CN106899259A - 一种具有自我保护功能的智能型光伏发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，包括发电机构，发电机构包括太阳能板和防护板，太阳能板的两侧设有驱动单元，驱动单元包括支杆、第二驱动电机和两个驱动组件，驱动组件包括第二驱动轴和驱动齿轮，防护板上设有辅助支撑单元，辅助支撑单元包括侧板、第三驱动电机、缓冲块、第三驱动轴、移动块、连杆和伸缩单元，该具有自我保护功能的智能型光伏发电装置通过第一压力传感器检测酸雨天气，并由驱动单元使防护板移动到太阳能板正上方进行保护，防止太阳能板被酸雨侵蚀破坏，不仅如此，通过测风机构检测风力，并通过辅助支撑单元使支撑块接触地面，增加设备与地面的接触面积，保证了设备在强风天气的稳固性，避免被风吹倒。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电设备领域，特别涉及一种具有自我保护功能的智能型光伏发电装置。
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。
为了便于获取太阳能，光伏发电装置通常设置在户外。但是，现有的光伏发电装置缺乏自我保护能力，难以应对户外环境的风吹雨打，特别是当今随着环境污染的加深，在酸雨环境下，雨水容易侵蚀太阳能板，损坏设备，而在强风天气下，由于太阳能板的面积普遍较大，光伏发电装置受到的风力较大，在强风作用下，装置容易被风吹倒，从而使设备无法继续发电运行。
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，提供一种具有自我保护功能的智能型光伏发电装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，包括底座、测风机构、角度调节机构、发电机构和两个支柱，两个所述支柱分别设置在底座的两侧，所述支柱的底端在底座上，所述测风机构设置在两个支柱之间，所述角度调节机构设置在支柱的顶端且与发电机构传动连接；
所述发电机构包括太阳能板和防护板，所述防护板设置在太阳能板的上方，所述太阳能板的两侧设有驱动单元，所述驱动单元与防护板传动连接，所述驱动单元包括支杆、第二驱动电机和两个驱动组件，所述第二驱动电机通过支杆与太阳能板固定连接，两个所述驱动组件分别设置在第二驱动电机的两侧，所述驱动组件包括第二驱动轴和驱动齿轮，所述第二驱动电机通过第二驱动轴与驱动齿轮传动连接；
所述防护板的底部设有两个凹槽，所述凹槽的数量与驱动组件的数量相等且一一对应，所述凹槽内设有条形齿，所述凹槽内的条形齿与驱动齿轮啮合；
所述防护板的底部还设有辅助支撑机构，所述辅助支撑机构包括两个辅助支撑组件，两个所述辅助支撑组件分别设置在防护板的两侧，所述辅助支撑组件包括两个辅助支撑单元，所述辅助支撑单元包括侧板、第三驱动电机、缓冲块、第三驱动轴、移动块、连杆和伸缩单元，所述侧板的顶端固定在防护板上，所述第三驱动电机和缓冲块均固定在防护板上，所述第三驱动轴设置在第三驱动电机和缓冲块之间，所述第三驱动电机与第三驱动轴传动连接，所述移动块套设在第三驱动轴上且通过连杆与伸缩单元连接，所述第三驱动轴的外周上设有外螺纹，所述移动块内设有内螺纹，所述移动块内的内螺纹与第三驱动轴上的外螺纹相匹配。
作为优选，为了实现太阳能板的角度调节功能，所述角度调节机构包括支板、第一驱动电机、导向杆、套环和导轨，所述支板固定在两个支柱之间，所述第一驱动电机固定在支板的上方且与导向杆传动连接，所述导向杆与套环铰接，所述套环套设在导轨上且与太阳能板固定连接，所述导轨的竖向截面的形状为半圆形，所述导轨的两端分别与两个支柱的顶端固定连接。
作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制太阳能板转动的角度，所述第一驱动电机为无刷直流电机。
作为优选，为了辅助固定防护板的移动轨迹，所述太阳能板上设有两个导轨板，所述导轨板的底端固定在太阳能板上，所述防护板的下方设有两个导轨槽，所述导轨槽的数量与导轨板的数量相等且一一对应，所述导轨槽与导轨板相匹配，所述导轨板设置在导轨槽内。
作为优选，为了能够测量各个方向上的风力，所述测风机构包括固定块和若干测风单元，所述测风单元周向均匀分布在固定块的外周，所述测风单元包括套管、第二压力传感器、弹簧、滑杆和测风板，所述套管固定在固定块上，所述第二压力传感器固定在套管的底端，所述滑杆的一端与测风板固定连接，所述滑杆的另一端设置在套管内且通过弹簧与第二压力传感器连接。
作为优选，为了固定滑杆的移动轨迹从而精确测量风力，所述套管内设有限位机构，所述限位机构包括限位环和两个限位杆，限位环套设在在滑杆上，所述限位环的两端通过限位杆与套管的内壁固定连接。
作为优选，为了实现伸缩单元的长度调节功能，所述伸缩单元包括气泵、气管、气缸、活塞和支撑块，所述气泵固定在侧板上，所述气缸的一端与侧板铰接，所述气泵通过气管与气缸连通，所述活塞的一端设置在气缸内，所述活塞的另一端与支撑块固定连接，所述气缸通过连杆与移动块铰接。
作为优选，为了通过获取气缸内的气压从而便于判断支撑块是否接触地面，所述气缸内设有气压计。
作为优选，利用橡胶具有弹性且表面粗糙的特点，为了保证支撑块的弹性且增大与地面的摩擦力，所述支撑块为橡胶块。
作为优选，为了便于判断是否有雨滴降落，所述防护板上设有第一压力传感器。
该光伏发电装置运行时，通过角度调节机构中的第一驱动电机带动导向杆转动，使滑环在导轨上转动，从而调节太阳能板的角度，根据光向调节角度，从而增加发电量。当遭遇雨天时，防护板上的第一压力传感器检测到雨滴的压力，为了防止酸雨侵蚀破坏太阳能板，通过太阳能板两侧的驱动单元运行，由第二驱动电机通过第二驱动轴带动驱动齿轮转动，由于驱动齿轮与防护板凹槽内的条形齿啮合，从而使防护板沿着凹槽方向移动，并通过与导轨槽匹配的导轨板固定移动方向，使防护板平移直至覆盖在太阳能板的上方，从而保护了太阳能板，防止其被酸雨侵蚀破坏，当酸雨停止时，第一压力传感器检测到无压力数据，驱动单元运行，使防护板移开，太阳能板接收阳光进行发电。该具有自我保护功能的智能型光伏发电装置通过第一压力传感器检测酸雨天气，并由驱动单元使防护板移动到太阳能板正上方进行保护，防止其被酸雨侵蚀破坏。
底座上方的测风机构用于检测各个方向上的风力大小，当某个方向上的风力过大时，在测风单元内，风力吹动测风板，通过滑杆压缩弹簧，使第二压力传感接收到的压力数据较大，此时，防护板底部的各个辅助支撑单元开始对装置进行辅助支撑，维持装置的稳固，通过第三驱动电机带动第三驱动轴转动，使移动块沿着第三驱动轴的方向移动，通过连杆使原本水平的伸缩单元向下倾斜设置，为了使伸缩单元接触地面从而起到辅助支撑效果，利用气泵增加气缸内的气压，使活塞向地面移动，当支撑块接触到地面后，气缸内的气压增加速度加快，此时气泵停止运行，支撑块接触到地面后，增加了设备与地面的接触面积，提高了设备在强风天气的稳固性，避免被风吹倒。该具有自我保护功能的智能型光伏发电装置通过测风机构检测风力，并通过辅助支撑单元使支撑块接触地面，增加设备与地面的接触面积，保证了设备在强风天气的稳固性，避免被风吹倒。
本发明的有益效果是，该具有自我保护功能的智能型光伏发电装置通过第一压力传感器检测酸雨天气，并由驱动单元使防护板移动到太阳能板正上方进行保护，防止太阳能板被酸雨侵蚀破坏，不仅如此，通过测风机构检测风力，并通过辅助支撑单元使支撑块接触地面，增加设备与地面的接触面积，保证了设备在强风天气的稳固性，避免被风吹倒。
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是本发明的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置的结构示意图；
图2是本发明的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置的发电机构的结构示意图；
图3是本发明的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置的太阳能板的结构示意图；
图4是本发明的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置的防护板的结构示意图；
图5是本发明的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置的辅助支撑单元的结构示意图；
图6是本发明的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置的测风机构的结构示意图；
图7是本发明的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置的测风单元的结构示意图；
图中：1.底座，2.测风机构，3.支柱，4.支板，5.第一驱动电机，6.导向杆，7.套环，8.导轨，9.太阳能板，10.防护板，11.第一压力传感器，12.导轨板，13.驱动单元，14.支杆，15.第二驱动电机，16.第二驱动轴，17.驱动齿轮，18.导轨槽，19.凹槽，20.条形齿，21.辅助支撑单元，22.侧板，23.第三驱动电机，24.缓冲块，25.第三驱动轴，26.移动块，27.连杆，28.气泵，29.气管，30.气缸，31.活塞，32.支撑块，33.气压计，34.固定块，35.测风单元，36.套管，37.第二压力传感器，38.弹簧，39.滑杆，40.测风板，41.限位环，42.限位杆。
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，一种具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，包括底座1、测风机构2、角度调节机构、发电机构和两个支柱3，两个所述支柱3分别设置在底座1的两侧，所述支柱3的底端在底座1上，所述测风机构2设置在两个支柱3之间，所述角度调节机构设置在支柱3的顶端且与发电机构传动连接；
所述发电机构包括太阳能板9和防护板10，所述防护板10设置在太阳能板9的上方，所述太阳能板9的两侧设有驱动单元13，所述驱动单元13与防护板10传动连接，所述驱动单元13包括支杆14、第二驱动电机15和两个驱动组件，所述第二驱动电机15通过支杆14与太阳能板9固定连接，两个所述驱动组件分别设置在第二驱动电机15的两侧，所述驱动组件包括第二驱动轴16和驱动齿轮17，所述第二驱动电机15通过第二驱动轴16与驱动齿轮17传动连接；
所述防护板10的底部设有两个凹槽19，所述凹槽19的数量与驱动组件的数量相等且一一对应，所述凹槽19内设有条形齿20，所述凹槽19内的条形齿20与驱动齿轮17啮合；
所述防护板10的底部还设有辅助支撑机构，所述辅助支撑机构包括两个辅助支撑组件，两个所述辅助支撑组件分别设置在防护板10的两侧，所述辅助支撑组件包括两个辅助支撑单元，所述辅助支撑单元包括侧板22、第三驱动电机23、缓冲块24、第三驱动轴25、移动块26、连杆27和伸缩单元，所述侧板22的顶端固定在防护板10上，所述第三驱动电机23和缓冲块24均固定在防护板10上，所述第三驱动轴25设置在第三驱动电机23和缓冲块24之间，所述第三驱动电机23与第三驱动轴25传动连接，所述移动块26套设在第三驱动轴25上且通过连杆26与伸缩单元连接，所述第三驱动轴25的外周上设有外螺纹，所述移动块26内设有内螺纹，所述移动块26内的内螺纹与第三驱动轴25上的外螺纹相匹配。
作为优选，为了实现太阳能板9的角度调节功能，所述角度调节机构包括支板4、第一驱动电机5、导向杆6、套环7和导轨8，所述支板4固定在两个支柱3之间，所述第一驱动电机5固定在支板4的上方且与导向杆6传动连接，所述导向杆6与套环7铰接，所述套环7套设在导轨8上且与太阳能板9固定连接，所述导轨8的竖向截面的形状为半圆形，所述导轨8的两端分别与两个支柱3的顶端固定连接。
作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制太阳能板9转动的角度，所述第一驱动电机5为无刷直流电机。
作为优选，为了辅助固定防护板10的移动轨迹，所述太阳能板9上设有两个导轨板12，所述导轨板12的底端固定在太阳能板9上，所述防护板10的下方设有两个导轨槽18，所述导轨槽18的数量与导轨板12的数量相等且一一对应，所述导轨槽18与导轨板12相匹配，所述导轨板12设置在导轨槽18内。
作为优选，为了能够测量各个方向上的风力，所述测风机构2包括固定块34和若干测风单元35，所述测风单元35周向均匀分布在固定块34的外周，所述测风单元35包括套管36、第二压力传感器37、弹簧38、滑杆39和测风板40，所述套管36固定在固定块34上，所述第二压力传感器37固定在套管36的底端，所述滑杆39的一端与测风板40固定连接，所述滑杆39的另一端设置在套管36内且通过弹簧38与第二压力传感器37连接。
作为优选，为了固定滑杆39的移动轨迹从而精确测量风力，所述套管36内设有限位机构，所述限位机构包括限位环41和两个限位杆42，限位环41套设在在滑杆39上，所述限位环41的两端通过限位杆42与套管36的内壁固定连接。
作为优选，为了实现伸缩单元的长度调节功能，所述伸缩单元包括气泵28、气管29、气缸30、活塞31和支撑块32，所述气泵28固定在侧板22上，所述气缸30的一端与侧板22铰接，所述气泵28通过气管29与气缸30连通，所述活塞31的一端设置在气缸30内，所述活塞31的另一端与支撑块32固定连接，所述气缸30通过连杆27与移动块26铰接。
作为优选，为了通过获取气缸30内的气压从而便于判断支撑块32是否接触地面，所述气缸30内设有气压计33。
作为优选，利用橡胶具有弹性且表面粗糙的特点，为了保证支撑块32的弹性且增大与地面的摩擦力，所述支撑块32为橡胶块。
作为优选，为了便于判断是否有雨滴降落，所述防护板10上设有第一压力传感器11。
该光伏发电装置运行时，通过角度调节机构中的第一驱动电机5带动导向杆6转动，使滑环7在导轨8上转动，从而调节太阳能板9的角度，根据光向调节角度，从而增加发电量。当遭遇雨天时，防护板10上的第一压力传感器11检测到雨滴的压力，为了防止酸雨侵蚀破坏太阳能板9，通过太阳能板9两侧的驱动单元13运行，由第二驱动电机15通过第二驱动轴16带动驱动齿轮17转动，由于驱动齿轮17与防护板10凹槽19内的条形齿20啮合，从而使防护板10沿着凹槽19方向移动，并通过与导轨槽18匹配的导轨板12固定移动方向，使防护板10平移直至覆盖在太阳能板9的上方，从而保护了太阳能板9，防止其被酸雨侵蚀破坏，当酸雨停止时，第一压力传感器11检测到无压力数据，驱动单元13运行，使防护板10移开，太阳能板9接收阳光进行发电。该具有自我保护功能的智能型光伏发电装置通过第一压力传感器11检测酸雨天气，并由驱动单元13使防护板10移动到太阳能板9正上方进行保护，防止其被酸雨侵蚀破坏。
底座1上方的测风机构2用于检测各个方向上的风力大小，当某个方向上的风力过大时，在测风单元35内，风力吹动测风板40，通过滑杆39压缩弹簧38，使第二压力传感37接收到的压力数据较大，此时，防护板10底部的各个辅助支撑单元21开始对装置进行辅助支撑，维持装置的稳固，通过第三驱动电机23带动第三驱动轴25转动，使移动块26沿着第三驱动轴25的方向移动，通过连杆37使原本水平的伸缩单元向下倾斜设置，为了使伸缩单元接触地面从而起到辅助支撑效果，利用气泵28增加气缸30内的气压，使活塞31向地面移动，当支撑块32接触到地面后，气缸30内的气压增加速度加快，此时气泵28停止运行，支撑块32接触到地面后，增加了设备与地面的接触面积，提高了设备在强风天气的稳固性，避免被风吹倒。该具有自我保护功能的智能型光伏发电装置通过测风机构2检测风力，并通过辅助支撑单元21使支撑块32接触地面，增加设备与地面的接触面积，保证了设备在强风天气的稳固性，避免被风吹倒。
与现有技术相比，该具有自我保护功能的智能型光伏发电装置通过第一压力传感器11检测酸雨天气，并由驱动单元13使防护板10移动到太阳能板9正上方进行保护，防止太阳能板9被酸雨侵蚀破坏，不仅如此，通过测风机构2检测风力，并通过辅助支撑单元21使支撑块32接触地面，增加设备与地面的接触面积，保证了设备在强风天气的稳固性，避免被风吹倒。
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 (10)
1.一种具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，其特征在于，包括底座(1)、测风机构(2)、角度调节机构、发电机构和两个支柱(3)，两个所述支柱(3)分别设置在底座(1)的两侧，所述支柱(3)的底端在底座(1)上，所述测风机构(2)设置在两个支柱(3)之间，所述角度调节机构设置在支柱(3)的顶端且与发电机构传动连接；
所述发电机构包括太阳能板(9)和防护板(10)，所述防护板(10)设置在太阳能板(9)的上方，所述太阳能板(9)的两侧设有驱动单元(13)，所述驱动单元(13)与防护板(10)传动连接，所述驱动单元(13)包括支杆(14)、第二驱动电机(15)和两个驱动组件，所述第二驱动电机(15)通过支杆(14)与太阳能板(9)固定连接，两个所述驱动组件分别设置在第二驱动电机(15)的两侧，所述驱动组件包括第二驱动轴(16)和驱动齿轮(17)，所述第二驱动电机(15)通过第二驱动轴(16)与驱动齿轮(17)传动连接；
所述防护板(10)的底部设有两个凹槽(19)，所述凹槽(19)的数量与驱动组件的数量相等且一一对应，所述凹槽(19)内设有条形齿(20)，所述凹槽(19)内的条形齿(20)与驱动齿轮(17)啮合；
所述防护板(10)的底部还设有辅助支撑机构，所述辅助支撑机构包括两个辅助支撑组件，两个所述辅助支撑组件分别设置在防护板(10)的两侧，所述辅助支撑组件包括两个辅助支撑单元，所述辅助支撑单元包括侧板(22)、第三驱动电机(23)、缓冲块(24)、第三驱动轴(25)、移动块(26)、连杆(27)和伸缩单元，所述侧板(22)的顶端固定在防护板(10)上，所述第三驱动电机(23)和缓冲块(24)均固定在防护板(10)上，所述第三驱动轴(25)设置在第三驱动电机(23)和缓冲块(24)之间，所述第三驱动电机(23)与第三驱动轴(25)传动连接，所述移动块(26)套设在第三驱动轴(25)上且通过连杆(26)与伸缩单元连接，所述第三驱动轴(25)的外周上设有外螺纹，所述移动块(26)内设有内螺纹，所述移动块(26)内的内螺纹与第三驱动轴(25)上的外螺纹相匹配。
2.如权利要求1所述的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，其特征在于，所述角度调节机构包括支板(4)、第一驱动电机(5)、导向杆(6)、套环(7)和导轨(8)，所述支板(4)固定在两个支柱(3)之间，所述第一驱动电机(5)固定在支板(4)的上方且与导向杆(6)传动连接，所述导向杆(6)与套环(7)铰接，所述套环(7)套设在导轨(8)上且与太阳能板(9)固定连接，所述导轨(8)的竖向截面的形状为半圆形，所述导轨(8)的两端分别与两个支柱(3)的顶端固定连接。
3.如权利要求2所述的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，其特征在于，所述第一驱动电机(5)为无刷直流电机。
4.如权利要求1所述的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，其特征在于，所述太阳能板(9)上设有两个导轨板(12)，所述导轨板(12)的底端固定在太阳能板(9)上，所述防护板(10)的下方设有两个导轨槽(18)，所述导轨槽(18)的数量与导轨板(12)的数量相等且一一对应，所述导轨槽(18)与导轨板(12)相匹配，所述导轨板(12)设置在导轨槽(18)内。
5.如权利要求1所述的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，其特征在于，所述测风机构(2)包括固定块(34)和若干测风单元(35)，所述测风单元(35)周向均匀分布在固定块(34)的外周，所述测风单元(35)包括套管(36)、第二压力传感器(37)、弹簧(38)、滑杆(39)和测风板(40)，所述套管(36)固定在固定块(34)上，所述第二压力传感器(37)固定在套管(36)的底端，所述滑杆(39)的一端与测风板(40)固定连接，所述滑杆(39)的另一端设置在套管(36)内且通过弹簧(38)与第二压力传感器(37)连接。
6.如权利要求5所述的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，其特征在于，所述套管(36)内设有限位机构，所述限位机构包括限位环(41)和两个限位杆(42)，限位环(41)套设在在滑杆(39)上，所述限位环(41)的两端通过限位杆(42)与套管(36)的内壁固定连接。
7.如权利要求1所述的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，其特征在于，所述伸缩单元包括气泵(28)、气管(29)、气缸(30)、活塞(31)和支撑块(32)，所述气泵(28)固定在侧板(22)上，所述气缸(30)的一端与侧板(22)铰接，所述气泵(28)通过气管(29)与气缸(30)连通，所述活塞(31)的一端设置在气缸(30)内，所述活塞(31)的另一端与支撑块(32)固定连接，所述气缸(30)通过连杆(27)与移动块(26)铰接。
8.如权利要求7所述的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，其特征在于，所述气缸(30)内设有气压计(33)。
9.如权利要求7所述的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，其特征在于，所述支撑块(32)为橡胶块。
10.如权利要求1所述的具有自我保护功能的智能型光伏发电装置，其特征在于，所述防护板(10)上设有第一压力传感器(11)。
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