CN107026602A - 一种基于物联网的高效稳固的光伏发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，包括底座、支柱、太阳能板、角度调节机构、蓄水箱、水泵、水管、冲刷机构和固定机构，固定机构包括连接管和两个固定组件，固定组件包括固定单元和伸缩单元，伸缩单元包括气缸和活塞，固定单元包括固定杆和固定套管，冲刷机构包括平移单元、支撑框架、转动杆、喷头和两个驱动单元，该基于物联网的高效稳固的光伏发电装置通过关闭阀门保持气缸内的气压，从而固定了活塞与固定杆的位置，使太阳能板的角度固定，防止其受风吹产生晃动，保障设备正常运行，不仅如此，通过冲刷机构冲刷掉杂物，保证太阳能板正常吸收太阳光，恢复发电效率，从而提高了装置的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电设备领域，特别涉及一种基于物联网的高效稳固的光伏发电装置。
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，在户外发电运行过程中，设备容易受到风力作用影响，特别是装置中的太阳能板，由于其面积较大且没有稳固的支撑结构，导致其受到很大的风力后，容易产生晃动，随着晃动频率的增加，设备容易受到破坏，不仅如此，在太阳能板上容易堆积树叶、灰尘、垃圾袋等杂物，这些杂物直接阻挡了太阳能板对太阳光的吸收，导致装置的发电效率下降。
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高效稳固的光伏发电装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，包括底座、支柱、太阳能板、角度调节机构、蓄水箱、水泵、水管、冲刷机构和固定机构，所述支柱的底端固定在底座上，所述支柱的顶端与太阳能板的中端铰接，所述角度调节机构设置在支柱的一侧且与太阳能板传动连接，所述蓄水箱设置在底座的一侧，所述水泵固定在蓄水箱的顶端且与蓄水箱连通，所述水泵通过水管与冲刷机构连接，所述冲刷机构设置在太阳能板的一侧；
所述固定机构包括连接管和两个固定组件，两个所述固定组件分别设置在连接管的两侧，所述连接管内设有阀门，所述固定组件包括固定单元和伸缩单元，所述伸缩单元包括气缸和活塞，所述气缸固定在底座上且与连接管连通，所述活塞的一端设置在气缸内，所述活塞的另一端与固定单元连接，所述固定单元包括固定杆和固定套管，所述固定杆的顶端固定在太阳能板上，所述固定杆的底端设置在固定套管内，所述固定套管与活塞固定连接；
所述冲刷机构包括平移单元、支撑框架、转动杆、喷头和两个驱动单元，所述支撑框架的竖向截面的形状为L形，所述平移单元固定在太阳能板上且与支撑框架的底端传动连接，所述转动杆的一端与支撑框架的中端铰接，所述转动杆的另一端与喷头固定连接，所述喷头与水管连通，两个所述驱动单元分别设置在转动杆的两侧且与转动杆传动连接。
作为优选，为了根据太阳光的方向调节太阳能板的角度从而提高发电效率，所述角度调节机构包括第一驱动电机、第一连杆、第二连杆、第一滑环和调节框架，所述第一驱动电机固定在支柱上且与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与第一滑环铰接，所调节框架的竖向截面的形状为U形，所述第一滑环套设在调节框架上，所述调节框架的两端固定在太阳能板的下方。
作为优选，为了保证固定杆在固定套管的方向上移动，所述固定单元还包括限位组件，所述限位组件包括第二滑环和两个固定框架，所述第二滑环套设在固定杆上，两个所述固定框架分别设置在第二滑环的两侧，所述固定框架的竖向截面的形状为U形，所述固定框架的一端固定在固定框架上，所述固定框架的另一端固定在固定套管上。
作为优选，为了能够带动喷头移动，从而对太阳能板上的各处位置进行冲刷，所述平移单元包括第三驱动电机、缓冲块、第三驱动轴和移动块，所述第三驱动电机和缓冲块均固定在太阳能板上，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，所述第三驱动轴的外周设有外螺纹，所移动块套设在第三驱动轴上且固定在支撑框架的底端，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，为了保证移动块平稳地移动，所述移动块靠近太阳能板的一侧设有缺口，所述太阳能板靠近平移单元的一端设置在缺口内。
作为优选，为了带动转动杆转动，所述驱动单元包括第二驱动电机、驱动轮和拉线，所述第二驱动电机固定在支撑框架上且与驱动轮传动连接，所述拉线的一端固定在转动杆上，所述拉线的另一端与驱动轮连接。
作为优选，为了保证拉线的强度和韧性，所述拉线为碳素线。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二驱动电机的驱动力，所述第二驱动电机为直流伺服电机。
作为优选，为了减小固定杆和固定套管之间的摩擦力，使固定杆能在固定套管方向上平滑移动，所述固定套管内涂有润滑油。
作为优选，利用钛合金坚固的特点，为了防止固定杆变形，所述固定杆为钛合金杆。
该光伏发电装置运行时，利用角度调节机构内的第一驱动电机带动第一连杆转动，使第一滑环在调节框架上滑动，进而改变太阳能板的角度。在调节太阳能板角度时，连接管内的阀门打开，从而使太阳能板转动时下方固定单元中的固定杆能在固定套管内移动且带动固定套管靠近或远离支柱，当固定杆向下移动时，固定套管带动活塞向气缸移动，当固定杆向下移动时，固定套管带动活塞远离气缸。当角度调节完成后，连接管内的阀门关闭，从而固定了活塞的位置，使固定套管无法移动，进而固定了固定杆的位置，使太阳能板的角度固定，防止其受风吹产生晃动，保护了设备正常运行。该基于物联网的高效稳固的光伏发电装置通过关闭阀门保持气缸内的气压，从而固定了活塞与固定杆的位置，使太阳能板的角度固定，防止其受风吹产生晃动，保障设备正常运行。
当太阳能板上有杂物时，为了使杂物脱离太阳能板使设备正常发电，通过冲刷机构对太阳能板进行冲刷，在冲刷机构中，通过平移单元内第三驱动电机带动第三驱动轴转动，使支撑框架的位置发生变化，同时根据杂物在太阳能板上的位置，利用转动杆两侧的第二驱动电机带动驱动轮转动，使拉线保持紧绷状态，调节转动杆和喷头的角度，而后水泵吸取蓄水箱内的水溶液，并通过水管向喷头输送水溶液，使喷头喷出水流冲刷掉太阳能板上的杂物，保证太阳能板正常吸收太阳光，从而恢复了发电效率。该基于物联网的高效稳固的光伏发电装置通过冲刷机构冲刷掉杂物，保证太阳能板正常吸收太阳光，恢复发电效率，从而提高了装置的实用性。
本发明的有益效果是，该基于物联网的高效稳固的光伏发电装置通过关闭阀门保持气缸内的气压，从而固定了活塞与固定杆的位置，使太阳能板的角度固定，防止其受风吹产生晃动，保障设备正常运行，不仅如此，通过冲刷机构冲刷掉杂物，保证太阳能板正常吸收太阳光，恢复发电效率，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高效稳固的光伏发电装置的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置的角度调节机构的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置的冲刷机构的结构示意图；
图4是本发明的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置的平移单元的结构示意图；
图5是本发明的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置的移动块的结构示意图；
图6是本发明的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置的固定单元的结构示意图；
图中：1.底座，2.支柱，3.太阳能板，4.角度调节机构，5.蓄水箱，6.水泵，7.水管，8.冲刷机构，9.固定单元，10.伸缩单元，11.连接管，12.阀门，13.第一驱动电机，14.第一连杆，15.第二连杆，16.第一滑环，17.调节框架，18.支撑框架，19.转动杆，20.喷头，21.第二驱动电机，22.驱动轮，23.拉线，24.第三驱动电机，25.缓冲块，26.第三驱动轴，27.移动块，28.缺口，29.固定杆，30.固定套管，31.第二滑环，32.固定框架，33.气缸，34.活塞，35.平移单元。
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6所示，一种基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，包括底座1、支柱2、太阳能板3、角度调节机构4、蓄水箱5、水泵6、水管7、冲刷机构8和固定机构，所述支柱2的底端固定在底座1上，所述支柱2的顶端与太阳能板3的中端铰接，所述角度调节机构4设置在支柱2的一侧且与太阳能板3传动连接，所述蓄水箱5设置在底座1的一侧，所述水泵6固定在蓄水箱5的顶端且与蓄水箱5连通，所述水泵6通过水管7与冲刷机构8连接，所述冲刷机构8设置在太阳能板3的一侧；
所述固定机构包括连接管11和两个固定组件，两个所述固定组件分别设置在连接管11的两侧，所述连接管11内设有阀门12，所述固定组件包括固定单元9和伸缩单元10，所述伸缩单元10包括气缸33和活塞34，所述气缸33固定在底座1上且与连接管11连通，所述活塞34的一端设置在气缸33内，所述活塞34的另一端与固定单元9连接，所述固定单元包括固定杆29和固定套管30，所述固定杆29的顶端固定在太阳能板3上，所述固定杆29的底端设置在固定套管30内，所述固定套管30与活塞34固定连接；
所述冲刷机构包括平移单元35、支撑框架18、转动杆19、喷头20和两个驱动单元，所述支撑框架18的竖向截面的形状为L形，所述平移单元35固定在太阳能板3上且与支撑框架18的底端传动连接，所述转动杆19的一端与支撑框架18的中端铰接，所述转动杆19的另一端与喷头20固定连接，所述喷头20与水管7连通，两个所述驱动单元分别设置在转动杆19的两侧且与转动杆19传动连接。
作为优选，为了根据太阳光的方向调节太阳能板3的角度从而提高发电效率，所述角度调节机构4包括第一驱动电机13、第一连杆14、第二连杆15、第一滑环16和调节框架17，所述第一驱动电机13固定在支柱2上且与第一连杆14传动连接，所述第一连杆14通过第二连杆15与第一滑环16铰接，所调节框架17的竖向截面的形状为U形，所述第一滑环16套设在调节框架17上，所述调节框架17的两端固定在太阳能板3的下方。
作为优选，为了保证固定杆29在固定套管30的方向上移动，所述固定单元还包括限位组件，所述限位组件包括第二滑环31和两个固定框架32，所述第二滑环31套设在固定杆29上，两个所述固定框架32分别设置在第二滑环31的两侧，所述固定框架32的竖向截面的形状为U形，所述固定框架32的一端固定在固定框架32上，所述固定框架32的另一端固定在固定套管30上。
作为优选，为了能够带动喷头20移动，从而对太阳能板3上的各处位置进行冲刷，所述平移单元35包括第三驱动电机24、缓冲块25、第三驱动轴26和移动块27，所述第三驱动电机24和缓冲块25均固定在太阳能板3上，所述第三驱动轴26设置在第三驱动电机24和缓冲块25之间，所述第三驱动电机24与第三驱动轴26传动连接，所述第三驱动轴26的外周设有外螺纹，所移动块27套设在第三驱动轴26上且固定在支撑框架18的底端，所述移动块27内设有内螺纹，所述移动块27内的内螺纹与第三驱动轴26上的外螺纹相匹配。
作为优选，为了保证移动块27平稳地移动，所述移动块27靠近太阳能板3的一侧设有缺口28，所述太阳能板3靠近平移单元35的一端设置在缺口28内。
作为优选，为了带动转动杆19转动，所述驱动单元包括第二驱动电机21、驱动轮22和拉线23，所述第二驱动电机21固定在支撑框架18上且与驱动轮22传动连接，所述拉线23的一端固定在转动杆19上，所述拉线23的另一端与驱动轮22连接。
作为优选，为了保证拉线23的强度和韧性，所述拉线23为碳素线。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二驱动电机21的驱动力，所述第二驱动电机21为直流伺服电机。
作为优选，为了减小固定杆29和固定套管30之间的摩擦力，使固定杆29能在固定套管30方向上平滑移动，所述固定套管30内涂有润滑油。
作为优选，利用钛合金坚固的特点，为了防止固定杆29变形，所述固定杆29为钛合金杆。
该光伏发电装置运行时，利用角度调节机构4内的第一驱动电机13带动第一连杆14转动，使第一滑环16在调节框架17上滑动，进而改变太阳能板3的角度。在调节太阳能板3角度时，连接管11内的阀门12打开，从而使太阳能板3转动时下方固定单元9中的固定杆29能在固定套管30内移动且带动固定套管30靠近或远离支柱2，当固定杆29向下移动时，固定套管30带动活塞34向气缸33移动，当固定杆29向下移动时，固定套管30带动活塞34远离气缸33。当角度调节完成后，连接管11内的阀门12关闭，从而固定了活塞34的位置，使固定套管30无法移动，进而固定了固定杆29的位置，使太阳能板3的角度固定，防止其受风吹产生晃动，保护了设备正常运行。该基于物联网的高效稳固的光伏发电装置通过关闭阀门12保持气缸33内的气压，从而固定了活塞34与固定杆29的位置，使太阳能板3的角度固定，防止其受风吹产生晃动，保障设备正常运行。
当太阳能板3上有杂物时，为了使杂物脱离太阳能板3使设备正常发电，通过冲刷机构8对太阳能板3进行冲刷，在冲刷机构8中，通过平移单元35内第三驱动电机24带动第三驱动轴26转动，使支撑框架18的位置发生变化，同时根据杂物在太阳能板3上的位置，利用转动杆19两侧的第二驱动电机21带动驱动轮22转动，使拉线23保持紧绷状态，调节转动杆19和喷头20的角度，而后水泵6吸取蓄水箱5内的水溶液，并通过水管7向喷头20输送水溶液，使喷头20喷出水流冲刷掉太阳能板3上的杂物，保证太阳能板3正常吸收太阳光，从而恢复了发电效率。该基于物联网的高效稳固的光伏发电装置通过冲刷机构8冲刷掉杂物，保证太阳能板3正常吸收太阳光，恢复发电效率，从而提高了装置的实用性。
与现有技术相比，该基于物联网的高效稳固的光伏发电装置通过关闭阀门12保持气缸33内的气压，从而固定了活塞34与固定杆29的位置，使太阳能板3的角度固定，防止其受风吹产生晃动，保障设备正常运行，不仅如此，通过冲刷机构8冲刷掉杂物，保证太阳能板3正常吸收太阳光，恢复发电效率，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 (10)
1.一种基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，其特征在于，包括底座(1)、支柱(2)、太阳能板(3)、角度调节机构(4)、蓄水箱(5)、水泵(6)、水管(7)、冲刷机构(8)和固定机构，所述支柱(2)的底端固定在底座(1)上，所述支柱(2)的顶端与太阳能板(3)的中端铰接，所述角度调节机构(4)设置在支柱(2)的一侧且与太阳能板(3)传动连接，所述蓄水箱(5)设置在底座(1)的一侧，所述水泵(6)固定在蓄水箱(5)的顶端且与蓄水箱(5)连通，所述水泵(6)通过水管(7)与冲刷机构(8)连接，所述冲刷机构(8)设置在太阳能板(3)的一侧；
所述固定机构包括连接管(11)和两个固定组件，两个所述固定组件分别设置在连接管(11)的两侧，所述连接管(11)内设有阀门(12)，所述固定组件包括固定单元(9)和伸缩单元(10)，所述伸缩单元(10)包括气缸(33)和活塞(34)，所述气缸(33)固定在底座(1)上，所述活塞(34)的一端设置在气缸(33)内，所述活塞(34)的另一端与固定单元(9)连接，所述固定单元包括固定杆(29)和固定套管(30)，所述固定杆(29)的顶端固定在太阳能板(3)上，所述固定杆(29)的底端设置在固定套管(30)内，所述固定套管(30)与活塞(34)固定连接；
所述冲刷机构包括平移单元(35)、支撑框架(18)、转动杆(19)、喷头(20)和两个驱动单元，所述支撑框架(18)的竖向截面的形状为L形，所述平移单元(35)固定在太阳能板(3)上且与支撑框架(18)的底端传动连接，所述转动杆(19)的一端与支撑框架(18)的中端铰接，所述转动杆(19)的另一端与喷头(20)固定连接，所述喷头(20)与水管(7)连通，两个所述驱动单元分别设置在转动杆(19)的两侧且与转动杆(19)传动连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，其特征在于，所述角度调节机构(4)包括第一驱动电机(13)、第一连杆(14)、第二连杆(15)、第一滑环(16)和调节框架(17)，所述第一驱动电机(13)固定在支柱(2)上且与第一连杆(14)传动连接，所述第一连杆(14)通过第二连杆(15)与第一滑环(16)铰接，所调节框架(17)的竖向截面的形状为U形，所述第一滑环(16)套设在调节框架(17)上，所述调节框架(17)的两端固定在太阳能板(3)的下方。
3.如权利要求1所述的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，其特征在于，所述固定单元还包括限位组件，所述限位组件包括第二滑环(31)和两个固定框架(32)，所述第二滑环(31)套设在固定杆(29)上，两个所述固定框架(32)分别设置在第二滑环(31)的两侧，所述固定框架(32)的竖向截面的形状为U形，所述固定框架(32)的一端固定在固定框架(32)上，所述固定框架(32)的另一端固定在固定套管(30)上。
4.如权利要求1所述的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，其特征在于，所述平移单元(35)包括第三驱动电机(24)、缓冲块(25)、第三驱动轴(26)和移动块(27)，所述第三驱动电机(24)和缓冲块(25)均固定在太阳能板(3)上，所述第三驱动轴(26)设置在第三驱动电机(24)和缓冲块(25)之间，所述第三驱动电机(24)与第三驱动轴(26)传动连接，所述第三驱动轴(26)的外周设有外螺纹，所移动块(27)套设在第三驱动轴(26)上且固定在支撑框架(18)的底端，所述移动块(27)内设有内螺纹，所述移动块(27)内的内螺纹与第三驱动轴(26)上的外螺纹相匹配。
5.如权利要求4所述的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，其特征在于，所述移动块(27)靠近太阳能板(3)的一侧设有缺口(28)，所述太阳能板(3)靠近平移单元(35)的一端设置在缺口(28)内。
6.如权利要求1所述的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，其特征在于，所述驱动单元包括第二驱动电机(21)、驱动轮(22)和拉线(23)，所述第二驱动电机(21)固定在支撑框架(18)上且与驱动轮(22)传动连接，所述拉线(23)的一端固定在转动杆(19)上，所述拉线(23)的另一端与驱动轮(22)连接。
7.如权利要求6所述的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，其特征在于，所述拉线(23)为碳素线。
8.如权利要求6所述的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，其特征在于，所述第二驱动电机(21)为直流伺服电机。
9.如权利要求1所述的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，其特征在于，所述固定套管(30)内涂有润滑油。
10.如权利要求1所述的基于物联网的高效稳固的光伏发电装置，其特征在于，所述固定杆(29)为钛合金杆。
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