CN109274171A - 一种基于太阳能的智能发电树 - Google Patents
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Abstract
一种基于太阳能的智能发电树，包括人造树，其中所述人造树为树脂注塑成型按照树的形态组合成的人造树，包括树干和树枝，所述树干和树枝内为空心结构，且树干和树枝内空心结构连通，所述树干底部设有蓄电池和太阳能充电装置，所述太阳能充电装置通过充电导线接入蓄电池，所述太阳能充电装置设有主导线，沿着树干和树枝的空心结构布置。本发明采用成本低的小型太阳能电池板与人造树结合，可以设于城市道路或多障碍物环境中发电，利用树形的层叠空间使小型太阳能电池板能充分接收太阳光照，解决传统太阳能系统占地面积广和投资成本大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及发电树，特别是一种基于太阳能的智能发电树。
背景技术
太阳能，一般指太阳光的辐射能量，一种干净的可再生的能源，与常规能源相比，存在诸多优点：太阳能是人类可以利用最丰富的能源；太阳能存在于地球的每个角落；太阳能是一种清洁能源，在开发利用时，不会产生废水废气，不会影响生态平衡。
太阳能发电是一种将太阳能转化为电能的太阳能利用方式，现行普遍太阳能发电方式主要为太阳能热发电和太阳能直接发电，小型太阳能发电主要采用太阳能直接发电。现行的太阳能发电大多采用整列方式，占地面积广，利用效率低，尤其不适合城市及多障碍物环境下的太阳能发电，不利于保护环境倡导低碳生活。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是将太阳能发电与树型结合，成本低的一种基于太阳能的智能发电树。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于太阳能的智能发电树，包括人造树，其中：所述人造树为树脂注塑成型按照树的形态组合成的人造树，包括树干和树枝，所述树干和树枝内为空心结构，且树干和树枝内空心结构连通，所述树干底部设有蓄电池和太阳能充电装置，所述太阳能充电装置通过充电导线接入蓄电池，所述太阳能充电装置设有主导线，沿着树干和树枝的空心结构布置；
还包括若干小型太阳能发电装置，均匀分布在人造树的树干和树枝上，所述太阳能发电装置设有分支导线，所述分支导线接入主导线上，用于传输由太阳能转换的电能。
作为本发明的进一步改进：所述太阳能发电装置包括固定底座、太阳能固定板和驱动装置，所述固定底座固定在树枝或树干上，顶部设有一旋转轴，所述太阳能固定板安装在固定底座上方，并能绕旋转轴旋转，所述太阳能固定板上设有小型光伏太阳能电池板。
作为本发明的进一步改进：所述驱动装置包括马达、主动齿轮、从动件和连接板件，所述主动齿轮设于旋转轴上，所述马达置于固定底座内，其旋转输出端与主动齿轮传动连接，所述从动件固定在太阳能固定板的底部，并在外缘上设有与主动齿轮啮合的齿，所述连接板件的两端分别设于旋转轴与从动件的轴心外侧，连接处自由旋转连接。
作为本发明的进一步改进：所述太阳能发电装置还包括有小型光伏太阳能电池板、小型储存单元和PLC控制器，由光伏太阳能电池板传输电能用的所述分支导线设有一支路接入小型储存单元，所述的小型储存单元与马达连接，用于马达的供电，所述PLC控制器与马达连接，用于控制马达的启动、转速和复位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用成本低的小型太阳能电池板与人造树结合，可以设于城市道路或多障碍物环境中发电，利用树形的层叠空间使小型太阳能电池板能充分接收太阳光照，解决传统太阳能系统占地面积广和投资成本大的问题，同时多个小型光伏太阳能电池板进行串联或并联连接，所转换的电能通过太阳能充电装置储存在蓄电池内，在保证发电量的基础上，采用小型光伏太阳能电池板的成本要远低于传统太阳能系统。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为驱动装置在日出状态的结构示意图。
图3为驱动装置在正午状态的结构示意图。
图4为驱动装置在日落状态的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：
参考图1，一种基于太阳能的智能发电树，包括人造树1，其中：所述人造树为树脂注塑成型按照树的形态组合成的人造树，包括树干和树枝，所述树干和树枝内为空心结构，且树干和树枝内空心结构连通，所述树干底部设有蓄电池2和太阳能充电装置3，所述太阳能充电装置3通过充电导线4接入蓄电池2，所述太阳能充电装置3设有主导线5，沿着树干和树枝的空心结构布置；
还包括若干小型太阳能发电装置6，均匀分布在人造树1的树干和树枝上，所述太阳能发电装置设有分支导线，所述分支导线接入主导线上，用于传输由太阳能转换的电能。
所述太阳能发电装置包括固定底座61、太阳能固定板62和驱动装置，所述固定底座61固定在树枝或树干上，顶部设有一旋转轴63，所述太阳能固定板62安装在固定底座61上方，并能绕旋转轴63旋转，所述太阳能固定板上设有小型光伏太阳能电池板64。所述小型光伏太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置。所述小型光伏太阳能电池板由于其形状和体积较小，成本低，整个发电树上的多个小型光伏太阳能电池板的成本总和，远廉价于采用多个小型光伏太阳能电池板体积总和的整块太阳能电池板的成本，且太阳能电池板的成本随着体积的增大，其成本呈几何倍数提高，本实施案例采用小型光伏太阳能电池板具有明显的成本优势，同时在发电树足够大的情况下布置越多，成本优势越明显。当许多个小型光伏太阳能电池板串联或并联起来成为有比较大的输出功率的太阳能电池板阵列。
所述小型光伏太阳能电池板将转换的电能通过分支导线接入主导线上，多个小型光伏太阳能电池板的电能由主导线经过太阳能充电装置的转换或稳压，充入蓄电池内，所述太阳能充电装置防止蓄电池过充、过放、输出过载、过压、温度过高等保护功能。
参考图2-4，所述驱动装置包括马达65、主动齿轮66、从动件67和连接板件68，所述主动齿轮66设于旋转轴63上，所述马达65置于固定底座61内，其旋转输出端与主动齿轮66传动连接，所述从动件67固定在太阳能固定板65的底部，并在外缘上设有与主动齿轮啮合的齿，所述连接板件的两端分别设于旋转轴与从动件的轴心外侧，连接处自由旋转连接。
所述马达的旋转输出端还包括减速齿轮组，所述减速齿轮组以预设的传动比与主动齿轮啮合，所述马达启动通过减速齿轮组传动，驱动主动齿轮转动，所述主动齿轮转动带动从动件转动，此时从动件的轴心通过连接板件与旋转轴的轴心固定，从动件将带动太阳能固定板绕从动件的轴心旋转。通过驱动马达可以调节太阳能固定板的旋转，从而可以控制固定在太阳能固定板上的小型光伏太阳能电池板的面朝向，以获取最佳的光照角度。
所述马达由PLC控制器驱动，根据实际情况由PLC控制器以设定时间h为间隔驱动所述马达，通过设定减速齿轮组的传动比，马达输出端旋转一圈，主动齿轮旋转150/h的角度，增强光伏太阳能电池板的光照效率，同时设定时间h越小，获取光照的效率越高。
具体地，所述设定时间为半个小时，所述光伏太阳能电池板的开始角度是面朝东方与水平面呈15°夹角，其终止角度是面朝西方与水平面呈15°夹角，所述PLC控制器驱动马达一次，所述从动件将绕轴心旋转15°，由凌晨7点的日出状态开始到傍晚5点的日落状态结束，所述PLC控制器每半个小时驱动马达一次，所述光伏太阳能电池板则以每半个小时进行绕从动件的轴心转动15°，保持与太阳光线垂直以获取最佳的光照效果。
所述PLC控制器在驱动所述马达，使光伏太阳能电池板达到终止角度时，设定保持时间h’后驱动马达反转，使从动件和光伏太阳能电池板复位，等待第二天的光照。
所述太阳能发电装置还包括有小型光伏太阳能电池板、小型储存单元68和PLC控制器69，由光伏太阳能电池板传输电能用的所述分支导线设有一支路接入小型储存单元，所述的小型储存单元与马达连接，用于马达的供电，所述PLC控制器与马达连接，用于控制马达的启动、转速和复位。
综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。
Claims (4)
1.一种基于太阳能的智能发电树，包括人造树，其特征是：所述人造树为树脂注塑成型按照树的形态组合成的人造树，包括树干和树枝，所述树干和树枝内为空心结构，且树干和树枝内空心结构连通，所述树干底部设有蓄电池和太阳能充电装置，所述太阳能充电装置通过充电导线接入蓄电池，所述太阳能充电装置设有主导线，沿着树干和树枝的空心结构布置；
还包括若干小型太阳能发电装置，均匀分布在人造树的树干和树枝上，所述太阳能发电装置设有分支导线，所述分支导线接入主导线上，用于传输由太阳能转换的电能。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的智能发电树，其特征是：所述太阳能发电装置包括固定底座、太阳能固定板和驱动装置，所述固定底座固定在树枝或树干上，顶部设有一旋转轴，所述太阳能固定板安装在固定底座上方，并能绕旋转轴旋转，所述太阳能固定板上设有小型光伏太阳能电池板。
3.根据权利要求2所述的一种基于太阳能的智能发电树，其特征是：所述驱动装置包括马达、主动齿轮、从动件和连接板件，所述主动齿轮设于旋转轴上，所述马达置于固定底座内，其旋转输出端与主动齿轮传动连接，所述从动件固定在太阳能固定板的底部，并在外缘上设有与主动齿轮啮合的齿，所述连接板件的两端分别设于旋转轴与从动件的轴心外侧，连接处自由旋转连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的智能发电树，其特征是：所述太阳能发电装置还包括有小型光伏太阳能电池板、小型储存单元和PLC控制器，由光伏太阳能电池板传输电能用的所述分支导线设有一支路接入小型储存单元，所述的小型储存单元与马达连接，所述PLC控制器与马达连接。
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