CN107317553A - 一种太阳能光伏控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能光伏控制系统，包括太阳能光伏模块、信息采集模块、信息传输模块、蓄电池模块、中央控制模块和终端模块，所述太阳能光伏模块与信息采集模块和蓄电池模块电连接，所述中央控制模块分别于信息采集模块、终端模块电连接；信息采集模块包括光线角度传感器、电压电流检测器和摄像装置，用于采集太阳能光伏组件接收到的太阳光线的角度、电压电流状况及太阳能光伏组件的实时影像状况。本发明所述光伏控制系统不仅能够对太阳能光伏组件的工作状况进行实时监控，保证光伏组件的正常运行及电流的安全输出，又能根据太阳光线的变化对光伏组件进行角度调整，始终保持光线垂直照射在光伏组件上，实现光能利用最大化。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，具体涉及一种太阳能光伏控制系统。
背景技术
近年以来，随着节能减排已经被大家越来越重视，能源问题已经成为国内外学术界和企业界研究的热点。由于太阳能是一种取之不尽、用之不竭、清洁无污染的能源，其开发利用引起各级政府的重视，许多企业和科研机构都加入开发利用太阳能的行列。最大功率跟踪（MPPT)系统是一种通过调节太阳能电池的工作状况，使光伏电池在光照强度、温度等环境条件变化的情况下，始终能最大程度地将太阳能转变为电能输出的技术，由于太阳能光伏电站在日常运营中，不能够很方便的实时监测每块光伏组件的工作状态，从而导致不能够及时且准确地向管理者提供做出调整、维修，导致不能最大化的提高太阳能电池组件的利用率。
现有的太阳能光伏控制系统大多是对太阳能光伏组件的工作状况和电能输出状况进行监控，而对太阳能光伏组件如何实现最大化的利用太阳光能的监控鲜有报道，而最大限度的利用太阳光能，实现光电转化，对目前资源紧张的状况具有较好的缓解作用，因此研究开发一种既能够对太阳能光伏组件的工作状况进行实时监控，又能根据太阳光线的变化对光伏组件进行调整，实现光能利用最大化的太阳能光伏控制系统成为目前研究的重点，符合目前市场的需求，也具有较好的应用前景及使用价值。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种太阳能光伏控制系统，不仅能够对太阳能光伏组件的工作状况进行实时监控，保证光伏组件的正常运行及电流的安全输出，又能根据太阳光线的变化对光伏组件进行角度调整，始终保持光线垂直照射在光伏组件上，实现光能利用最大化。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种太阳能光伏控制系统，设置在可旋转太阳能光伏支架上，所述控制系统包括太阳能光伏模块、信息采集模块、信息传输模块、蓄电池模块、中央控制模块和终端模块，所述太阳能光伏模块与信息采集模块和蓄电池模块电连接，所述中央控制模块分别于信息采集模块、终端模块电连接；
太阳能光伏模块用来将太阳能转化成电能，实现太阳能发电；
信息采集模块包括光线角度传感器、电压电流检测器和摄像装置，用于采集太阳能光伏组件接收到的太阳光线的角度、电压电流状况及太阳能光伏组件的实时影像状况；
信息传输模块为ZigBee 模块；
蓄电池模块用于储存太阳能光伏模块转化成的电能，为后续电能的利用提供储能作用；
中央控制模块用于将信息采集模块采集到的信息进行处理、转化为系统可识别的信号，针对不同的信息作出不同的命令，然后将命令信号传输到终端模块，由终端模块进行命令的执行。
优选地，所述中央控制模块包括信号接收单元、信号分析单元、信号处理单元，信号接收单元接收到信息传输模块的信息后，经过信号分析单元的分析处理，将其转化成系统可识别的数据信号，然后再传输到信号处理单元进行应对处理，最后发出指令信号到终端模块。
优选地，所述中央控制模块还连接有警报模块，当系统出现异常时，发出警报。
优选地，所述太阳能光伏模块与蓄电池模块之间还设置有电能控制模块，用于保护蓄电池避免因电量过满而烧掉或者电量倒流。
优选地，所述光线角度传感器设置在太阳能光伏组件的表面，用于实时监控太阳能组件接收到的太阳光线的入射角度。
优选地，所述电压电流检测器设置在蓄电池模块的电能输入端和输出端，用于检测光伏组件是否正常工作以及蓄电池放电是否正常。
优选地，所述摄像装置设置在光伏支架上，实时监测光伏组件的状态，避免意外发生。
优选地，所述终端模块还连接有驱动装置，当终端模块接收到中央控制模块的命令后，在驱动装置的驱动作用下实现光伏组件的旋转。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的太阳能光伏控制系统，应用在可旋转光伏支架上，不仅能够对太阳能光伏组件的工作状况进行实时监控，保证光伏组件的正常运行及电流的安全输出，又能根据太阳光线的变化对光伏组件进行角度调整，始终保持光线垂直照射在光伏组件上，实现光能利用最大化。
（2）本发明所述的太阳能光伏控制系统的信息采集模块采用光线角度传感器，能够实时监测光伏组件接收到的太阳光线的入射角的大小，当太阳光线垂直照射在光伏组件上时，光伏组件的电能输出功率最大，因此，当接收到光线角度传感器监测的入射角后，经过中央控制模块的转化处理，输出命令至终端模块进行光伏组件角度调节，直至调节至入射角为0°，即太阳光线垂直照射光伏组件，始终保持光伏组件处于最大功率输出状态，大大增加了光能的利用率，具有较好的应用价值。
（3）本发明所述的太阳能光伏控制系统安装在光伏支架上可实现自动调节光伏组件的旋转角度，无需手动调节，不仅提高了监控与调整精确度，还降低了劳动强度，符合环境友好型产品的标准，适合推广应用。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明所述太阳能光伏控制系统的信息流程示意图；
图中标记为：1、太阳能光伏模块；2、信息采集模块；3、信息传输模块；4、蓄电池模块；5、中央控制模块；6、终端模块；7、警报模块；8、电能控制模块；9、驱动装置；21、光线角度传感器；22、电压电流检测器；23、摄像装置；51、信号接收单元；52、信号分析单元；53、信号处理单元。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如图1所示，本发明优选实施例的一种太阳能光伏控制系统；
所述太阳能光伏控制系统，设置在可旋转太阳能光伏支架上，所述控制系统包括太阳能光伏模块1、信息采集模块2、信息传输模块3、蓄电池模块4、中央控制模块5和终端模块6，所述太阳能光伏模块1与信息采集模块2和蓄电池模块4电连接，所述中央控制模块5分别于信息采集模块2、终端模块电6连接；
太阳能光伏模块1用来将太阳能转化成电能，实现太阳能发电；
信息采集模块2包括光线角度传感器21、电压电流检测器22和摄像装置23，用于采集太阳能光伏组件接收到的太阳光线的角度、电压电流状况及太阳能光伏组件的实时影像状况；
所述光线角度传感器21设置在太阳能光伏组件的表面，用于实时监控太阳能组件接收到的太阳光线的入射角度。
所述电压电流检测器22设置在蓄电池模块的电能输入端和输出端，用于检测光伏组件是否正常工作以及蓄电池放电是否正常。
所述摄像装置23设置在光伏支架上，实时监测光伏组件的状态，避免意外发生。
信息传输模块3为ZigBee 模块；
蓄电池模块4用于储存太阳能光伏模块转化成的电能，为后续电能的利用提供储能作用；
所述太阳能光伏模块1与蓄电池模块4之间还设置有电能控制模块8，用于保护蓄电池避免因电量过满而烧掉或者电量倒流。
中央控制模块5用于将信息采集模块采集到的信息进行处理、转化为系统可识别的信号，针对不同的信息作出不同的命令，然后将命令信号传输到终端模块6，由终端模块6进行命令的执行。
所述中央控制模5块包括信号接收单元51、信号分析单元52和信号处理单元53，信号接收单元51接收到信息传输模块的信息后，经过信号分析单元52的分析处理，将其转化成系统可识别的数据信号，然后再传输到信号处理单元53进行应对处理，最后发出指令信号到终端模块。
所述中央控制模5块还连接有警报模块7，当系统出现异常时，发出警报。
所述终端模块6还连接有驱动装置9，当终端模块6接收到中央控制模块5的命令后，在驱动装置9的驱动作用下实现光伏组件的旋转。
本发明所述的太阳能光伏控制系统的使用原理：
将太阳能光伏控制系统安装好后，信息采集模块的光线角度传感器、电压电流检测器和摄像装置分别将采集到的太阳光线照射在光伏组件上的入射角、光伏组件的电流输出情况及光伏组件周围的实时影像，通过ZigBee 模块传送到中央控制模块，中央控制模块的信号接收单元接收到信息传输模块传输的信息后，经过信号分析单元的分析处理，将其转化成系统可识别的数据信号，然后再传输到信号处理单元进行应对处理，最后发出指令信号到终端模块。
当光线角度传感器检测到的太阳光照射在光伏组件上的入射角为非零度时，信号处理单元会发出调整光伏组件旋转的信号至终端模块，然后终端模块在驱动装置的驱动作用下调整光伏组件的角度，直至光线垂直光伏组件；
当电压电流检测器检测到太阳能光伏模块与蓄电池模块之间的电压电流过大或者过小时，经过中央控制模块的分析、转化、处理，会发出电压电流异常处理命令至终端模块，使得太阳能光伏模块与蓄电池模块断开，保护蓄电池，同时引发警报模块发出警报，由工作人员进行排查处理；当蓄电池模块的输出端负载出现过流时，中央控制模块同样会发出异常处理命令至终端模块，切断蓄电池模块与负载之间的电路，保护蓄电池，同时引发警报模块发出警报，由工作人员进行排查处理；
当摄像装置监测到太阳能光伏组件出现异常，如光伏组件滑落、损伤或者光伏支架倒塌等现象，中央控制中心接收到影像信息后，会直接引发警报模块发出警报，由工作人员进行处理。
当蓄电池模块电量充满后，电能控制模块会自动停止光伏组件的电能向蓄电池模块的传输，防止蓄电池因电量过大而烧坏，同时避免蓄电池模块中的电能倒流，起到较好的保护作用，为整个太阳能光伏组件的正常运行提供了保障。
综上所述，本发明所述的太阳能光伏控制系统，应用在可旋转光伏支架上，不仅能够对太阳能光伏组件的工作状况进行实时监控，保证光伏组件的正常运行及电流的安全输出，又能根据太阳光线的变化对光伏组件进行角度调整，始终保持光线垂直照射在光伏组件上，实现光能利用最大化。
本发明所述的太阳能光伏控制系统的信息采集模块采用光线角度传感器，能够实时监测光伏组件接收到的太阳光线的入射角的大小，当太阳光线垂直照射在光伏组件上时，光伏组件的电能输出功率最大，因此，当接收到光线角度传感器监测的入射角后，经过中央控制模块的转化处理，输出命令至终端模块进行光伏组件角度调节，直至调节至入射角为0°，即太阳光线垂直照射光伏组件，始终保持光伏组件处于最大功率输出状态，大大增加了光能的利用率，具有较好的应用价值。
本发明所述的太阳能光伏控制系统安装在光伏支架上可实现自动调节光伏组件的旋转角度，无需手动调节，不仅提高了监控与调整精确度，还降低了劳动强度，符合环境友好型产品的标准，适合推广应用。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种太阳能光伏控制系统，设置在可旋转太阳能光伏支架上，其特征在于：所述控制系统包括太阳能光伏模块、信息采集模块、信息传输模块、蓄电池模块、中央控制模块和终端模块，所述太阳能光伏模块与信息采集模块和蓄电池模块电连接，所述中央控制模块分别于信息采集模块、终端模块电连接；
太阳能光伏模块用来将太阳能转化成电能，实现太阳能发电；
信息采集模块包括光线角度传感器、电压电流检测器和摄像装置，用于采集太阳能光伏组件接收到的太阳光线的角度、电压电流状况及太阳能光伏组件的实时影像状况；
信息传输模块为ZigBee 模块；
蓄电池模块用于储存太阳能光伏模块转化成的电能，为后续电能的利用提供储能作用；
中央控制模块用于将信息采集模块采集到的信息进行处理、转化为系统可识别的信号，针对不同的信息作出不同的命令，然后将命令信号传输到终端模块，由终端模块进行命令的执行。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏控制系统，其特征在于：所述中央控制模块包括信号接收单元、信号分析单元、信号处理单元，信号接收单元接收到信息传输模块的信息后，经过信号分析单元的分析处理，将其转化成系统可识别的数据信号，然后再传输到信号处理单元进行应对处理，最后发出指令信号到终端模块。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏控制系统，其特征在于：所述中央控制模块还连接有警报模块，当系统出现异常时，发出警报。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏控制系统，其特征在于：所述太阳能光伏模块与蓄电池模块之间还设置有电能控制模块，用于保护蓄电池避免因电量过满而烧掉或者电量倒流。
5.根据权利要求1所述的太阳能光伏控制系统，其特征在于：所述光线角度传感器设置在太阳能光伏组件的表面，用于实时监控太阳能组件接收到的太阳光线的入射角度。
6.根据权利要求1所述的太阳能光伏控制系统，其特征在于：所述电压电流检测器设置在蓄电池模块的电能输入端和输出端，用于检测光伏组件是否正常工作以及蓄电池放电是否正常。
7.根据权利要求1所述的太阳能光伏控制系统，其特征在于：所述摄像装置设置在光伏支架上，实时监测光伏组件的状态，避免意外发生。
8.根据权利要求1所述的太阳能光伏控制系统，其特征在于：所述终端模块还连接有驱动装置，当终端模块接收到中央控制模块的命令后，在驱动装置的驱动作用下实现光伏组件的旋转。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171103 |