CN106855325A - 一种基于物联网的太阳能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的太阳能发电装置，包括底座、平面转动机构、托板、角度调节机构、太阳能板和设置在底座两侧的防护单元，所述底座、平面转动机构、托板、角度调节机构和太阳能板从下而上依次设置，所述平面转动机构与托板传动连接，所述角度调节机构与太阳能板传动连接，该基于物联网的太阳能发电装置通过感光元件测量吸收的光量，并通过面转动机构和角度调节机构配合使太阳能板调节至光线最佳吸收角度，进而提高了装置的发电能力，不仅如此，通过防护单元使两个挡板相互靠近保护发电装置，由于挡板采用玻璃板的设计，使太阳能板受保护的同时吸收光能维持装置发电，从而提高了装置的实用性。

Description

一种基于物联网的太阳能发电装置
技术领域
本发明涉及太阳能发电领域，特别涉及一种基于物联网的太阳能发电装置。
背景技术
太阳能是最清洁的能源，同时太阳能资源非常丰富，太阳能发电系统是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种新型器械，太阳能发电系统配上功率控制器、储能装置、变换器等就组成了光伏发电系统，在环境污染问题日益严重和不可再生能源日益枯竭的今天，太阳能发电日益受到人们的重视并得到了广泛的应用。
但是现有的太阳能发电装置普遍发电效率低下，究其原因，在于太阳能板不能根据太阳光的传播方向灵活调节其角度，使太阳能板吸收的光能十分有限，从而使发电效率较低，无法满足人们对能源的迫切需求，不仅如此，在遇到雨雪天气时，发电装置缺乏对太阳能板的防护，雨雪中附带的灰尘杂质容易堆积在太阳能板上，影响太阳能板对光能的吸收，进而导致发电效率低下。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的太阳能发电装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的太阳能发电装置，包括底座、平面转动机构、托板、角度调节机构、太阳能板和设置在底座两侧的防护单元，所述底座、平面转动机构、托板、角度调节机构和太阳能板从下而上依次设置，所述平面转动机构与托板传动连接，所述角度调节机构与太阳能板传动连接；
所述角度调节机构包括支柱、第二驱动电机、第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述支柱的底端固定在托板上，所述第二驱动电机固定在支柱的顶端，所述第二驱动电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与第三连杆的一端铰接，所述第三连杆的另一端与托板铰接；
所述平面转动机构包括第一驱动电机、第一驱动轴、驱动齿轮和若干从动支撑单元，所述第一驱动电机固定在底座上，所述第一驱动电机通过第一驱动轴与驱动齿轮传动连接，所述从动支撑单元周向均匀分布在驱动齿轮的外周，所述从动支撑单元包括支杆、从动齿轮和钢珠，所述支杆的顶端固定在托板上，所述支杆的底端通过钢珠与底座连接，所述从动齿轮设置在支杆上且与驱动齿轮啮合；
所述防护单元包括支板、挡板、第三驱动电机、第四连杆和第五连杆，所述支板的底端固定在底座上，所述支板的顶端与挡板铰接，所述第三驱动电机固定在支板的一侧且远离平面转动机构，所述第三驱动电机与第四连杆传动连接，所述第四连杆通过第五连杆与挡板铰接，所述挡板为玻璃板。
作为优选，为了提供稳定的电源电压输出，保障设备的正常运行，所述底座内设有稳压模块，所述稳压模块内设有稳压电路，所述稳压电路包括电阻、集成电路、第一电容和第二电容，所述集成电路的型号为W7800，所述集成电路的输入端通过第一电容接地，所述集成电路的公共端接地，所述集成电路的输出端通过由第二电容和电阻组成的并联电路接地。
作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制托板的转动角度，所述第一驱动电机为无刷直流电机。
作为优选，为了方便压力数据从而感知雨雪情况，所述挡板的上方设有压力传感器。
作为原先，为了能方便测量光量的吸收量，所述太阳能板上设有感光元件。
作为优选，为了提高设备的智能化程度，所述底座内设有中央控制装置，所述中央控制装置包括中央控制模块、与中央控制模块连接的电机驱动模块、光量采集模块和压力采集模块，所述第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机均与电机驱动模块电连接，所述感光元件与光量采集模块电连接，所述压力传感器与压力采集模块电连接。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第三驱动电机能带动挡板转动，所述第三驱动电机为直流伺服电机。
作为优选，为了防止第四连杆和第五连杆生锈影响挡板转动，所述第四连杆和第五连杆为不锈钢管。
本发明的有益效果是，该基于物联网的太阳能发电装置通过感光元件测量吸收的光量，并通过面转动机构和角度调节机构配合使太阳能板调节至光线最佳吸收角度，进而提高了装置的发电能力，不仅如此，通过防护单元使两个挡板相互靠近保护发电装置，由于挡板采用玻璃板的设计，使太阳能板受保护的同时吸收光能维持装置发电，从而提高了装置的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于物联网的太阳能发电装置的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的太阳能发电装置的平面转动机构的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的太阳能发电装置的平面转动机构的俯视图；
图4是本发明的基于物联网的太阳能发电装置的角度调节机构的结构示意图；
图5是本发明的基于物联网的太阳能发电装置的防护单元的结构示意图；
图6是本发明的基于物联网的太阳能发电装置的系统原理图；
图7是本发明的基于物联网的太阳能发电装置的稳压电路的电路原理图；
图中：1.底座，2.平面转动机构，3.托板，4.角度调节机构，5.太阳能板，6.防护单元，7.第一驱动电机，8.第一驱动轴，9.驱动齿轮，10.支杆，11.从动齿轮，12.钢珠，13.第二驱动电机，14.第一连杆，15.第二连杆，16.第三连杆，18.感光元件，19.支板，20.挡板，21.第三驱动电机，22.第四连杆，23.第五连杆，24.压力传感器，25.中央控制模块，26.电机控制模块，27.光量采集模块，28.压力采集模块，29.支柱，R.电阻，C1.第一电容，C2.第二电容，U1.集成电路。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图7所示，一种基于物联网的太阳能发电装置，包括底座1、平面转动机构2、托板3、角度调节机构4、太阳能板5和设置在底座1两侧的防护单元6，所述底座1、平面转动机构2、托板3、角度调节机构4和太阳能板5从下而上依次设置，所述平面转动机构2与托板3传动连接，所述角度调节机构4与太阳能板5传动连接；
所述角度调节机构4包括支柱29、第二驱动电机13、第一连杆14、第二连杆15和第三连杆16，所述支柱29的底端固定在托板3上，所述第二驱动电机13固定在支柱29的顶端，所述第二驱动电机13与第一连杆14传动连接，所述第一连杆14通过第二连杆15与第三连杆16的一端铰接，所述第三连杆16的另一端与托板3铰接；
所述平面转动机构2包括第一驱动电机7、第一驱动轴8、驱动齿轮9和若干从动支撑单元，所述第一驱动电机7固定在底座1上，所述第一驱动电机7通过第一驱动轴8与驱动齿轮9传动连接，所述从动支撑单元周向均匀分布在驱动齿轮9的外周，所述从动支撑单元包括支杆10、从动齿轮11和钢珠12，所述支杆10的顶端固定在托板3上，所述支杆10的底端通过钢珠12与底座1连接，所述从动齿轮11设置在支杆11上且与驱动齿轮9啮合；
所述防护单元6包括支板19、挡板20、第三驱动电机21、第四连杆22和第五连杆23，所述支板19的底端固定在底座1上，所述支板19的顶端与挡板20铰接，所述第三驱动电机21固定在支板19的一侧且远离平面转动机构2，所述第三驱动电机21与第四连杆22传动连接，所述第四连杆22通过第五连杆23与挡板20铰接，所述挡板20为玻璃板。
作为优选，为了提供稳定的电源电压输出，保障设备的正常运行，所述底座1内设有稳压模块，所述稳压模块内设有稳压电路，所述稳压电路包括电阻R、集成电路U1、第一电容C1和第二电容C2，所述集成电路U1的型号为W7800，所述集成电路U1的输入端通过第一电容C1接地，所述集成电路U1的公共端接地，所述集成电路U1的输出端通过由第二电容C2和电阻R组成的并联电路接地。
作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制托板3的转动角度，所述第一驱动电机7为无刷直流电机。
作为优选，为了方便压力数据从而感知雨雪情况，所述挡板20的上方设有压力传感器24。
作为原先，为了能方便测量光量的吸收量，所述太阳能板5上设有感光元件18。
作为优选，为了提高设备的智能化程度，所述底座1内设有中央控制装置，所述中央控制装置包括中央控制模块25、与中央控制模块25连接的电机驱动模块26、光量采集模块27和压力采集模块28，所述第一驱动电机7、第二驱动电机13和第三驱动电机21均与电机驱动模块26电连接，所述感光元件18与光量采集模块27电连接，所述压力传感器24与压力采集模块28电连接。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第三驱动电机21能带动挡板20转动，所述第三驱动电机21为直流伺服电机。
作为优选，为了防止第四连杆22和第五连杆23生锈影响挡板20转动，所述第四连杆22和第五连杆23为不锈钢管。
为了能使太阳能板5最大化地吸收光能，通过平面转动机构2和角度调节机构4配合，从而调节太阳能板5的角度，使太阳能板5与光线传播方向垂直，从而提高太阳板5吸收的光量。首先由平面转动机构2中的第一驱动电机7通过第一驱动轴8使驱动齿轮9沿第一驱动轴8的中心轴线转动，带动从动齿轮9旋转，使支杆10沿第一驱动轴8的中心轴线转动，实现托板3的转动，在托板3转动时，太阳能板5上的感光元件18测试吸收光量，并通过光量采集模块17上传给装置内部的中央控制模块25，托板3转动一周后，中央控制模块25通过电机驱动模块26使托板3转动至吸收光量最大处，之后通过角度调节机构4实现太阳能板5的转动，在角度调节机构4中，通过第二驱动电机13带动第一连杆14旋转，由于第二连杆15与第三连杆16铰接，使第三连杆16以与托板3铰接处为圆心转动，实现太阳能板5角度调节，在调节过程中，感光元件18继续测量吸收光量，并通过中央控制模块25使太阳能板5调节至最大吸收光量处，从而提高了该太阳能发电装置的发电效率。该基于物联网的太阳能发电装置通过感光元件18测量吸收的光量，并通过面转动机构2和角度调节机构4配合使太阳能板5调节至光线最佳吸收角度，进而提高了装置的发电能力。
当遇到雨雪天气时，防护单元6上的压力传感器24检测到雨雪的压力，并将情况通过压力采集模块28上传至中央控制模块25，中央控制模块25通过电机控制模块26使第三驱动电机21带动第四连杆22转动，通过与第五连杆23的铰接，使两个防护单元6上的挡板20转动，相互靠近并接触，从而有效地隔离了雨雪对太阳能板5的干扰，同时挡板20为玻璃板，在隔离雨雪的同时，光线仍能够通过挡板20，使太阳能板5能够在受保护的同时继续吸收光能并发电。当雨雪停后，压力传感器24无压力数据，此时第三驱动电机21反向转动，使两个挡板20相互远离，让更多光线被太阳能板5吸收，进而保持高效的发电能力。该基于物联网的太阳能发电装置通过压力传感器24检测雨雪情况，并通过防护单元6使两个挡板20相互靠近保护发电装置，由于挡板20采用玻璃板的设计，使太阳能板5受保护的同时吸收光能维持装置发电，从而提高了装置的实用性。
与现有技术相比，该基于物联网的太阳能发电装置通过感光元件18测量吸收的光量，并通过面转动机构2和角度调节机构4配合使太阳能板5调节至光线最佳吸收角度，进而提高了装置的发电能力，不仅如此，通过防护单元6使两个挡板20相互靠近保护发电装置，由于挡板20采用玻璃板的设计，使太阳能板5受保护的同时吸收光能维持装置发电，从而提高了装置的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网的太阳能发电装置，其特征在于，包括底座(1)、平面转动机构(2)、托板(3)、角度调节机构(4)、太阳能板(5)和设置在底座(1)两侧的防护单元(6)，所述底座(1)、平面转动机构(2)、托板(3)、角度调节机构(4)和太阳能板(5)从下而上依次设置，所述平面转动机构(2)与托板(3)传动连接，所述角度调节机构(4)与太阳能板(5)传动连接；
所述角度调节机构(4)包括支柱(29)、第二驱动电机(13)、第一连杆(14)、第二连杆(15)和第三连杆(16)，所述支柱(29)的底端固定在托板(3)上，所述第二驱动电机(13)固定在支柱(29)的顶端，所述第二驱动电机(13)与第一连杆(14)传动连接，所述第一连杆(14)通过第二连杆(15)与第三连杆(16)的一端铰接，所述第三连杆(16)的另一端与托板(3)铰接；
所述平面转动机构(2)包括第一驱动电机(7)、第一驱动轴(8)、驱动齿轮(9)和若干从动支撑单元，所述第一驱动电机(7)固定在底座(1)上，所述第一驱动电机(7)通过第一驱动轴(8)与驱动齿轮(9)传动连接，所述从动支撑单元周向均匀分布在驱动齿轮(9)的外周，所述从动支撑单元包括支杆(10)、从动齿轮(11)和钢珠(12)，所述支杆(10)的顶端固定在托板(3)上，所述支杆(10)的底端通过钢珠(12)与底座(1)连接，所述从动齿轮(11)设置在支杆(11)上且与驱动齿轮(9)啮合；
所述防护单元(6)包括支板(19)、挡板(20)、第三驱动电机(21)、第四连杆(22)和第五连杆(23)，所述支板(19)的底端固定在底座(1)上，所述支板(19)的顶端与挡板(20)铰接，所述第三驱动电机(21)固定在支板(19)的一侧且远离平面转动机构(2)，所述第三驱动电机(21)与第四连杆(22)传动连接，所述第四连杆(22)通过第五连杆(23)与挡板(20)铰接，所述挡板(20)为玻璃板。
2.如权利要求1所述的基于物联网的太阳能发电装置，其特征在于，所述底座(1)内设有稳压模块，所述稳压模块内设有稳压电路，所述稳压电路包括电阻(R)、集成电路(U1)、第一电容(C1)和第二电容(C2)，所述集成电路(U1)的型号为W7800，所述集成电路(U1)的输入端通过第一电容(C1)接地，所述集成电路(U1)的公共端接地，所述集成电路(U1)的输出端通过由第二电容(C2)和电阻(R)组成的并联电路接地。
3.如权利要求1所述的基于物联网的太阳能发电装置，其特征在于，所述第一驱动电机(7)为无刷直流电机。
4.如权利要求1所述的基于物联网的太阳能发电装置，其特征在于，所述挡板(20)的上方设有压力传感器(24)。
5.如权利要求1所述的基于物联网的太阳能发电装置，其特征在于，所述太阳能板(5)上设有感光元件(18)。
6.如权利要求5所述的基于物联网的太阳能发电装置，其特征在于，所述底座(1)内设有中央控制装置，所述中央控制装置包括中央控制模块(25)、与中央控制模块(25)连接的电机驱动模块(26)、光量采集模块(27)和压力采集模块(28)，所述第一驱动电机(7)、第二驱动电机(13)和第三驱动电机(21)均与电机驱动模块(26)电连接，所述感光元件(18)与光量采集模块(27)电连接，所述压力传感器(24)与压力采集模块(28)电连接。
7.如权利要求1所述的基于物联网的太阳能发电装置，其特征在于，所述第三驱动电机(21)为直流伺服电机。
8.如权利要求1所述的基于物联网的太阳能发电装置，其特征在于，所述第四连杆(22)和第五连杆(23)为不锈钢管。
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