CN111277213B - 一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置 - Google Patents

一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置，包括：装置主体，其上设有若干串联连接的太阳能电池板，太阳能电池板背面的沙漠用于种植植物；露水收集装置，安装在装置主体上，用于收集夜间凝结于太阳能电池板上的露水，并将收集的露水浇灌植物。本发明将太阳能电池板一举几用，循环往复，既发电用于提水灌溉或照明等用途，解决了沙漠偏远地区无电力配套的问题，又通过收集露水补充了植物生长所需的水分，并通过遮阳降低了植物生长的环境温度，缓解了沙漠地区强烈太阳光对植物生长的高温抑制作用。使用本发明，增加新能源50％以上，增加20％水源，促进农作物生长。有助于改善沿海沙漠干旱少雨、缺乏电力配套、土壤沙化区域的问题。

Description

一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置
技术领域
本发明涉及沙漠治理装置技术领域，特别涉及一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置。
背景技术
目前，沙漠(如沿海沙漠)具有干旱少雨、土壤沙化严重的问题，在沙漠治理方法中，包括通过种植植物方式治理。沿海沙漠太阳能资源丰富，目前，通过太阳能发电辅助输水灌溉，如CN209861837U；然而，其中太阳能发电装置中仅仅通过太阳能电池板发电，而无辅助进行露水收集作用的装置，不能充分利用露水资源。
发明内容
本发明提供一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置，用以解决上述技术问题。
一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置，包括：
装置主体；
若干太阳能电池板，安装在装置主体上，所述若干太阳能电池板串联连接，所述太阳能电池板背面的沙漠用于种植植物；
露水收集装置，安装在装置主体上，且位于太阳能电池板下方，用于收集夜间凝结于所述太阳能电池板上的露水，并将收集的露水浇灌所述植物。
优选的，所述太阳能电池板倾斜设置在装置主体上。
优选的，所述太阳能电池板在白天面向太阳呈45°角发电。
优选的，还包括：
太阳能控制器、主控制器、蓄电池，均设置在装置主体内；
光照传感器，连接在所述装置主体外侧，所述太阳能控制器分别与蓄电池和所述太阳能电池板电连接；
所述露水收集装置包括：
收集槽，连接在装置主体上，且位于太阳能电池板下方，所述收集槽顶端连接有可开合的第一密封门；
第一密封门驱动装置，用于驱动第一密封门开合；
排水管，连接在所述收集槽上，所述排水管远离收集槽的一端与灌水器连接，所述灌水器用于浇灌所述植物；
电动阀门，连接在所述排水管上；
所述主控制器与所述太阳能控制器、蓄电池、第一密封门驱动装置、光照传感器、电动阀门电连接。
优选的，所述露水收集装置还包括：
液位传感器，设置在所述收集槽内；
所述液位传感器与所述主控制器电连接，所述主控制器还与监控终端连接。
优选的，所述第一密封门远离太阳能电池板的一侧与收集槽顶端铰接；
所述第一密封门驱动装置包括：
固定块，固定连接在收集槽内远离太阳能电池板的一侧顶部；
第一电动伸缩杆，固定连接在固定块上，所述第一电动伸缩杆伸缩端与所述第一密封门下端连接；
所述露水收集装置还包括：
滤网，铰接连接在所述收集槽靠近太阳能电池板的一侧顶端；
隔板，设置在收集槽内，其位于滤网远离第四电动伸缩杆的一侧下方；
第四电动伸缩杆，一端与收集槽靠近太阳能电池板的一内侧壁连接，另一端与滤网下端连接；
第一滑槽，设置在第一密封门下端；
第一滑块，滑动连接在所述第一滑槽内；
第二电动伸缩杆，固定端与所述第一滑块固定连接；
毛刷，连接在所述第二电动伸缩杆的伸缩端；
第三电动伸缩杆，连接在第一密封门下端，所述第三电动伸缩杆平行于所述第一滑槽，所述第三电动伸缩杆伸缩端与所述第二电动伸缩杆固定端连接；
所述第二电动伸缩杆、第三电动伸缩杆、第四电动伸缩杆分别与所述主控制器电连接。
优选的，所述太阳能通过第一电源电路与蓄电池连接；
所述第一电源电路包括：
第二电阻，一端与太阳能电池板输出端连接；
第一电阻，一端与太阳能电池板输出端连接；
第四三极管，漏极与第一电阻另一端连接；
第五三极管，集电极与第二电阻另一端连接；
第十二电阻，一端与第五三极管集电极连接，另一端与第四三极管栅极连接；
第二二极管，负极连接第四三极管栅极，正极连接第五三极管发射极以及第四三极管源极；
第三电阻，一端连接第四三极管栅极，另一端连接第五三极管发射极以及第四三极管源极；
第四电阻，一端连接第五三极管基极；
第五电阻，第一端连接第四三极管源极；
第六电阻，一端连接太阳能电池板输出端，另一端连接第五电阻第二端；
第三电容，一端连接第五电阻第二端，另一端接地；
第三二极管，正极接地，参考极连接第五电阻第二端；
第二三极管，栅极连接第三二极管负极，漏极连接蓄电池；
太阳能控制器输入端连接太阳能电池板输出端，所述太阳能电池板输出端连接第二三极管源极连接；
第七电阻，一端连接第二三极管源极，另一端连接第二三极管栅极；
第一二极管，负极连接第五电阻第二端；
第八电阻，一端连接第一二极管正极，另一端连接第二三极管漏极；
第四二极管，负极连接第四电阻另一端，正极通过第二电容接地；
所述电动阀门通过第二电源电路与蓄电池连接，所述第二电源电路包括：
第十一电阻，一端连接蓄电池输出端；
第一三极管，源极连接第十一电阻另一端，栅极连接蓄电池，漏极连接电动阀门第一端；
第一电容，一端连接第一三极管源极，另一端接地；
第九电阻，一端连接第一三极管栅极，另一端接地；
第三三极管，源极接地，漏极与电动阀门第二端连接；
第十电阻，一端连接第三二极管栅极，另一端连接电动阀门第一端。
优选的，所述太阳能电池板靠近露水收集装置的一侧与所述装置主体顶端铰接；
所述兼具太阳能发电和露水收集利用装置还包括：
摄像头，通过连接件连接在装置主体上端；
太阳能电池板角度调节装置，包括：
第五电动伸缩杆，固定端固定连接在装置主体顶端，伸缩端与太阳能电池板远离露水收集装置的一侧下端连接；
风速传感器，设置在装置主体上；
所述摄像头和第五电动伸缩杆、风速传感器均与所述主控制器电连接，所述主控制器控制所述摄像头每天清晨拍摄太阳能电池板图像，所述摄像头将所述太阳能电池板图像传输给主控制器；
所述主控制器根据所述太阳能电池板图像智能控制所述第五电动伸缩杆工作，包括以下步骤：
步骤1：所述主控制器对所述太阳能电池板图像进行处理，以确定太阳能电池板上的露水含量信息；并基于预先设定的露水含量等级，确定当前露水含量等级；
步骤2：根据公式(1)确定当前露水含量等级与太阳能电池板的目标倾角的关系；
Figure GDA0002619738350000051
其中，θ为太阳能电池板的目标倾角，f为当前露水含量等级，f＝1、2、3；arcsin为反三角正弦函数，θ0为太阳能电池板在第五电动伸缩杆未工作时的初始倾角，A为第五电动伸缩杆的未工作时的高度，B为所述风速传感器检测的风速值，M为太阳能电池板的质量，C为太阳能电池板宽度，所述宽度即沿靠近露水收集装置的一侧与远离露水收集装置的一侧尺寸，S为太阳能电池板收集露水的表面的面积，L为太阳能电池板的长度，e为常数，e＝2.71828；
步骤2：根据公式(2)确定第五电动伸缩杆的伸缩速度；
Figure GDA0002619738350000052
其中，g为重力加速度，V为所述第五电动伸缩杆的伸缩速度，X为积分时被积分参数，t为第五电动伸缩杆伸长或收缩停止时间；
步骤3：所述主控制器根据所述第五电动伸缩杆的伸缩速度和所述目标倾角控制第五电动伸缩杆进行快速伸缩下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明的露水收集装置的一种实施例的结构示意图。
图3为本发明第一电源电路和第二电源电路的电路图。
图4为本发明太阳能电池板清扫装置的一种实施例的结构示意图。
图中：1、装置主体；2、太阳能电池板；3、露水收集装置；31、收集槽；32、第一密封门；33、第一密封门驱动装置；331、固定块；332、第一电动伸缩杆；34、排水管；35、滤网；36、第四电动伸缩杆；37、第一滑槽；38、第一滑块；39、毛刷；310、第二电动伸缩杆；311、第三电动伸缩杆；4、第五电动伸缩杆；5、壳体；51、第二滑槽；52、第二滑块；53、第六电动伸缩杆；54、第二密封门；55、机械臂；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；R10、第十电阻；R11、第十一电阻；R12、第十二电阻；Q4、第四三极管；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；Q1、第一三极管；Q2、第二三极管；Q3、第三三极管；Q4、第四三极管；Q5、第五三极管；D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；U1、电动阀门；U2、太阳能控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明实施例提供了一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置，如图1-2所示，包括：
装置主体1；
若干太阳能电池板2，安装在装置主体1上，所述若干太阳能电池板串联连接，所述太阳能电池板2背面的沙漠用于种植植物；优选的，所述太阳能电池板2倾斜设置在装置主体1上，所述太阳能电池板2在白天面向太阳呈45°角发电；
露水收集装置3，安装在装置主体1上，且位于太阳能电池板2下方，用于收集夜间凝结于所述太阳能电池板2上的露水，并将收集的露水浇灌所述植物。优选的，在露水量不足时，所述植物还可连接现有输水装置灌溉，或者通过其它现有灌溉方式灌溉。
所述太阳能电池板2背面的沙漠用于种植植物，可实现给植物遮阳。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：所述若干太阳能电池板白天在太阳下发电，夜间不发电时将返潮凝结于太阳能电池板的水通过太阳能电池板下部的露水收集装置3汇集。
上述技术方案的有益效果为：太阳能电池板串联连接，白天面向太阳发电提供绿色能源，夜间将蓄积与太阳能电池板上面的返潮凝结水利用其光滑表面收集用于沙漠地区灌溉，利用其返潮凝结水浇灌所述植物，供植物生长发育，实现充分利用露水资源。
上述技术方案可将太阳能电池板一举几用，循环往复，既发电用于提水灌溉或者照明等用途，解决了沙漠偏远地区无电力配套的问题，又通过收集露水补充了植物生长所需的水分，并通过遮阳降低了植物生长的环境温度，缓解了沙漠地区强烈太阳光对植物生长的高温抑制作用。使用本发明产品，增加新能源50％以上，增加20％水源，促进农作物生长。有助于改善沿海沙漠干旱少雨、缺乏电力配套、土壤沙化区域的问题。
在一个实施例中，本发明还可设置太阳能电池板清洗装置，所述太阳能电池板清洗装置包括：冲洗管，一端与所述露水收集装置连通(也可通过三通接头同时连接上述现有输水装置)；冲洗泵，连接在所述装置主体内，所述冲洗泵进水端与所述冲洗管另一端连接，所述水泵出水端连接有喷头连接管，所述喷头连接管远离水泵的一端连接喷头。优选的，该实施例中，所述第一密封门32远离太阳能电池板2的一侧与收集槽31(如图2为左侧)顶端铰接；所述第一密封门驱动装置33包括：固定块331，固定连接在收集槽31内远离太阳能电池板2的一侧(如图2为左侧)顶部；
在一个实施例中，如图2所示，
还包括：
太阳能控制器、主控制器、蓄电池，均设置在装置主体1内；
光照传感器，连接在所述装置主体1外侧，所述太阳能控制器分别与蓄电池和所述太阳能电池板2电连接；
所述露水收集装置3包括：
收集槽31，连接在装置主体1上，且位于太阳能电池板2下方，所述收集槽31顶端连接有可开合的第一密封门32；
第一密封门驱动装置33，用于驱动第一密封门32开合；
排水管34，连接在所述收集槽31上，所述排水管34远离收集槽31的一端与灌水器连接，所述灌水器用于浇灌所述植物；
电动阀门U1，连接在所述排水管34上；
所述主控制器与所述太阳能控制器U2、蓄电池、第一密封门驱动装置33、光照传感器、电动阀门电连接。设置电动阀门，以便于需要输水至灌水器时才输水至灌水器，或者收集槽内液位到达一定值输水至灌水器。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
光照传感器用于感应光强度信息并将其传输给主控制器，主控制器预设有第二光强度标准值，当所述光强度信息对应的值小于第二光强度标准值时(说明为夜间)，主控制器控制第一密封门驱动装置工作，打开收集槽，夜间太阳能电池板上凝结的露水从太阳能电池板进入收集槽。
主控制器预设有第一光强度标准值(大于所述第二光强度标准值)，当所述光强度信息对应的值大于第一光强度标准值时，主控制器控制第一密封门驱动装置工作，封闭收集槽，避免白天由于收集槽未封闭,露水蒸发过快。
在一个实施例中，本发明还可设置太阳能电池板清洗装置，所述太阳能电池板清洗装置包括：冲洗管，一端与所述露水收集装置连通(也可通过三通接头同时连接上述现有输水装置)；冲洗泵，连接在所述装置主体内，所述冲洗泵进水端与所述冲洗管另一端连接，所述水泵出水端连接有喷头连接管，所述喷头连接管远离水泵的一端连接喷头。设置太阳能板自动清洗装置，定期清洗太阳能电池板，避免灰尘或沙土附在太阳能电池板上面，降低发电效果。
优选的，还可设置太阳能电池板清扫装置，可采用下述方式：如图4所示，在上述设置第一密封门的实施例的基础上(具体为如图2铰接的第一密封门)，可在第一密封门上端设置一个壳体5(优选的，壳体顶端低于太阳能电池板)，壳体上端开口，通过第二密封门54(可如图4所示与第一密封门采用相同的铰接结构，也通过伸缩杆驱动开闭，图中未示出驱动第二密封门的伸缩杆，可参照驱动第一密封门的方式)密封，上述壳体内上端设置平行于太阳能电池板长度方向的第二滑槽51，所述壳体5内还设置第六电动伸缩杆53，所述第六电动伸缩杆下端设置第二滑块52，所述第二滑块52滑动连接在所述第二滑槽内，所述第二滑槽一侧设置平行于第二滑槽的第七电动伸缩杆，第七电动伸缩杆伸缩端与所述第六电动伸缩杆固定端固定连接；所述第六电动伸缩杆上端的伸缩端铰接连接机械臂55(可采用现有电动机械臂)，所述机械臂的工作端设置毛刷，所述机械臂、第六电动伸缩杆、第七电动伸缩杆均与控制器电连接。不需要清扫时，机械臂位于壳体内，用于保护机械臂；当需要清洗太阳能电池板时(如设置预设时长清洗一次)，控制器控制第一密封门闭合，打开第二密封门，然后控制第六电动伸缩杆带动机械臂伸出壳体外，机械臂带动毛刷清扫太阳能电池板，通过控制器控制第七电动伸缩杆带动第六电动伸缩杆及机械臂沿着第二滑槽滑动进行清扫。该清扫装置可与上述清洗结合也可只设置清洗。
在一个实施例中，
所述露水收集装置3还包括：
液位传感器，设置在所述收集槽31内；
所述液位传感器分别与所述主控制器U2电连接。
所述主控制器与监控终端连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：所述液位传感器用于检测所述收集槽内液位值信息并将其传输给主控制器，所述主控制器将所述液位值信息发送给监控终端显示；
当所述液位值小于第一液位标准值时，而需要输水至灌水器时，可通过其它方式灌溉；当液位值大于第二液位标准值(大于第一液位标准值)时，主控制器控制电动阀门打开输水至灌水器(如渗灌器，可实现存水)，避免溢出。
在一个实施例中，如图2所示，所述第一密封门32远离太阳能电池板2的一侧与收集槽31(如图2为左侧)顶端铰接；
所述第一密封门驱动装置33包括：
固定块331，固定连接在收集槽31内远离太阳能电池板2的一侧(如图2为左侧)顶部；
第一电动伸缩杆332，固定连接在固定块331上，所述第一电动伸缩杆伸缩端与所述第一密封门32下端连接(可为固定连接或铰接)；
所述露水收集装置3还包括：
滤网35，铰接连接在所述收集槽31靠近太阳能电池板2的一侧(如图2为右侧)顶端；
隔板312，设置在收集槽内，其位于滤网远离第四电动伸缩杆的一侧下方；
第四电动伸缩杆36，一端与收集槽31靠近太阳能电池板2的一内侧壁连接，另一端与滤网35下端连接；优选的，所述第四电动伸缩杆可采用仅仅起支撑作用的支撑杆代替；
第一滑槽37，设置在第一密封门32下端；
第一滑块38，滑动连接在所述第一滑槽37内；
第二电动伸缩杆310，固定端与所述第一滑块38固定连接；
毛刷39，连接在所述第二电动伸缩杆310的伸缩端；
第三电动伸缩杆311，连接在第一密封门32下端，所述第三电动伸缩杆311平行于所述第一滑槽37，所述第三电动伸缩杆311伸缩端与所述第二电动伸缩杆310固定端连接；
所述第二电动伸缩杆310、第三电动伸缩杆311、第四电动伸缩杆分别与所述主控制器电连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：用于沙漠中风沙的存在，会出现沙聚集于太阳能电池板的问题，因此需要将露水过滤，避免沙聚集在收集槽内，影响露水收集；
上述技术方案通过设置滤网用于过滤露水，过滤时，控制器控制第四电动伸缩杆工作，使得滤网支撑在隔板上，隔板与滤网、收集槽位于隔板右侧部分之间形成一个腔体，能够避免在第一密封门打开时，风沙从右侧进入腔体内；
当需要清理滤网时，控制器控制第一电动伸缩杆工作(使得滤网远离隔板)，使得第一密封门靠近滤网；控制器第四电动伸缩杆调整滤网的角度(可倾斜或水平)，然后控制器控制第二电动伸缩杆伸长使得毛刷接触过滤网上端，然后控制器控制第三电动伸缩杆伸缩实现左右移动清扫；上述技术装置便于清扫滤网，同时集过滤、清洗滤网于一体。
在一个实施例中，如图3所示，所述太阳能通过第一电源电路与蓄电池连接，所述第一电源电路包括：
第二电阻R2，一端与太阳能电池板2输出端连接；
第一电阻R1，一端与太阳能电池板2输出端连接；
第四三极管Q4，漏极与第一电阻R1另一端连接；
第五三极管Q5，集电极与第二电阻R2另一端连接；
第十二电阻R12，一端与第五三极管Q5集电极连接，另一端与第四三极管Q4栅极连接；
第二二极管D2，负极连接第四三极管Q4栅极，正极连接第五三极管发射极以及第四三极管Q4源极；
第三电阻R3，一端连接第四三极管Q4栅极，另一端连接第五三极管发射极以及第四三极管Q4源极；
第四电阻R4，一端连接第五三极管基极；
第五电阻R5，第一端连接第四三极管Q4源极；
第六电阻R6，一端连接太阳能电池板2输出端，另一端连接第五电阻R5第二端；
第三电容C3，一端连接第五电阻R5第二端，另一端接地；
第三二极管D3，正极接地，参考极连接第五电阻第二端；
第二三极管Q2，栅极连接第三二极管D3负极，漏极连接蓄电池；
太阳能控制器U2输入端连接太阳能电池板2输出端，所述太阳能电池板输出端连接第二三极管Q2源极连接；
第七电阻R7，一端连接第二三极管Q2源极，另一端连接第二三极管栅极；
第一二极管D1，负极连接第五电阻R5第二端；
第八电阻R8，一端连接第一二极管D1正极，另一端连接第二三极管Q2漏极；
第四二极管D4，负极连接第四电阻R4另一端，正极通过第二电容接地；
所述电动阀门U1通过第二电源电路与蓄电池连接，所述第二电源电路包括：
第十一电阻R11，一端连接蓄电池输出端；
第一三极管Q1，源极连接第十一电阻R11另一端，栅极连接蓄电池，漏极连接电动阀门U1第一端；
第一电容C1，一端连接第一三极管Q1源极，另一端接地；
第九电阻R9，一端连接第一三极管Q1栅极，另一端接地；
第三三极管Q3，源极接地，漏极与电动阀门U1第二端连接；
第十电阻R10，一端连接第三二极管D3栅极，另一端连接电动阀门U1第一端。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：上述第一电源电路中，D3、R5-R8用于稳压，D3、R5-R8用于稳压和Q2实现低压保护；D2用于稳压，D2、Q4、Q5、R1-R4用于低功率保护；通过低压和低功率保护避免太阳能电池板输出电压及功率过低时反复开始给蓄电池充电，从而延长太阳能电池板的使用寿命。上述第二电源电路中，C1为电解电容，用于储能，断电时，通过Q1、Q2控制电动阀门闭合，避免由于突然断电而使得电动阀门无法及时关闭，从而影响相关部件的工作(如造成灌水过多，浪费水资源，且影响植物生长)。
在一个实施例中，所述太阳能电池板靠近露水收集装置的一侧(图1中右侧)与所述装置主体顶端铰接；
所述兼具太阳能发电和露水收集利用装置还包括：
摄像头，通过连接件连接在装置主体上端；
太阳能电池板角度调节装置，包括：
第五电动伸缩杆5，固定端固定连接在装置主体1顶端，伸缩端与太阳能电池板远离露水收集装置的一侧下端连接；
风速传感器，设置在装置主体上；
所述摄像头和第五电动伸缩杆、风速传感器均与所述主控制器电连接，所述主控制器控制所述摄像头每天清晨拍摄太阳能电池板图像，所述摄像头将所述太阳能电池板图像传输给主控制器；
所述主控制器根据所述太阳能电池板图像智能控制所述第五电动伸缩杆工作，包括以下步骤：
步骤1：所述主控制器对所述太阳能电池板图像进行处理，以确定太阳能电池板上的露水含量信息；并基于预先设定的露水含量等级，确定当前露水含量等级；
步骤2：根据公式(1)确定当前露水含量等级与太阳能电池板的目标倾角的关系；
Figure GDA0002619738350000141
其中，θ为太阳能电池板的目标倾角，f为当前露水含量等级，f＝1、2、3；arcsin为反三角正弦函数，θ0为太阳能电池板在第五电动伸缩杆未工作时的初始倾角，A为第五电动伸缩杆的未工作时的高度，B为所述风速传感器检测的风速值，M为太阳能电池板的质量，C为太阳能电池板宽度，所述宽度即沿靠近露水收集装置的一侧与远离露水收集装置的一侧尺寸，S为太阳能电池板收集露水的表面的面积，L为太阳能电池板的长度，e为常数，e＝2.71828；
步骤2：根据公式(2)确定第五电动伸缩杆的伸缩速度；
Figure GDA0002619738350000142
其中，g为重力加速度，V为所述第五电动伸缩杆的伸缩速度，X为积分时被积分参数，t为第五电动伸缩杆伸长或收缩停止时间，为预设值；
步骤3：所述主控制器根据所述第五电动伸缩杆的伸缩速度和所述目标倾角(即第五电动伸缩杆伸长时，所述太阳能电池板达到的最大倾角)控制第五电动伸缩杆进行快速伸缩(一次或若干次快速伸缩)。
上述技术方案的有益效果为：所述主控制器每天清晨(如主控制器连接定时器，通过定时器定时每天如早上6点启动摄像头)首先控制摄像头拍摄太阳能电池板图像并传输给主控制器，主控制器对所述太阳能电池板图像进行处理，以确定太阳能电池板上的露水含量信息；并基于预先设定的露水含量等级，确定当前露水含量等级；
所述主控制器每天清晨同时控制风速传感器检测实时的环境风速值信息并将其传输给主控制器，然后，所述主控制器根据所述当前露水含量等级以及环境风速值，按照预设算法控制第五电动伸缩杆工作，对第五电动伸缩杆进行快速伸缩，以便于露水落到收集槽内，避免露水无法充分收集，而在白天蒸发，造成水资源浪费；且通过露水含量、环境风速、太阳能电池板的参数智能控制第五电动伸缩杆的伸缩速度以及太阳能电池板的倾角，控制更加可靠。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置，其特征在于，包括：
装置主体(1)；
若干太阳能电池板(2)，安装在装置主体(1)上，所述若干太阳能电池板(2)串联连接，所述太阳能电池板(2)背面的沙漠用于种植植物；
露水收集装置(3)，安装在装置主体(1)上，且位于太阳能电池板(2)下方，用于收集夜间凝结于所述太阳能电池板(2)上的露水，并将收集的露水浇灌所述植物；
还包括：
太阳能控制器(U2)、主控制器、蓄电池，均设置在装置主体(1)内；
光照传感器，连接在所述装置主体(1)外侧，所述太阳能控制器(U2)分别与蓄电池和所述太阳能电池板(2)电连接；
所述露水收集装置(3)包括：
收集槽(31)，连接在装置主体(1)上，且位于太阳能电池板(2)下方，所述收集槽(31)顶端连接有可开合的第一密封门(32)；
第一密封门驱动装置(33)，用于驱动第一密封门(32)开合；
排水管(34)，连接在所述收集槽(31)上，所述排水管(34)远离收集槽(31)的一端与灌水器连接，所述灌水器用于浇灌所述植物；
电动阀门(U1)，连接在所述排水管(34)上；
所述主控制器与所述太阳能控制器(U2)、蓄电池、第一密封门驱动装置(33)、光照传感器、电动阀门(U1)电连接；
所述太阳能电池板(2)靠近露水收集装置(3)的一侧与所述装置主体(1)顶端铰接；
所述兼具太阳能发电和露水收集利用装置还包括：
摄像头，通过连接件连接在装置主体(1)上端；
太阳能电池板(2)角度调节装置，包括：
第五电动伸缩杆(4)，固定端固定连接在装置主体(1)顶端，伸缩端与太阳能电池板(2)远离露水收集装置(3)的一侧下端连接；
风速传感器，设置在装置主体(1)上；
所述摄像头和第五电动伸缩杆(4)、风速传感器均与所述主控制器电连接，所述主控制器控制所述摄像头每天清晨拍摄太阳能电池板(2)图像，所述摄像头将所述太阳能电池板(2)图像传输给主控制器；
所述主控制器根据所述太阳能电池板(2)图像智能控制所述第五电动伸缩杆(4)工作，包括以下步骤：
步骤1：所述主控制器对所述太阳能电池板图像进行处理，以确定太阳能电池板上的露水含量信息；并基于预先设定的露水含量等级，确定当前露水含量等级；
步骤2：根据公式(1)确定当前露水含量等级与太阳能电池板的目标倾角的关系；
Figure FDA0002619738340000021
其中，θ为太阳能电池板的目标倾角，f为当前露水含量等级，f＝1、2、3；arcsin为反三角正弦函数，θ0为太阳能电池板在第五电动伸缩杆未工作时的初始倾角，A为第五电动伸缩杆的未工作时的高度，B为所述风速传感器检测的风速值，M为太阳能电池板的质量，C为太阳能电池板宽度，所述宽度即沿靠近露水收集装置的一侧与远离露水收集装置的一侧尺寸，S为太阳能电池板收集露水的表面的面积，L为太阳能电池板的长度，e为常数，e＝2.71828；
步骤2：根据公式(2)确定第五电动伸缩杆的伸缩速度；
Figure FDA0002619738340000022
其中，g为重力加速度，V为所述第五电动伸缩杆的伸缩速度，X为积分时被积分参数，t为第五电动伸缩杆伸长或收缩停止时间；
步骤3：所述主控制器根据所述第五电动伸缩杆的伸缩速度和所述目标倾角控制第五电动伸缩杆进行快速伸缩。
2.根据权利要求1所述的一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置，其特征在于，所述太阳能电池板(2)倾斜设置在装置主体(1)上。
3.根据权利要求2所述的一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置，其特征在于，所述太阳能电池板(2)在白天面向太阳呈45°角发电。
4.根据权利要求1所述的一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置，其特征在于，
所述露水收集装置(3)还包括：
液位传感器，设置在所述收集槽(31)内；
所述液位传感器与所述主控制器电连接，所述主控制器还与监控终端连接。
5.根据权利要求1所述的一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置，其特征在于，
所述第一密封门(32)远离太阳能电池板(2)的一侧与收集槽(31)顶端铰接；
所述第一密封门驱动装置(33)包括：
固定块(331)，固定连接在收集槽(31)内远离太阳能电池板(2)的一侧顶部；
第一电动伸缩杆(332)，固定连接在固定块(331)上，所述第一电动伸缩杆(332)伸缩端与所述第一密封门(32)下端连接；
所述露水收集装置(3)还包括：
滤网(35)，铰接连接在所述收集槽(31)靠近太阳能电池板(2)的一侧顶端；
隔板，设置在收集槽(31)内，其位于滤网(35)远离第四电动伸缩杆(36)的一侧下方；
第四电动伸缩杆(36)，一端与收集槽(31)靠近太阳能电池板(2)的一内侧壁连接，另一端与滤网(35)下端连接；
第一滑槽(37)，设置在第一密封门(32)下端；
第一滑块(38)，滑动连接在所述第一滑槽(37)内；
第二电动伸缩杆(310)，固定端与所述第一滑块(38)固定连接；
毛刷(39)，连接在所述第二电动伸缩杆(310)的伸缩端；
第三电动伸缩杆(311)，连接在第一密封门(32)下端，所述第三电动伸缩杆(311)平行于所述第一滑槽(37)，所述第三电动伸缩杆(311)伸缩端与所述第二电动伸缩杆(310)固定端连接；
所述第二电动伸缩杆(310)、第三电动伸缩杆(311)、第四电动伸缩杆(36)分别与所述主控制器电连接。
6.根据权利要求1所述的一种沿海沙漠中兼具太阳能发电和露水收集利用装置，其特征在于，所述太阳能通过第一电源电路与蓄电池连接；
所述第一电源电路包括：
第二电阻(R2)，一端与太阳能电池板(2)输出端连接；
第一电阻(R1)，一端与太阳能电池板(2)输出端连接；
第四三极管(Q4)，漏极与第一电阻(R1)另一端连接；
第五三极管(Q5)，集电极与第二电阻(R2)另一端连接；
第十二电阻(R12)，一端与第五三极管(Q5)集电极连接，另一端与第四三极管(Q4)栅极连接；
第二二极管(D2)，负极连接第四三极管(Q4)栅极，正极连接第五三极管(Q5)发射极以及第四三极管(Q4)源极；
第三电阻(R3)，一端连接第四三极管(Q4)栅极，另一端连接第五三极管(Q5)发射极以及第四三极管(Q4)源极；
第四电阻(R4)，一端连接第五三极管(Q5)基极；
第五电阻(R5)，第一端连接第四三极管(Q4)源极；
第六电阻(R6)，一端连接太阳能电池板(2)输出端，另一端连接第五电阻(R5)第二端；
第三电容(C3)，一端连接第五电阻(R5)第二端，另一端接地；
第三二极管(D3)，正极接地，参考极连接第五电阻(R5)第二端；
第二三极管(Q2)，栅极连接第三二极管(D3)负极，漏极连接蓄电池；
太阳能控制器(U2)输入端连接太阳能电池板(2)输出端，所述太阳能电池板(2)输出端连接第二三极管(Q2)源极连接；
第七电阻(R7)，一端连接第二三极管(Q2)源极，另一端连接第二三极管(Q2)栅极；
第一二极管(D1)，负极连接第五电阻(R5)第二端；
第八电阻(R8)，一端连接第一二极管(D1)正极，另一端连接第二三极管(Q2)漏极；
第四二极管(D4)，负极连接第四电阻(R4)另一端，正极通过第二电容(C2)接地；
所述电动阀门(U1)通过第二电源电路与蓄电池连接，所述第二电源电路包括：
第十一电阻(R11)，一端连接蓄电池输出端；
第一三极管(Q1)，源极连接第十一电阻(R11)另一端，栅极连接蓄电池，漏极连接电动阀门(U1)第一端；
第一电容(C1)，一端连接第一三极管(Q1)源极，另一端接地；
第九电阻(R9)，一端连接第一三极管(Q1)栅极，另一端接地；
第三三极管(Q3)，源极接地，漏极与电动阀门(U1)第二端连接；
第十电阻(R10)，一端连接第三二极管(D3)栅极，另一端连接电动阀门(U1)第一端。
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