CN110808302A - 一种对于类钙钛矿光伏柔性薄膜的自动收纳保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对于类钙钛矿光伏薄膜的自动收纳保护系统，包括由自动收纳模块，收纳检测与清洗模块，传感器监测模块，红外报警模块组成，使用MCU作为控制核心配合软件程序对传感器数据进行采集并对太阳能装置进行控制，实现太阳能装置的自动控制。以MCU为核心，结合多个传感器，电机，红外传输等实现太阳能装置的智能化控制，使用MCU采集多个传感器的数据并进行计算处理，得到光伏薄膜以及周围环境的情况数据，根据这些数据进行相应的控制，实现太阳能装置的电流检测，环境温度检测，环境湿度检测，环境光照度检测，自动收纳，及时报警等功能，给光伏薄膜提供一定的保护，减少因为环境因素和薄膜自身因素而造成光伏薄膜的损坏。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，具体为一种对于类钙钛矿光伏柔性薄膜的自动收纳保护装置。
背景技术
随着地球上化石燃料的消耗，越来越多的人开始注意到清洁能源在未来的能源体系中占据十分重要的地位，太阳能这种清洁能源在使用时不会产生任何的污染，受到越来越多的关注，类似于光伏薄膜这种光电器件将太阳能转换成为电能，但是类似于钙钛矿薄膜这种光电转化效率较高的材料，虽然它的厚度做的越来越薄，材料的弯折性越来越高，但是它的材料稳定性较差，对于环境的温度和湿度有较高的要求，且光伏薄膜大多不适合暴露于雨雪等极端天气情况下，在极端天气情况下，光伏薄膜的使用寿命会大幅降低，因此，本发明旨在光伏薄膜的保护而进行自动收纳的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对于类钙钛矿光伏柔性薄膜的自动收纳保护装置，一种以MCU为核心，结合多个传感器，电机，红外传输等实现太阳能装置的智能化控制，使用MCU采集多个传感器的数据并进行计算处理，得到光伏薄膜以及周围环境的情况数据，根据这些数据进行相应的控制，实现太阳能装置的电流检测，环境温度检测，环境湿度检测，环境光照度检测，自动收纳，及时报警等功能，给光伏薄膜提供一定的保护，减少因为环境因素和薄膜自身因素而造成光伏薄膜的损坏。
本发明专利通过以下方案予以实现：
一种对于类钙钛矿光伏柔性薄膜的自动收纳保护装置由自动收纳模块，收纳检测与清洗模块，传感器监测模块，红外报警模块组成，使用MCU作为控制核心配合软件程序对传感器数据进行采集并对太阳能装置进行控制，实现太阳能装置的自动控制。
所述的自动收纳模块由MCU芯片和收纳腔以及电机组成，MCU芯片接收来自传感器检测模块的信号，MCU芯片判断来自传感器检测模块的信号达到光伏薄膜的收纳要求，发出指令，收纳系统开始工作，电机转动将光伏薄膜收纳至收纳腔内，光伏薄膜的收纳同样可以采取MCU芯片控制在固定时间定时自动收纳，在太阳能支撑杆上同样有一键收纳按键，便于光伏薄膜的收纳。
所述的收纳检测与清洗模块由红外探头模块、清洗溶液喷涂模块与清洗刷条模块组成，在光伏薄膜回收过程中，红外探头自动运行，检测光伏薄膜是否正常回收，同时检测光伏薄膜的表面是否存在破损和灰尘，当MCU判定为破损时会触发红外报警模块，当MCU判定光伏薄膜表面存在灰尘时，喷头会喷洒特制的清洗溶液，光伏薄膜在收纳过程中之后经过清洗刷条，刷去光伏薄膜表面的污物，最终将光伏薄膜完全收纳至收纳腔。
所述的传感器检测模块由温度传感器、湿度传感器、光照传感器、红外报警器、电流传感和电压传感器组成，温度传感器用于检测环境的温度情况，对光伏薄膜的环境温度进行监测，监测环境温度的实时变化，湿度传感器用于监测大气湿度的实时变化，光照传感器用于实时监测太阳光照强度，以上三个传感器用于监测光伏薄膜周围环境的变化情况，光照传感器、电流传感器和电压传感器检测光伏薄膜的情况，当传感器的变化情况达到MCU设定的阈值时，自动收纳模块开始启动。电流和电压传感器用于监测光伏薄膜所产生电能的电流电压情况，与光照传感器一起监测光伏薄膜的工作情况，当检测到光伏薄膜的电流电压异常时，MCU便开始启动红外报警模块。
所述的红外报警模块，它由红外传感器，LED灯组成，当MCU根据传感器的数据判断出光伏薄膜表面有污物，光伏薄膜或太阳能装置处于不正常的工作状态时，程序设置的事件提醒到时会启动红外报警模块进行报警提醒太阳能系统管理人员注意太阳能装置的状态，并根据不同的提醒原因闪烁不同的LED灯实现实现红外报警功能。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，操作方便，在需要使用到柔性光伏薄膜时，本装置可自动的将柔性光伏板展开以方便进行发电使用，当不需要使用时，本装置可将柔性光伏板进行收纳，进而使得柔性光伏板与外界隔离，进而减小柔性光伏薄膜的退化程度以延长使用寿命，同时本装置可对光伏薄膜表面进行清洁，进而适应在气候多变的环境下使用。
附图说明
图1为一种对于类钙钛矿光伏柔性薄膜的自动收纳保护装置的俯视图；
图2为一种对于类钙钛矿光伏柔性薄膜的自动收纳保护装置的侧视图；
图3为红外检测模块；
图4为清洗溶液喷涂模块；
图5为一种对于类钙钛矿光伏柔性薄膜的自动收纳保护装置的工作流程图。
图中：1、红外检测模块支架；2、清洗溶液喷涂模块支架；3、清洗刷条模块支架；4、光伏薄膜收纳腔；5、薄膜收纳转动轴；6、薄膜支撑框架；7、薄膜收纳转动轴齿轮；8、传感器与MCU集成区域；9、圆形传动齿轮；10、电机；11、红外检测探头；12、清洗溶液喷头；13、LED灯；14、一键收纳按键；15、清洗溶液储存罐；16、装置支撑杆。
具体实施方式
结合附图对本发明专利进一步说明。
本发明专利由自动收纳模块，收纳检测与清洗模块，传感器监测模块，红外报警模块组成，使用MCU作为控制核心配合软件程序对传感器数据进行采集并对太阳能装置进行控制，实现太阳能光伏薄膜的自动收纳保护，下面结合图1-5对本发明进行详细说明。
根据本发明的实施例的一种对于类钙钛矿光伏柔性薄膜的自动收纳保护装置，参照图1-5，包括装置支撑杆16，装置支撑杆16外部有报警LED灯13和一键收纳按键14，装置支撑16内部有清洗溶液储存罐15和电机10，电机10与上方薄膜支撑框架6中的圆形传动齿轮9相连，传动齿轮9与收纳腔4中的薄膜收纳转动轴齿轮7咬合可带动其旋转，薄膜收纳转动齿轮7带动薄膜收纳转动轴5转动，进而完成光伏薄膜的收纳与展开，薄膜支撑框架6上方连接传感器与MCU集成区域8，收纳腔4前方依次有清洗刷条模块支架3，清洗刷条模块支架3前方有清洗溶液喷涂模块支架2，清洗溶液喷涂模块支架2上有清洗溶液喷头12，洗溶液喷涂模块支架2前方有红外检测模块支架1，红外检测模块支架1上有红外检测探头11。
有益的，的MCU与传感器集成区域8内包含温度传感器、湿度传感器、光照传感器、红外报警器、电流传感和电压传感器和MCU芯片，传感器将采集到的数据传递给MCU芯片，由MCU芯片判判决电机10应该顺时针还是逆时针运转，电机时正向运转带动薄膜收纳转动轴齿轮7正向转动，薄膜收纳转动轴齿轮7转动驱动薄膜收纳转动轴5正向转动，薄膜收纳转动轴5正向转动开始卷收光伏薄膜，使得光伏薄膜处于收纳状态，电机10反向运转带动薄膜收纳转动轴齿轮7反向转动，薄膜收纳转动轴齿轮7转动驱动薄膜收纳转动轴5反向转动，薄膜收纳转动轴5反向转动开始展开光伏薄膜，使得光伏薄膜处于展开状态。
有益的，红外检测模块支架1上红外检测探头11在电机反向转动收纳光伏薄膜时自动启动，开始检测光伏薄膜表面是否存在灰尘，经MCU芯片判定存在灰尘之后，清洗溶液喷涂模块支架2上清洗溶液喷头12开始喷洒清洗溶液，之后光伏光伏薄膜经过清洗刷条模块支架3刷去表面灰尘，在下次展开过程由红外检测模块支架1上红外检测探头11检测是否清洗干净。
有益的，红外检测模块支架1上红外检测探头11在电机反向转动收纳光伏薄膜时自动启动，开始检测光伏薄膜表面是否破损，经MCU判定存在破损后，启动LED灯13和的MCU与传感器集成区域8中的红外报警器进行报警。
有益的，MCU与传感器集成区域8中的电流传感器和电压传感器在光伏薄膜处于展开状态时开始工作，实时监测光伏薄膜的工作情况，在光伏薄膜处于异常状态时经MCU判定启动LED灯13和的MCU与传感器集成区域8中的红外报警器进行报警。
有益的，收纳腔4是可拆卸的活动装置，在光伏薄膜需要更换时按下的一键收纳按键16，光伏薄膜开始收纳于收纳腔4中，可以进行收纳腔的更换。
本系统的基本工作步骤：MCU与传感器集成区域8将采集到的数据传递给MCU芯片，MCU判决光伏薄膜是否达到展开条件，由MCU芯片判决电机10顺时针或者逆时针运转，电机10正向运转带动薄膜收纳转动轴齿轮7正向转动，薄膜收纳转动轴齿轮7转动驱动薄膜收纳转动轴5正向转动，薄膜收纳转动轴5正向转动开始卷收光伏薄膜，使得光伏薄膜处于收纳状态，电机10反向运转带动薄膜收纳转动轴齿轮7反向转动，薄膜收纳转动轴齿轮7转动驱动薄膜收纳转动轴5反向转动，薄膜收纳转动轴5反向转动开始展开光伏薄膜，使得光伏薄膜处于展开状态，开始检测光伏薄膜表面是否存在灰尘与破损，经MCU芯片判定存在灰尘之后，清洗溶液喷涂模块支架2上清洗溶液喷头12开始喷洒清洗溶液，之后光伏光伏薄膜经过清洗刷条模块支架3刷去表面灰尘，在光伏薄膜处于展开状态时，MCU与传感器集成区域8中的电流与电压传感器开始检测光伏薄膜产生的电流情况，根据实时监测薄膜运转情况，当电机开始正向转动时，红外检测模块支架1上红外检测探头11自动启动，在下次展开过程由红外检测模块支架1上红外检测探头11检测是否清洗干净，经MCU判定光伏薄膜存在破损后，启动LED灯13和MCU与传感器集成区域8中的红外报警器开始报警。
本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。
Claims (5)
1.一种对于类钙钛矿光伏薄膜的自动收纳保护装置，其特征在于：由自动收纳模块，收纳检测与清洗模块，传感器监测模块，红外报警模块组成，使用MCU作为控制核心配合软件程序对传感器数据进行采集并对太阳能装置进行控制，实现太阳能装置的自动控制。
2.根据权利要求1所述的一种光伏薄膜的自动收纳保护装置，其特征在于：所述的自动收纳模块由MCU芯片和收纳腔以及电机组成，MCU芯片接收来自传感器检测模块的信号，MCU芯片判断来自传感器检测模块的信号达到光伏薄膜的收纳要求，发出指令，收纳系统开始工作，电机转动将光伏薄膜收纳至收纳腔内，光伏薄膜的收纳同样可以采取MCU芯片控制在固定时间定时自动收纳，在太阳能支撑杆上同样有一键收纳按键，便于光伏薄膜的收纳。
3.根据权利要求1所述的一种光伏薄膜的自动收纳保护装置，其特征在于：所述的收纳检测与清洗模块由红外探头模块、清洗溶液喷涂模块与清洗刷条模块组成，在光伏薄膜回收过程中，红外探头自动运行，检测光伏薄膜是否正常回收，同时检测光伏薄膜的表面是否存在破损和灰尘，当MCU判定为破损时会触发红外报警模块，当MCU判定光伏薄膜表面存在灰尘时，喷头会喷洒特制的清洗溶液，光伏薄膜在收纳过程中之后经过清洗刷条，刷去光伏薄膜表面的污物，最终将光伏薄膜完全收纳至收纳腔。
4.根据权利要求1所述的一种光伏薄膜的自动收纳保护装置，其特征在于：所述的传感器检测模块由温度传感器、湿度传感器、光照传感器、红外报警器、电流传感和电压传感器组成，温度传感器用于检测环境的温度情况，对光伏薄膜的环境温度进行监测，监测环境温度的实时变化，湿度传感器用于监测大气湿度的实时变化，光照传感器用于实时监测太阳光照强度，以上三个传感器用于监测光伏薄膜周围环境的变化情况，光照传感器、电流传感器和电压传感器检测光伏薄膜的情况，当传感器的变化情况达到MCU设定的阈值时，自动收纳模块开始启动。电流和电压传感器用于监测光伏薄膜所产生电能的电流电压情况，与光照传感器一起监测光伏薄膜的工作情况，当检测到光伏薄膜的电流电压异常时，MCU便开始启动红外报警模块。
5.根据权利要求1所述的一种光伏薄膜的自动收纳保护装置，其特征在于：所述的红外报警模块，它由红外传感器，LED灯组成，当MCU根据传感器的数据判断出光伏薄膜表面有污物，光伏薄膜或太阳能装置处于不正常的工作状态时，程序设置的事件提醒到时会启动红外报警模块进行报警提醒太阳能系统管理人员注意太阳能装置的状态，并根据不同的提醒原因闪烁不同的LED灯实现实现红外报警功能。
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