CN110318955A - 一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,包括旋转机构,在旋转机构上设有电路板,在电路板上连接光敏电阻、光敏电阻驱动模块、MCU控制器、通信模块,光敏电阻与光敏电阻驱动模块电连接,光敏电阻驱动模块、通信模块均与MCU控制器电连接,电路板的中部位置设有参照柱,参照柱用于在电路板上形成太阳照射的光影,光敏电阻用于检测参照柱形成的光影在电路板上的位置信号,MCU控制器通过通信模块把控制信号传输到风力发电机组的控制器。本装置解决了叶片在居民区内产生交替性的光影对居民造成的视觉影响,随着太阳方位角的变化光影移开居民区时,本装置向风力发电机组的控制器发出启动信号,风力发电机组继续运转发电。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域,具体涉及一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置。
背景技术
在我国风力资源极为丰富,绝大多数地区的年平均风速都在每秒5米以上,特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿地区,年平均风速更大;有的地方,一年中三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区风力发电是很有前途的新型环保能源,而且风是可再生的能源之一;它是取之不尽、用之不竭的可再生动力。尤其是对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带发展风力发电更是大有可为的一项事业;在这些地区远离国家供电电网,架设电网投入的资金非常之大且很不合算;利用可再生的风力资源,进行风力发电非常适合沿海沿边、大山深处、海上小岛。
目前的风力发电机组设计制造的技术原理为:采用流体空气动力学理论,对垂直轴叶片受风做工、推动风机运转产生动能,进行计算机模拟,精确计算和风洞实验检测取得精确数据,经计算机精算优化。选用类似飞机的机翼形叶片,作为垂直轴风机的叶片。该叶片在风机旋转时,叶片不容易变形而改变风力效率;由叶片受风做功,将风能传递给风机,风机将动能传给旋转筒,由旋转筒带动发电机运转发电,这其中还包含输入逆变、控制、变流系统,输入输配等控制系统的支持,所发出的电能供离网用户和上网用户使用电能。
由于风力发电机组的叶片在风力推动下做旋转运动,位于有居民区的风力发电机组在发电时,位于风力发电机组的叶片光影覆盖范围内的居民区或村落的居民会受到叶片产生的交替性的光影造成视觉影响,影响居民的正常生产和生活。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是风力发电机组的叶片在阳光的照射下产生交替性的光影对居民视觉产生影响的技术问题,目的在于提供一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置。
本发明通过下述技术方案实现:
一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,包括旋转机构,在旋转机构上设有电路板,在电路板上连接有光敏电阻、光敏电阻驱动模块、MCU控制器、通信模块,所述光敏电阻与光敏电阻驱动模块电连接,光敏电阻驱动模块、通信模块均与MCU控制器电连接,所述电路板的中部位置设有参照柱,所述参照柱与电路板垂直连接,所述参照柱用于在电路板上形成太阳照射的光影,电路板上的光敏电阻用于检测参照柱形成的光影在电路板上的位置信号,所述光敏电阻驱动模块把光敏电阻的电阻信号转化为电压信号后传输到MCU控制器内,所述MCU控制器通过通信模块把控制信号传输到风力发电机组的控制器。
优选方案,所述监控装置还包括供电模块,供电模块包括光伏板、蓄电池组、电池配电模块,所述光伏板通过粘结层固定在电路板的顶部,蓄电池组与电池配电模块连接,MCU控制器与电池配电模块连接,MCU控制器控制电池配电模块对蓄电池组充放电。
优选方案,所述旋转机构包括基座,在基座上设有驱动电机,所述电路板固定安装在驱动电机的转子输出轴上,所述驱动电机与MCU控制器连接,MCU控制器控制驱动电机带动电路板转动,所述驱动电机用于调整风力发电机组的偏航角度。
优选方案,所述监控装置还包括陀螺仪、温湿度检测模块和光控开关,陀螺仪、温湿度检测模块和光控开关与MCU控制器连接,所述陀螺仪用于检测风力发电机组的偏航角度和振动状态,所述温湿度检测模块用于检测天气状况,所述光控开关用于控制MCU控制器,在光控开关检测到没有太阳光照射时控制MCU控制器停止工作。
优选方案,所述光敏电阻驱动模块包括滤波器和AD转换模块,所述光敏电阻输出的电压信号通过滤波器和AD转换模块传输到MCU控制器内。
优选方案,所述电路板的底部设有电路板加固层,电路板加固层为不锈钢板,电路板加固层顶部与电路板螺纹连接,电路板加固层的底部与旋转机构连接。
优选方案,所述光伏板的顶部设有光伏板保护层,光伏板保护层为弹性玻璃板。
优选方案,所述光敏电阻为贴片光敏电阻,光敏电阻贴片封装在电路板上。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:本发明的陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,该装置固定在风力发电机组的机舱的顶部,该装置用于模拟实际风力发电机组与居民区的地理几何位置关系进行设计,在光敏电阻检测到参照柱的光影时就默认为风力发电机组的叶片覆盖在居民区内,光敏电阻向MCU控制器发出电信号,MCU控制器通过通信模块把控制信号传输到风力发电机组的控制器,风力发电机组的控制器控制发电机组停止发电作业,风力发电机组控制叶片停止转动,解决了叶片在居民区内产生交替性的光影对居民造成的视觉影响,随着太阳方位角的变化光影移开居民区时,本装置向风力发电机组的控制器发出启动信号,风力发电机组继续运转发电。本装置采用太阳能自发电供电模块进行供电,不需要额外提供电源,减少能源损耗。本装置能够根据具体的风力发电机组的高度与居民区的地理位置做差异化配置,提高了本装置的使用的广泛性和灵活性。本装置能够自动检测天气信息,在没有太阳光照时本装置不会发出停机信号,在出现恶劣天气时本装置会自动停机,延长本装置的使用寿命。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明的结构主视图;
图2为本发明的机构俯视图;
图3为本发明的结构框图。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-基座,2-驱动电机,3-参照柱,4-光敏电阻,5-光伏板保护层,6-光伏板,7-电路板,8-粘结层,9-电路板加固层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1至图3所示,本发明一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,包括旋转机构,旋转机构包括基座1,在基座1上设有驱动电机2,在驱动电机2上设有电路板7,电路板7固定安装在驱动电机2的转子输出轴上,驱动电机2优选但不限于为步进电机,驱动电机2与MCU控制器连接,MCU控制器控制驱动电机2带动电路板7转动,驱动电机2用于调整风力发电机组的偏航角度。
在电路板7上连接有光敏电阻4、光敏电阻驱动模块、MCU控制器、通信模块,光敏电阻4优选为贴片光敏电阻,光敏电阻贴片封装在电路板7上,光敏电阻4与光敏电阻驱动模块电连接,光敏电阻驱动模块、通信模块均与MCU控制器电连接。电路板7的中部位置设有参照柱3,参照柱3与电路板7垂直连接,参照柱3用于在电路板7上形成太阳照射的光影,电路板7上的光敏电阻4用于检测参照柱3形成的光影在电路板7上的位置信号。
光敏电阻驱动模块把光敏电阻4的电阻信号转化为电压信号后通过滤波器和AD转换模块传输到MCU控制器内,MCU控制器通过通信模块把控制信号传输到风力发电机组的控制器。
本监控装置还设有供电模块,供电模块包括光伏板6、蓄电池组、电池配电模块,光伏板6通过粘结层8固定在电路板7的顶部,蓄电池组与电池配电模块连接,MCU控制器与电池配电模块连接,MCU控制器控制电池配电模块对蓄电池组充放电,蓄电池组优选为锂电池。
工作原理:该装置固定在风力发电机组的机舱的顶部,该装置用于模拟实际风力发电机组与居民区的地理几何位置关系进行设计,在光敏电阻4检测到参照柱3的光影时就默认为风力发电机组的叶片覆盖在居民区内,光敏电阻4向MCU控制器发出电信号,MCU控制器通过通信模块把控制信号传输到风力发电机组的控制器,风力发电机组的控制器控制发电机组停止发电作业,风力发电机组控制叶片停止转动,解决了叶片在居民区内产生交替性的动态光影对居民造成的视觉影响,随着太阳方位角的变化,风力发电机组叶片的光影移开居民区时,本装置向风力发电机组的控制器发出启动信号,风力发电机组继续运转发电。
优选实施例方案,本监控装置还包括陀螺仪、温湿度检测模块和光控开关,陀螺仪、温湿度检测模块和光控开关与MCU控制器连接,陀螺仪用于检测风力发电机组的偏航角度和振动状态,在风力发电机组跟随风向的变化发生转动产生偏航时,位于风力发电机组机舱上的本装置也会发生偏移。为了避免风力发电机组偏航对本装置产生的影响,本装置采用陀螺仪对风力发电机组的偏航角度进行测量,经过测量后计算出风力发电机组的偏航角度,然后把偏航角度信息传输到MCU控制器内,MCU控制器对驱动电机2发出调整信号,驱动电机2以风力发电机组的偏航角度的反方向驱动电路板7旋转设定角度,保持电路板7上的参照柱3的光影在电路板7上的位置不发生变化。同时陀螺仪还用于检测本装置的运行状态,在出现剧烈振动时,本装置会自动停机。温湿度检测模块用于检测天气状况,在检测为阴雨天气时温湿度检测模块向MCU控制器发出停机信号。在光控开关用于控制MCU控制器,在光控开关检测到没有太阳光照射(阴雨天气)时控制MCU控制器停止工作。
优选实施例方案,电路板7的底部设有电路板加固层9,电路板加固层9为不锈钢板,电路板加固层9顶部与电路板7螺纹连接,电路板加固层9的底部与驱动电机2连接,电路板加固层9用于承重电路板7上的所有部件,提高本装置的结构强度。
优选实施例方案,光伏板6的顶部设有光伏板保护层5,光伏板保护层5为高强度弹性玻璃板,提高本装置的结构强度。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,其特征在于,包括旋转机构,在旋转机构上设有电路板,在电路板上连接有光敏电阻、光敏电阻驱动模块、MCU控制器、通信模块,所述光敏电阻与光敏电阻驱动模块电连接,光敏电阻驱动模块、通信模块均与MCU控制器电连接,所述电路板的中部位置设有参照柱,所述参照柱与电路板垂直连接,所述参照柱用于在电路板上形成太阳照射的光影,电路板上的光敏电阻用于检测参照柱形成的光影在电路板上的位置信号,所述光敏电阻驱动模块把光敏电阻的电阻信号转化为电压信号后传输到MCU控制器内,所述MCU控制器通过通信模块把控制信号传输到风力发电机组的控制器。
2.根据权利要求1所述的一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,其特征在于,所述监控装置还包括供电模块,供电模块包括光伏板、蓄电池组、电池配电模块,所述光伏板通过粘结层固定在电路板的顶部,蓄电池组与电池配电模块连接,MCU控制器与电池配电模块连接,MCU控制器控制电池配电模块对蓄电池组充放电。
3.根据权利要求1所述的一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,其特征在于,所述旋转机构包括基座,在基座上设有驱动电机,所述电路板固定安装在驱动电机的转子输出轴上,所述驱动电机与MCU控制器连接,MCU控制器控制驱动电机带动电路板转动,所述驱动电机用于调整风力发电机组的偏航角度。
4.根据权利要求1所述的一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,其特征在于,所述监控装置还包括陀螺仪、温湿度检测模块和光控开关,陀螺仪、温湿度检测模块和光控开关与MCU控制器连接,所述陀螺仪用于检测风力发电机组的偏航角度和振动状态,所述温湿度检测模块用于检测天气状况,所述光控开关用于控制MCU控制器,在光控开关检测到没有太阳光照射时控制MCU控制器停止工作。
5.根据权利要求1所述的一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,其特征在于,所述光敏电阻驱动模块包括滤波器和AD转换模块,所述光敏电阻输出的电压信号通过滤波器和AD转换模块传输到MCU控制器内。
6.根据权利要求1所述的一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,其特征在于,所述电路板的底部设有电路板加固层,电路板加固层为不锈钢板,电路板加固层顶部与电路板螺纹连接,电路板加固层的底部与旋转机构连接。
7.根据权利要求2所述的一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,其特征在于,所述光伏板的顶部设有光伏板保护层,光伏板保护层为弹性玻璃板。
8.根据权利要求1所述的一种陆地风力发电机组用叶片光影影响范围监控装置,其特征在于,所述光敏电阻为贴片光敏电阻,光敏电阻贴片封装在电路板上。
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