路的輸入側(cè)，整流電路的輸出側(cè)連接調(diào)壓電路的輸入測，調(diào)壓電路的輸出側(cè)連接有逆變電路；
[0007]進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的板面清潔模塊包括開關(guān)電路、電子水閥和鼓風(fēng)機(jī)，開關(guān)電路的信號輸入測連接單片機(jī)單元I/0 口，開關(guān)電路的控制輸出側(cè)連接有接觸器A和接觸器B，電源模塊為接觸器A和接觸器B提供電能;接觸器A連接控制電子水閥，接觸器B連接控制鼓風(fēng)機(jī);電子水閥連接有進(jìn)水管和出水管，出水管連接在太陽能板上，鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接在太陽能板上；
[0008]進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，所述的傳感檢測模塊包括A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)連接有X軸光伏傳感器A、X軸光伏傳感器B、Y軸光伏傳感器A和Y軸光伏傳感器B，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)連接單片機(jī)單元I/O 口。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本太能板電池控制系統(tǒng)具有定時(shí)自動清掃板面塵土、灰漬的功能，隨時(shí)保持板面清潔，使系統(tǒng)發(fā)電效率一直保持在高狀態(tài)；
2、本太陽能電池控制系統(tǒng)對輸出電能進(jìn)行整流、調(diào)壓、逆變，可依靠用戶需求進(jìn)行自動調(diào)壓、調(diào)頻，保證輸出電能的有效性;3、本系統(tǒng)具有無線信息傳輸功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)控太陽能電池板狀態(tài)并反饋用戶。
【附圖說明】

[0010]圖1是本系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0011 ]圖2是位置驅(qū)動模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖3是電能輸出控制模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖4是板面清潔模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖5是傳感檢測模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖6是本系統(tǒng)工作流程圖。
[0016]圖中，1、單片機(jī)單元;2、位置驅(qū)動模塊;3、電能輸出控制模塊;4、板面清潔模塊;5、傳感檢測模塊;6、通信模塊;7、太陽能板;8、電源模塊;21、電機(jī)驅(qū)動模塊;22、X軸步進(jìn)電機(jī)；23、Y軸步進(jìn)電機(jī);31、整流電路;32、調(diào)壓電路;33、逆變電路;41、開關(guān)電路;42、接觸器A;43、接觸器B; 44、鼓風(fēng)機(jī);45、電子水閥;46、進(jìn)水管;47、出水管;51、A/D轉(zhuǎn)換器;52、X軸光伏傳感器A; 53、X軸光伏傳感器B; 54、Y軸光伏傳感器A; 55、Y軸光伏傳感器B。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實(shí)用新型的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本實(shí)用新型的概念。
[0018]【具體實(shí)施方式】一:如圖1-6所示，包括單片機(jī)單元1、電源模塊8和太陽能板7;單片機(jī)單元I 一側(cè)I /0連接控制有位置驅(qū)動模塊2、板面清潔模塊4和電能輸出控制模塊3，單片機(jī)單元I的另一側(cè)串口連接有通信模塊6和傳感檢測模塊5;位置驅(qū)動模塊2、板面清潔模塊4和電能輸出控制模塊3的輸出端連接太陽能板7，電源模塊8輸出側(cè)連接單片機(jī)單元I;所述的位置驅(qū)動模塊2包括電機(jī)驅(qū)動模塊21，電機(jī)驅(qū)動模塊21的輸入側(cè)連接單片機(jī)單元I，電機(jī)驅(qū)動模塊21的輸出控制端連接有X軸步進(jìn)電機(jī)22和Y軸步進(jìn)電機(jī)23，X軸步進(jìn)電機(jī)22和Y軸步進(jìn)電機(jī)23連接在太陽能板7上；
[0019]所述的電能輸出控制模塊3包括整流電路31和調(diào)壓電路32，太陽能板7的電能輸出側(cè)連接整流電路31的輸入側(cè)，整流電路31的輸出側(cè)連接調(diào)壓電路32的輸入側(cè)，調(diào)壓電路32的輸出側(cè)連接有逆變電路33;所述的板面清潔模塊4包括開關(guān)電路41、電子水閥45和鼓風(fēng)機(jī)44，開關(guān)電路41的信號輸入側(cè)連接單片機(jī)單元I I/0 口，開關(guān)電路41的控制輸出側(cè)連接有接觸器A 42和接觸器B 43，電源模塊8為接觸器A 42和接觸器B 43提供電能;接觸器A 42連接控制電子水閥45，接觸器B 43連接控制鼓風(fēng)機(jī)44;電子水閥45連接有進(jìn)水管46和出水管47，出水管47連接在太陽能板7上，鼓風(fēng)機(jī)44出風(fēng)口連接在太陽能板7上;所述的傳感檢測模塊5包括A/D轉(zhuǎn)換器51，A/D轉(zhuǎn)換器51的輸入側(cè)連接有X軸光伏傳感器A 52、X軸光伏傳感器B 53、Y軸光伏傳感器A 54和Y軸光伏傳感器B 55，A/D轉(zhuǎn)換器51的輸出側(cè)連接單片機(jī)單元I I/OP;
[0020]如圖1，單片機(jī)單元I首先通過傳感檢測模塊5檢測光照環(huán)境，環(huán)境合宜則通過位置驅(qū)動模塊2控制太陽能板7來跟蹤最大光照點(diǎn)；其次，定時(shí)控制板面清潔模塊4來對太陽能板7板面進(jìn)行清洗;并通過電能輸出控制模塊3對太陽能板電池系統(tǒng)輸出的電能進(jìn)行整流逆變等;單片機(jī)單元I通過連接通信模塊6，與外界進(jìn)行無線通信，發(fā)送系統(tǒng)的工作狀態(tài)；電源模塊8為整個系統(tǒng)提供電能。
[0021]圖2為位置驅(qū)動模塊2的結(jié)構(gòu)示意圖，可以發(fā)現(xiàn)，本系統(tǒng)有X軸步進(jìn)電機(jī)22和Y軸步進(jìn)電機(jī)23兩電機(jī)對太陽能板7進(jìn)行位置控制，實(shí)現(xiàn)太陽能板7的雙軸跟蹤，保證其工作的有效性。
[0022]圖3中，本太陽能電池控制系統(tǒng)中的電能輸出控制模塊3對輸出電能進(jìn)行整流、調(diào)壓、逆變，可依靠用戶需求進(jìn)行自動調(diào)壓、調(diào)頻，保證輸出電能的有效性。圖4中為板面清潔模塊4，清潔時(shí)，首先通過接觸器A 42打開電子水閥45，對板面進(jìn)行水洗，其次通過接觸器B43打開鼓風(fēng)機(jī)44對板面進(jìn)行清理，保證太陽能板板面的清潔性，提高其工作效率；圖5中，本系統(tǒng)含有四只光伏傳感器，對光照情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過單片機(jī)單元I中的計(jì)算算出最大工作點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)最大工作點(diǎn)的跟蹤。
[0023]圖6為本系統(tǒng)的工作流程圖，首先檢測光照是否適宜，繼而跟蹤最大光照點(diǎn)；并定時(shí)對本系統(tǒng)板面清洗，并控制輸出電壓，且本系統(tǒng)具有無線信息傳輸功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)控太陽能電池板狀態(tài)并反饋用戶。
[0024]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的上述【具體實(shí)施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本實(shí)用新型的原理，而不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。因此，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本實(shí)用新型所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于單片機(jī)控制的太陽能電池板系統(tǒng)，其特征在于:包括單片機(jī)單元、電源模塊和太陽能板;單片機(jī)單元一側(cè)I/o連接控制有位置驅(qū)動模塊、板面清潔模塊和電能輸出控制模塊，單片機(jī)單元的另一側(cè)串口連接有通信模塊和傳感檢測模塊;位置驅(qū)動模塊、板面清潔模塊和電能輸出控制模塊的輸出端連接太陽能板，電源模塊輸出側(cè)連接單片機(jī)單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)控制的太陽能電池板系統(tǒng)，其特征在于:位置驅(qū)動模塊包括電機(jī)驅(qū)動模塊，電機(jī)驅(qū)動模塊的輸入側(cè)連接單片機(jī)單元，電機(jī)驅(qū)動模塊的輸出控制端連接有X軸步進(jìn)電機(jī)和Y軸步進(jìn)電機(jī)，X軸步進(jìn)電機(jī)和Y軸步進(jìn)電機(jī)連接在太陽能板上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)控制的太陽能電池板系統(tǒng)，其特征在于:電能輸出控制模塊包括整流電路和調(diào)壓電路，太陽能板的電能輸出側(cè)連接整流電路的輸入側(cè)，整流電路的輸出側(cè)連接調(diào)壓電路的輸入測，調(diào)壓電路的輸出側(cè)連接有逆變電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)控制的太陽能電池板系統(tǒng)，其特征在于:板面清潔模塊包括開關(guān)電路、電子水閥和鼓風(fēng)機(jī)，開關(guān)電路的信號輸入測連接單片機(jī)單元I/O口，開關(guān)電路的控制輸出側(cè)連接有接觸器A和接觸器B，電源模塊為接觸器A和接觸器B提供電能;接觸器A連接控制電子水閥，接觸器B連接控制鼓風(fēng)機(jī);電子水閥連接有進(jìn)水管和出水管，出水管連接在太陽能板上，鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接在太陽能板上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)控制的太陽能電池板系統(tǒng)，其特征在于:傳感檢測模塊包括A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)連接有X軸光伏傳感器A、X軸光伏傳感器B、Y軸光伏傳感器A和Y軸光伏傳感器B，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)連接單片機(jī)單元I/O 口。
【文檔編號】H02S40/10GK205725616SQ201620684711
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】陳亞麗, 楊偉兵, 高倩, 陳冰, 楊洋, 趙璐
【申請人】漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院