CN109539585A - 一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置 - Google Patents

一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置 Download PDF

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张鹏
马楠
赵博园
聂子丰
苏云鹏
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    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

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Abstract

本发明公开一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置，该装置包括太阳能电池板、光强传感器、摇晃传感器、推杆电机、上平台、球副连接件、底板、导线、控制模块、电压转换模块、水上平台动力系统、蓄电池、稳压模块；所述光强传感器固定在太阳能电池板的四个角上；所述太阳能电池板固定在上平台上；所述摇晃传感器固定在上平台的下端；上平台与底板之间的四角上设置有推杆电机，推杆电机的两端通过球副连接件与上平台和底板连接，形成一条可以伸缩的支链，起调节上平台位姿的作用；本装置的支撑结构采用空间并联机构，结构稳定，刚度大；通过推杆电机可调整太阳能电池板始终朝向光强的一侧；且在受波动的情况下可降低位置，不易损坏。

Description

一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置
技术领域
本发明涉及太阳能利用技术领域，具体是涉及一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置。
背景技术
大型的水上平台(如：客船、货船)出海远行时，需要携带大量的煤或者石油。这不仅会增加水上平台的负荷，使其有效负载减少，而且会产生废物，污染环境。由于水上平台在海上航行时，四周没有遮挡且晴天较多，所以光照比较充足。太阳能作为不可再生能源的替代能源，是水上平台能源物质理想的部分替代品。
迄今为止，国内外很多机构对太阳能的利用做了大量的研究。太阳能的收集大部分是通过太阳能电池板。现有的太阳能收集装置中有的是固定放置太阳能电池板，其优点是结构简单、稳定性好。缺点是对太阳光的利用率不高。还有是将太阳能电池板安装在一个串联机构的末端，通过旋转x轴与y轴的电机，使太阳能电池板始终垂直于太阳光。其优点是提高了太阳能利用率。缺点是结构稳定性不好，尤其安装于受海浪波动影响的船只上时，容易损坏。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提出一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置。该装置结构稳定，太阳能利用率高。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置，其特征在于，该装置包括太阳能电池板、光强传感器、摇晃传感器、推杆电机、上平台、球副连接件、底板、导线、控制模块、电压转换模块、水上平台动力系统、蓄电池、稳压模块；
所述光强传感器固定在太阳能电池板的四个角上；所述太阳能电池板固定在上平台上；所述摇晃传感器固定在上平台的下端；上平台与底板之间的四角上设置有推杆电机，推杆电机的两端通过球副连接件与上平台和底板连接，形成一条可以伸缩的支链，起调节上平台位姿的作用；所述上平台通过四条支链与底板连接；
所述控制模块通过导线分别与推杆电机、光强传感器、摇晃传感器连接；太阳能电池板通过稳压模块与蓄电池连接，为蓄电池充电；蓄电池通过电压转换模块与控制模块连接，为控制模块供电；蓄电池通过电压转换模块与水上平台动力系统连接，为水上平台动力系统供电。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
1.本装置的支撑结构采用空间并联机构，结构稳定，刚度大；在受波动的情况下，不易损坏。
2.驱动装置安装在接近机架的位置，末端执行机构重量轻，运动速度快，动态性能好。
3.机构可以通过控制降低重心，抵御剧烈颠簸对机构损坏的影响。
附图说明
图1为本发明一种实施例的整体结构示意图；
图2为本发明一种实施例的控制原理框图；
(图中：1—太阳能电池板；2—光强传感器；3—摇晃传感器；4—推杆电机；5—上平台；6—球副连接件；7—底板；8—导线；9—控制模块；10—电压转换模块；11—水上平台动力系统；12—蓄电池；13—稳压模块)。
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置(简称太阳能收集装置，参见图1-2)，其特征在于该装置包括太阳能电池板1、光强传感器2、摇晃传感器3、推杆电机4、上平台5、球副连接件6、底板7、导线8、控制模块9、电压转换模块10、水上平台动力系统11、蓄电池12、稳压模块13；
所述光强传感器2固定在太阳能电池板1的四个角上；所述太阳能电池板1固定在上平台上5；所述摇晃传感器3固定在上平台5的下端；上平台5与底板7之间的四角设置有推杆电机4，推杆电机4的两端通过球副连接件6与上平台5和底板7连接，形成一条可以伸缩的支链，起调节上平台5位姿的作用；所述上平台5通过四条支链与底板7连接，形成一个4-SPS平台，起支撑太阳能电池板1的作用。
所述控制模块9通过导线8分别与推杆电机4、光强传感器2、摇晃传感器3连接；太阳能电池板1通过稳压模块13与蓄电池12连接，为蓄电池12充电；蓄电池12通过电压转换模块10与控制模块9连接，为控制模块供电；蓄电池12通过电压转换模块10与水上平台动力系统11连接，为水上平台动力系统11供电。
所述控制模块9采用STM32F1型单片机。
所述蓄电池12采用12V 120Ah。
所述推杆电机4采用12V推杆电机。
所述稳压模块13采用5V稳压模块。
所述光强传感器2的型号为GY-2561。
所述摇晃传感器3的型号为Sw/18015P。
本发明一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置的工作原理和工作流程是：当本装置通电时，光强传感器2采集光强信号。根据四个光强传感器2的信号强弱，控制模块9控制各条支链上的推杆电机4运动，调节上平台5的角度，使四个光强传感器2的采集的光强大体一致，即太阳能电池板1位于阳光充足的方位上。太阳能电池板1通过导线8与稳压模块13将电能储存在蓄电池12中。同时，蓄电池12通过导线8与电压转换模块10给控制模块9供电。蓄电池12通过导线8与电压转换模块10给水上平台的动力系统11供电。当装置受到一定波动时，摇晃传感器3将波动的强度信号传送给控制模块9，当波动强度超过预设值时，控制模块9控制各条支链上的推杆电机4收缩，使装置的重心降到最低，减少波动对装置的损害。当波动强度小于预设值时，装置恢复正常工作状态。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (7)

1.一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置，其特征在于，该装置包括太阳能电池板、光强传感器、摇晃传感器、推杆电机、上平台、球副连接件、底板、导线、控制模块、电压转换模块、水上平台动力系统、蓄电池、稳压模块；
所述光强传感器固定在太阳能电池板的四个角上；所述太阳能电池板固定在上平台上；所述摇晃传感器固定在上平台的下端；上平台与底板之间的四角上设置有推杆电机，推杆电机的两端通过球副连接件与上平台和底板连接，形成一条可以伸缩的支链，起调节上平台位姿的作用；所述上平台通过四条支链与底板连接；
所述控制模块通过导线分别与推杆电机、光强传感器、摇晃传感器连接；太阳能电池板通过稳压模块与蓄电池连接，为蓄电池充电；蓄电池通过电压转换模块与控制模块连接，为控制模块供电；蓄电池通过电压转换模块与水上平台动力系统连接，为水上平台动力系统供电。
2.根据权利要求1所述的一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置，其特征在于，所述控制模块采用STM32F1型单片机。
3.根据权利要求1所述的一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置，其特征在于，所述蓄电池采用12V 120Ah。
4.根据权利要求1所述的一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置，其特征在于，所述推杆电机采用12V推杆电机。
5.根据权利要求1所述的一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置，其特征在于，所述稳压模块采用5V稳压模块。
6.根据权利要求1所述的一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置，其特征在于，所述光强传感器的型号为GY-2561。
7.根据权利要求1所述的一种能在受波动水上平台上使用的太阳能收集装置，其特征在于，所述摇晃传感器的型号为Sw/18015P。
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