CN106869540A - 太阳能光伏停车棚 - Google Patents

Abstract

太阳能光伏停车棚,用于提高太阳能光伏发电的效率。包括棚体，还包括太阳能追踪模块和光伏发电模块，太阳能追踪模块包括光电传感器单元、追踪执行单元、防风自锁单元、显示单元和追踪控制单元，光电传感器单元通过信号处理电路与跟踪控制单元连接，信号处理电路通过手动控制电路与跟踪控制单元信号连接，RTC实时时钟与追踪控制单元信号连接，显示单元与追踪控制单元信号连接，电源电路与追踪控制单元电连接为追踪控制单元供能；光伏发电模块通过太阳能电池板发电；在棚体上设有机架、智能防火单元、智能防盗单元、智能照明单元、报警单元、充电单元和显示单元。本发明可以起到遮风挡雨的作用外，还可以进行发电，智能化程度高。

Description

太阳能光伏停车棚

技术领域

本发明涉及电力应用技术领域，具体地说是一种太阳能光伏停车棚。

背景技术

伴随着工业生产的发展，能源危机和环境污染也在不断的加深，开发和利用新能源已经成为一项非常重要而紧迫的任务。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，同时也是一种清洁能源，不产生任何的环境污染，因此对太阳能的研究和利用受到了广泛的关注，太阳能光伏发电成为其中重要的研究领域。而且近些年由于大量的建筑拔地而起，其在建造和运营的过程中产生的能耗己占社会总能耗的30％。因此，减少和取代不可再生传统能源的使用，大力推广太阳能在建筑中的应用，对减少传统能源的消耗和优化能源结构具有重要意义。

随着对太阳能研究和利用的迅速发展，太阳能光伏发电技术也日趋成熟，这些都促使选择光伏发电作为电动汽车的充电来源，太阳能光伏停车棚应运而生。太阳能光伏停车棚充分体现了光伏建筑一体化的设计理念，既达到了业主对停车棚观赏性、实用性的要求，又满足了光伏发电与建筑浑然一体的设计风格。

现有的太阳能光伏停车棚中太阳能发电装置的电池板位置都是以固定角度朝南放置进行发电的，不能跟随太阳位置进行变化。再者对太阳能电池阵列缺乏实时的监控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能光伏停车棚，用于提高太阳能光伏发电的效率。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：太阳能光伏停车棚,包括棚体，其特征是，还包括太阳能追踪模块和光伏发电模块，所述太阳能追踪模块包括光电传感器单元、追踪执行单元、防风自锁单元、显示单元和追踪控制单元，所述光电传感器单元采集光照强度信号并通过信号处理电路与跟踪控制单元连接，所述信号处理电路通过手动控制电路与跟踪控制单元信号连接，追踪控制单元为单片机，RTC实时时钟与追踪控制单元信号连接，所述显示单元与追踪控制单元信号连接并显示时间，显示单元上还显示日期、太阳高度角、方位角，电源电路与追踪控制单元电连接为追踪控制单元供能；所述追踪执行单元主要包括水平调整机构、竖直调整机构和太阳能电池板，位于棚体上的太阳能电池板在水平调整机构的驱动下在水平面内左右摆动、在竖直调整机构的驱动下在竖直面内上下摆动；所述防风自锁单元包括风速传感器和控制器，所述风速传感器采集风速信息并通过控制器与竖直调整机构上的电机驱动器连接；

所述光伏发电模块包括上位机、太阳能电池阵列组件、防雷及接地系统、智能控制单元、外扩以太网模块、蓄电池、直流转化单元和交流转化单元，所述上位机通过外扩以太网模块与智能控制单元连接，由若干太阳能电池板阵列构成的所述太阳能电池阵列组件通过防雷及接地系统与智能控制单元信号连接，所述智能控制单元与蓄电池连接的同时还通过电网接口与市电连接，所述直流转化单元和交流转化单元分别与智能控制单元连接；

在所述棚体上设有机架、智能防火单元、智能防盗单元、智能照明单元、报警单元、充电单元和显示单元，所述智能防火单元、智能防盗单元、智能照明单元、报警单元、充电单元和显示单元均设置在机架上，所述直流转化单元通过直流负载单元分别与智能防盗单元、智能防火单元、报警单元和显示单元连接，所述交流转化单元通过交流负载单元分别与智能照明单元、充电单元和交流插座连接。

进一步地，所述光电传感器单元包括光学系统、遮光筒、光电池和四象限光电探测器，所述光学系统安装在遮光筒的顶部，所述四象限光电探测器放置在遮光筒的底部，遮光筒外部东、西、南、北四个方向上分别放置一片光电池。

进一步地，所述遮光筒为不透光的圆筒形结构。

进一步地，所述追踪执行单元还包括基座、支架、活动架、竖轴和横轴，所述基座固定在棚体上，在所述基座上通过支架转动安装有竖轴，在所述竖轴上固定有活动架，在所述活动架上转动安装有横轴，在所述横轴上固定安装太阳能电池板。

进一步地，所述水平调整机构包括第一步进电机、第一蜗杆、第一蜗轮、主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述第一步进电机固定在基座上，所述主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合并固定在第一步进电机的输出轴上，所述从动锥齿轮与第一蜗杆共轴设置，所述第一蜗轮固定在竖轴上并与第一蜗杆啮合。

进一步地，竖直调整机构包括第二步进电机、第二蜗杆和第二蜗轮，所述第二步进电机固定在活动架上，在第二步进电机的输出端固定有第二蜗杆，所述第二蜗杆与第二蜗轮啮合，所述第二蜗轮固定在横轴上。

进一步地，在所述横轴的上方设有支撑板，所述支撑板与横轴固连，在所述支撑板上设有太阳能电池板。

进一步地，所述智能防火单元主要包括烟雾传感器和温度传感器，所述烟雾传感器检测棚体内的烟雾信号，所述温度传感器检测棚体内的温度信号。

进一步地，所述追踪控制单元为单片机，根据光照强度的大小追踪控制单元选择光电追踪模式或视日运动轨迹追踪模式。

本发明的有益效果是：本发明提供的太阳能光伏停车棚，可以实现遮风、挡雨的作用外，还设有充电桩，以对停车棚内的电动车起到充电的作用。在停车棚的顶部设置太阳能电池板，太阳能电池板可以根据太阳方位角和高度角的变化而变化，进而保证太阳能电池板的发电效率。根据光照强度的大小，追踪控制单元可以选择视日运动轨迹追踪模式或者光电追踪模式，以保证太阳能电池板追踪太阳时的精度。防风自锁单元的设置，可以在风速较大时将太阳能电池板置于水平面内或者风所在的平面内，进而保护太阳能电池板。

附图说明

图1为本发明的结构组成示意图；

图2为光电传感器单元的正面示意图；

图3为光电传感器单元的俯视示意图；

图4为追踪执行单元的正面示意图；

图5为追踪执行单元的侧面示意图；

图6为水平调整机构的示意图；

图7为竖直调整机构的示意图；

图8为太阳能追踪模块的系统示意图；

图9为智能防火单元的工作流程图；

图中：11光学系统，12遮光筒，13四象限光电探测器，14光电池，2基座，21支架，22竖轴，221第一蜗轮，222第一蜗杆，223从动锥齿轮，224主动锥齿轮，225第一步进电机，23支撑块，24活动架，25支耳，26横轴，27支撑板，271底板，272第二蜗轮，273第二蜗杆，274第二步进电机，275立板，276支撑杆，28太阳能电池板。

具体实施方式

如图1至图9所示，本发明主要包括太阳能追踪模块、光伏发电模块和棚体，其中太阳能追踪模块与光伏发电模块相连接，且光伏发电模块太阳能追踪模块均设置在棚体上。

太阳能追踪模块：

太阳能追踪模块主要包括光电传感器单元、追踪执行单元、防风自锁单元、显示单元和追踪控制单元。

由于视日运动轨迹追踪方式是开环的程控系统，根据天文算法可以算出一天中不同时间太阳所处的高度角和方位角的理论值，然后通过程序控制来驱动电机进行追光控制板的姿态调整。视日运动轨迹追踪方式是不受天气变化的影响，但是在计算太阳位置的过程中，系统是开环控制系统无法自身消除积累的误差。光电追踪方式下由于光电元件对光的敏感性，其在理论上的追踪精度是能保证的，但是其容易受到外界的干扰，使得整个系统的稳定性难以保证。由视日运动轨迹追踪方式与光电探测器追踪方式的原理分析可以看出其各自都有缺点，无法准确的完成对太阳的追踪任务。传统的太阳能追踪方案往往采取上述两种方法之一，这样既不能克服彼此的缺点也不能将彼此的优点发挥出来。本发明设计取长补短，将两种追踪方式结合起来使用，在光照条件较差的阴雨天气采用视日运动轨迹追踪方式，在光照条件良好的晴天时采用光电追踪的方式，并对视日运动轨迹追踪方式产生的误差进行修正。同时每延迟一段时间对光照强度重新进行检测，以便于在两种追踪方式间自动切换。下面对光电追踪方式的太阳能追踪模块的结构功能进行描述。

光电传感器单元：

光电传感器单元包括光学系统、遮光筒、光电池和四象限光电探测器，如图2、图3所示，光学系统11安装在遮光筒12的顶部，四象限光电探测器13放置在遮光筒12的底部，遮光筒外部东、西、南、北四个方向上分别放置一片光电池14(四片光电池性能参数一致)。光学系统能将光线聚焦于遮光筒底部的四象限光电探测器上，并在光线没有垂直射入镜面时，利用光的折射原理加大光斑偏移中心点的距离，达到提高传感器灵敏度的目的。遮光筒为圆筒形并且不透光可以对外界环境的干扰光线进行屏蔽，避免杂散光对传感器的追踪效果产生不良的影响；遮光筒底部放置的四象限光电探测器为精确定位光电传感器，用来精确定位太阳的高度角和方位角；遮光筒外放置的四块光电池构成粗定位光电传感器，其中一对光电池东西方向对称安装，粗略检测太阳的方位角，另外一对光电池南北方向对称安装，粗略检测太阳的高度角。

该光电传感器单元的特点在于克服了基于挡板的传感器容易受到外界杂光的干扰从而使其追光准确性和稳定性变得很差的缺点，同时克服了基于圆筒遮光传感器检测角度较小，光透过圆孔之后光的强度减弱、感光效果差，这就会导致追光不准或不稳定等情况发生的缺点，同时还具有追踪范围更大、减少系统功率损耗、系统运行更加稳定的优点。

追踪执行单元：

如图4至图7所示，追踪执行单元包括基座2、水平调整机构、竖直调整机构和太阳能电池板28。基座2通过螺栓固定在棚体的顶部，在基座的顶部通过螺栓固定安装有倒U字形的支架21，如图4所示，在支架上通过轴承转动安装有竖轴22，在竖轴的下部固定安装有第一蜗轮221，在基座上固定有第一步进电机225，在第一步进电机的输出端固定有主动锥齿轮224，在支架上转动安装有共轴设置的第一蜗杆222和从动锥齿轮223，如图6所示，第一蜗杆与第一蜗轮啮合配合，在基座上固定有第一步进电机225，在第一步进电机的输出端固定有主动锥齿轮224，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合配合。第一步进电机225、主动锥齿轮224、从动锥齿轮223、第一蜗杆222和第一蜗轮221构成了水平调整机构。在竖轴的顶部固定有支撑块23，在支撑块的顶部固定有活动架24，活动架通过支撑块与竖轴固连并与竖轴同步转动，活动架的实质为一个水平放置的金属板，如图5所示，在活动架的顶部设有一对支耳25，在两支耳的上部之间转动安装有横轴26，在横轴的上方设有支撑板27，在支撑板的底部设有一对底板271，支撑板通过底板与横轴固定连接。在横轴上固定有第二蜗轮272，在支撑板上固定有第二步进电机274，在第二步进电机的输出端固定有第二蜗杆273，第二蜗杆的一端固定在第二步进电机的输出端，第二蜗杆的另一端转动安装在立板275上，立板固定在支撑板上，第二蜗杆与第二蜗轮啮合配合。如图7所示，第二步进电机、第二蜗杆和第二蜗轮构成了竖直调整机构，支耳、底板和立板的设置是为了其它部件的安装。在支撑板的上方设有太阳能电池板28，在支撑板与太阳能电池板之间设有若干支撑杆276，通过支撑杆将支撑板与太阳能电池板固连在一块。

当水平调整机构动作时，可以驱使活动架在水平面左右摆动，以追踪太阳的方位角的变化；当竖直调整机构动作时，以驱使太阳能电池板在竖直平面内的摆动，进而以追踪太阳高度角的变化。光电传感器单元设置在太阳能电池板上。

防风自锁单元：

防风自锁单元主要包括风速传感器和控制器，风速传感器设置在棚体上，且风速传感器与控制器信号连接，控制器又与第二步进电机信号连接。风速传感器可以测量工作环境下的风速力，当风速超过一定值时，控制器驱动第二步进电机动作，使得太阳能电池板处于水平面内，以减小施加在太阳能电池板上的风力，避免风力对太阳能电池板造成的损坏。

显示单元：

显示单元主要包括显示器，显示器上可以显示日期、时间信息，以及当地的实时太阳高度角和方位角。显示器采用2.4寸TFT-LCD即薄膜场效应晶体管LCD，型号为595417-AAA，分辨率为320X 240。显示器由蓄电池或电源电路供能，RTC实时时钟与追踪控制单元信号连接，并在显示器上显示时间。

追踪控制单元：

太阳能追踪模块的追踪控制单元是整个太阳能追踪模块的核心部分，该太阳能追踪模块可以在视日运动轨迹追踪方式和光电追踪方式之间，根据具体的光照强度互相切换。追踪控制单元的实质为单片机STM32，追踪控制单元与追踪执行单元信号连接，且由电源电路供能。

另外，还设置有手动控制电路，光电传感器单元将采集到的被测量的变化转变为光信号的变化，然后转化为电信号的变化，电信号的变化经信号处理电路处理后进入到追踪控制单元中。电信号的变化还可以进入到手动控制电路中，然后通过手动控制电路向追踪控制单元发送信号。信号处理电路和手动控制电路均为现有技术，在此不再赘述。

整个太阳能追踪模块的具体工作过程为：光电传感器用于检测太阳的方位信息，并且具有判断天气阴晴状况的功能同时还可以对视日运行轨迹追踪方式产生的累积误差进行校正；首先由光电传感器单元采集和处理太阳光线偏差输出微弱电流信号经信号处理电路实现电流转电压和电压放大，然后通过模数转换电路，将模拟信号变换成数字信号形式，传输到追踪控制单元。采集到的各种信号经过追踪控制单元做了相关处理后，通过控制电机驱动器驱动两个步进电机(第一步进电机、第二步进电机)动作实现追踪太阳的实时变化。同时设计增加了手动控制电路后，追踪控制单元可以实现对追踪执行单元的手动控制，并通过配备的显示单元用于显示当地时间、日期和此刻的太阳高度角和方位角信息，最终实现智能人机对话系统的构建。

两种追踪模式的工作方式为：

如图8所示，整个太阳能追踪模块启动后，风速传感器开始工作检测风速，当风速大于设定值时，追踪控制单元则认为当前风速有可能损坏太阳能电池板，追踪控制单元驱动追踪执行单元工作使得太阳能电池板放平，以最大化减小风对太阳能电池板的破坏。当风速在工作范围内时，先校对系统时间，如果系统时间在设定的黑夜时间段内，太阳能追踪模块进入休眠状态，以便减低太阳能追踪模块的能耗；当系统时间在白天时，对光照强度进行判断，追踪控制单元通过读取粗定位光电传感器的输出电压与所设定的电压阈值进行对比，从而判断当前所处于光照强度较好的晴天还是光照强度较差的阴雨天气；在光照强度较好的晴天时采用光电追踪模式，在光照强度较差的阴雨天气采用视日运动轨迹追踪模式；当黑夜到来时，整个太阳能追踪模块复位，进入休眠状态，等待白天的到来。这样两种方式结合，可以综合两种追踪模式的优点，克服两种追踪模式的缺点。两种追踪模式互相补充，使系统运行更加稳定，提高了太阳追踪的精度。

光伏发电模块:

光伏发电模块主要包括上位机、太阳能电池阵列组件、防雷及接地系统、智能控制单元、外扩以太网模块、蓄电池、直流转化单元和交流转化单元。

太阳能电池阵列组件由半导体单晶硅或多晶硅构成，它能产生光伏效应，是进行光电转换的部分。光伏效应是半导体在吸收光能后，内部带电载流子分布状态和浓度发生变化从而产生出光生电流和光生电动势的效应。利用这种特性，半导体材料的太阳能光伏阵列组件将太阳能转换成电能，是整个太阳能光伏发电系统能量的来源。

蓄电池是光伏发电模块的关键部件，由于太阳能电池阵列组件只能在有太阳光照射的时候提供能量，为了保证在间断的无光照情况下整个停车棚能够正常运行，系统中需要有蓄电池一类的蓄能元件。

智能控制单元是光伏发电模块的核心部件，它对整个光伏发电模块起着控制和保证其正常运行的作用。在此，智能控制单元选用采用ARM内核STM32F103ZET6高性能微处理器，是32位单片机，采用最新的Cortex-M3内核，指令周期短，速度快，具有优先级抢占中断控制器，自带滴答定时器，可用于LWIP轮询功能，GPIO复用功能多，而且STM32F103ZET6也具备低功耗的特点。

上位机通过路由器与外扩以太网模块连接，外扩以太网模块与智能控制单元连接，以实现上位机与智能控制单元的通信。智能控制单元由蓄电池功能，此外，为保证在蓄电池没电的情况下智能控制单元仍能正常工作，智能控制单元还通过电网接口与市电电连接。为保证安全，太阳能电池阵列组件与防雷及接地系统连接，防止因雷击而遭到破坏。防雷及接地系统又与智能控制单元连接。智能控制单元与直流转化单元和交流转化单元连接。

传统的关于太阳能光伏发电的监控主要针对蓄电池，以防止蓄电池过充或过放，对太阳能电池阵列组件(太阳能电池板的阵列形式)的实时监控不足。然而太阳能电池阵列组件作为太阳能光伏停车棚发电的核心部件，其性能的好坏直接影响发电系统的性能，通过实时的监测了解太阳能电池板的现状，便于及时维护，对整个发电系统的安全稳定具有重要的意义。对太阳能电池阵列组件的监控主要是太阳能电池板电压、电流、环境温度等数据的采集工作，并完成与上位机的通信，在接收到来自上位机的查询指令时，源源不断地将现场采集的数据发送至上位机。

用户只需要在安装有浏览器的电脑上，并且在同一个网关的局域网之下，便可访问读取包括太阳能电池板的电压、电流参数，蓄电池的电压、电流、温度等信息。为了安全和多功能考虑，加之显示单元组成双显示保险。

太阳能电池阵列组件是太阳能光伏发电系统电能的来源，太阳能电池阵列的输出功率是其所受日照强度、器件结温的非线性函数。即使在外部环境稳定的情况下，光伏阵列的输出功率也会随着外部负载的变化而变化，只有当外部负载与光伏阵列达到阻抗匹配时，光伏阵列才会输出最大功率，最大功率点跟踪的目的是将光伏电池组件产生的最大功率及时提供给负载，使太阳能系统的能量利用效率尽可能提高。在实际应用中，通过对当前光伏阵列的输出电流和电压的检测，得到当前阵列输出功率，再与前一时刻光伏阵列的输出功率相比较，向功率增大的方向不间断的检测，便可使光伏阵列动态地工作在最大功率点上。

传统的太阳能光伏停车棚往往直接利用太阳能电池阵列组件给负载供电，这样在光照充足时使用不完会造成能源的浪费，在阴雨天或者夜晚太阳能电池阵列组件输出电流很小的情况下就会出现负载供电不足的情况。本停车棚加入蓄电池及市电回路，可以在光照条件良好时将多余的电能由蓄电池存储起来；在阴雨天气或者夜晚等光照条件不好的情况下，由蓄电池给负载供电，蓄电池电能耗尽时可以智能切换到市电向负载供电，以保证对负载的不间断供电。

棚体：

棚体主要包括机架、智能防火单元、智能防盗单元、智能照明单元、报警单元、充电单元和显示单元，智能防火单元、智能防盗单元、智能照明单元、报警单元、充电单元和显示单元均设置在机架上。

智能防火单元:

随着科技的不断发展，越来越多的火灾隐患由于工业生产和人们的日常生活而产生。所以，尽早的发现并预警火灾，可以有效的防止和减少火灾危害，减少经济损失，保护人身及财产安全。为了减少火灾事故的发生就必须对烟雾、温度进行现场实时监测，及早发现隐患，采取有效措施避免事故发生。本停车棚中的智能防火单元通过烟雾传感器及温度传感器实时采集停车棚内的环境信息，并配合报警单元，起到停车棚防火灾的作用。智能防火单元主要包括烟雾传感器和温度传感器。

烟雾传感器是通过监测停车棚内的烟雾浓度来实现火灾防范的，本停车棚采用离子式烟雾传感器作为烟雾探测元件，具体型号为SS-168，供电电压为9V，输出触发报警电路的高电平大约为3V。烟雾传感器内部采用离子式烟雾传感，离子式烟雾传感器是一种技术先进、工作可靠地传感器，被广泛应用于各种消防报警系统，性能远优于气敏电阻类火灾报警器。

出于预防火灾的要求，智能防火单元需要实时的显示停车棚内的温度，当停车棚内的温度高于常态时触发报警单元，发出声光报警。为了更准确更快速的采集到环境温度，选用温度传感器DS18B20作为温度敏感元件。

如图9所示，整个智能防火单元的工作流程为：主程序循环判断温度传感器、烟雾传感器是否监测到异常，同时显示单元实时显示当前停车棚的温度。一旦烟雾传感器或者温度传感器中的任意一个监测到异常，立即就会触发报警单元，发出声光报警，只有当两项异常同时被排出时，才会解除声光报警，只排除任意一个异常是不会取消报警的。

智能防盗单元：

停车棚作为存储电动汽车或者电动车的重要场所，一旦被盗，造成的损失将会很严重，故在停车棚引入智能化的防盗手段显得至关重要。.红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，在各个领域都得到了广泛的应用。由于它是不可见光，因此用作防盗报警监控器，具有良好的隐蔽性，白天黑夜均可使用，不易被盗贼发现。本停车棚的智能防盗单元主要包括热释电红外传感器，该热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并能将其转化为电压信号。同时，该热释电红外传感器还具有制作简单、成本低、安装方便、防盗性能稳定、抗干扰能力强的特点。

热释电红外传感器是智能防盗模块的异常情况采集元件，实时对停车棚进行监控，为防止误报警，当发现有人非法进入时，在向智能控制单元发送报警信号后，系统会延时10S再进行检测，确定有盗情后，智能控制单元会立即对报警信息进行处理。报警单元在接收到报警信息后会进行声光报警，已引起安保人员的注意。

报警单元：

报警单元主要由状态指示灯和蜂鸣器组成，当烟雾传感器及温度传感器监测到异常时状态指示灯会不停的闪烁(当出现烟雾异常报警时，黄灯会不停闪烁；当出现温度异常报警时，红灯会不停闪烁)同时蜂鸣器长时间发出声响。报警单元主要有如下三个方面的作用：1、异常报警功能。当停车棚内烟雾(主要是二氧化碳、一氧化碳)浓度及温度出现异常时进行报警，并具有声、光双重报警功能，从而引起人们的注意，尽可能避免火灾的发生；2、系统故障报警功能，当系统出现硬件故障时，能发出故障报警信号；3、火灾报警功能，当停车棚发生火灾时(烟雾和温度均出现异常)，能够立即报警，尽可能减少火灾损失。

智能照明单元：

目前停车棚的照明控制大多采用手动开关，即使加强管理仍经常出现忘记关灯的情况，特别是在白天仍然如此(浪费情况更加严重)，从而造成大量的能源浪费。无论是白天还是晚上只要有自然光可以照明的情况下，我们都应该尽可能的利用自然光，节约用电。本停车棚的智能照明单元为解决上述问题，实现停车棚照明智能化、人性化，方便停车棚照明电路的管理，设计了主要由光照强度检测组件、热释电红外线传感器和单片机组成的智能照明单元。在信号输入部分，利用光照强度检测组件(光敏电阻)感应到停车棚内自然光的强度信号，再利用热释电红外线传感器的热释电效应，感应停车棚里是否有人体信号，在确定有人的情况下，再将此信息经数模转换传送到单片机，通过设定的控制程序，单片机对照明线路的用电器进行智能控制，且只有在光线暗同时又有人体存在条件下才启动照明系统，当检测到停车棚内无人活动时或者停车棚内的光照强度满足照明条件时，就切断照明电路，达到节能的目的。

显示单元：

为节省成本该停车棚中，太阳能追踪模块、光伏发电模块共用一个显示器，主要由显示器构成的显示单元可以用来显示停车棚内的温度、湿度及当前系统的日期时间，同时还可以用来显示太阳能电池板的电压、电流参数，蓄电池的电压、电流、温度等信息。

充电单元：

该停车棚的主要功能除了为汽车提供停放、遮阳、挡雨场所外，还安装了给停放的电动汽车补充电能的充电桩，可以利用停车棚顶部安装的太阳能发电装置为其充电。充电单元主要包括充电桩。

在棚体内还设有直流负载单元和交流负载单元，光伏发电模块的直流转化单元与直流负载单元连接，光伏发电模块的交流转化单元与交流负载单元连接。直流负载单元与智能防盗单元、智能防火单元、报警单元和显示单元连接，交流负载单元与智能照明单元、充电单元和交流插座连接。

Claims (9)

1.太阳能光伏停车棚,包括棚体，其特征是，还包括太阳能追踪模块和光伏发电模块，所述太阳能追踪模块包括光电传感器单元、追踪执行单元、防风自锁单元、显示单元和追踪控制单元，所述光电传感器单元采集光照强度信号并通过信号处理电路与跟踪控制单元连接，所述信号处理电路通过手动控制电路与跟踪控制单元信号连接，追踪控制单元为单片机，RTC实时时钟与追踪控制单元信号连接，所述显示单元与追踪控制单元信号连接并显示时间，显示单元上还显示日期、太阳高度角、方位角，电源电路与追踪控制单元电连接为追踪控制单元供能；所述追踪执行单元主要包括水平调整机构、竖直调整机构和太阳能电池板，位于棚体上的太阳能电池板在水平调整机构的驱动下在水平面内左右摆动、在竖直调整机构的驱动下在竖直面内上下摆动；所述防风自锁单元包括风速传感器和控制器，所述风速传感器采集风速信息并通过控制器与竖直调整机构上的电机驱动器连接；

所述光伏发电模块包括上位机、太阳能电池阵列组件、防雷及接地系统、智能控制单元、外扩以太网模块、蓄电池、直流转化单元和交流转化单元，所述上位机通过外扩以太网模块与智能控制单元连接，由若干太阳能电池板阵列构成的所述太阳能电池阵列组件通过防雷及接地系统与智能控制单元信号连接，所述智能控制单元与蓄电池连接的同时还通过电网接口与市电连接，所述直流转化单元和交流转化单元分别与智能控制单元连接；

在所述棚体上设有机架、智能防火单元、智能防盗单元、智能照明单元、报警单元、充电单元和显示单元，所述智能防火单元、智能防盗单元、智能照明单元、报警单元、充电单元和显示单元均设置在机架上，所述直流转化单元通过直流负载单元分别与智能防盗单元、智能防火单元、报警单元和显示单元连接，所述交流转化单元通过交流负载单元分别与智能照明单元、充电单元和交流插座连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能光伏停车棚，其特征是，所述光电传感器单元包括光学系统、遮光筒、光电池和四象限光电探测器，所述光学系统安装在遮光筒的顶部，所述四象限光电探测器放置在遮光筒的底部，遮光筒外部东、西、南、北四个方向上分别放置一片光电池。

3.根据权利要求2所述的太阳能光伏停车棚，其特征是，所述遮光筒为不透光的圆筒形结构。

4.根据权利要求1所述的太阳能光伏停车棚，其特征是，所述追踪执行单元还包括基座、支架、活动架、竖轴和横轴，所述基座固定在棚体上，在所述基座上通过支架转动安装有竖轴，在所述竖轴上固定有活动架，在所述活动架上转动安装有横轴，在所述横轴上固定安装太阳能电池板。

5.根据权利要求1所述的太阳能光伏停车棚，其特征是，所述水平调整机构包括第一步进电机、第一蜗杆、第一蜗轮、主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述第一步进电机固定在基座上，所述主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合并固定在第一步进电机的输出轴上，所述从动锥齿轮与第一蜗杆共轴设置，所述第一蜗轮固定在竖轴上并与第一蜗杆啮合。

6.根据权利要求5所述的太阳能光伏停车棚，其特征是，竖直调整机构包括第二步进电机、第二蜗杆和第二蜗轮，所述第二步进电机固定在活动架上，在第二步进电机的输出端固定有第二蜗杆，所述第二蜗杆与第二蜗轮啮合，所述第二蜗轮固定在横轴上。

7.根据权利要求6所述的太阳能光伏停车棚，其特征是，在所述横轴的上方设有支撑板，所述支撑板与横轴固连，在所述支撑板上设有太阳能电池板。

8.根据权利要求1所述的太阳能光伏停车棚，其特征是，所述智能防火单元主要包括烟雾传感器和温度传感器，所述烟雾传感器检测棚体内的烟雾信号，所述温度传感器检测棚体内的温度信号。

9.根据权利要求1所述的太阳能光伏停车棚，其特征是，所述追踪控制单元为单片机，根据光照强度的大小追踪控制单元选择光电追踪模式或视日运动轨迹追踪模式。