CN113485463A - 一种太阳能电池板角度调整系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能电池板角度调整系统，用于调节太阳能电池板的倾斜角度，包括：驱动组件、检测组件和控制组件，所述驱动组件、太阳能电池板、检测组件和控制组件依次连接，所述驱动组件还与控制组件连接；所述检测组件获取太阳能电池板的实时倾斜角度，并将所述实时倾斜角度传递至控制组件，所述控制组件根据所述实时倾斜角度，通过驱动组件驱动太阳能电池板进行角度调节。本发明采用电动远程控制，一次安装到位后，可以根据太阳方位角的变化，解决了传统的人工调节太阳能电池板角度存在的时间长和成本高的问题。同时经常调整合适角度的光伏电站发电效益更高，提高了电站的发电发电效益。

Description

一种太阳能电池板角度调整系统

技术领域

本发明涉及太阳能电站设备技术领域，特别涉及一种太阳能电池板角度调整系统。

背景技术

随着全球能源日趋紧张，新型能源大力发展，太阳能作为新能源得到了大力的开发，太阳能电池是以半导体材料为主，利用光电材料吸收光能后发生光电转换，使它产生电流。

然而，目前针对光电转化效率的问题日益突出，虽然，使用了更高转化效率的材料来制造太阳能电池板，也难以保证每时每刻太阳光直射，因此需要对太阳能电池板进行角度的调节；传统的调节方式主要以人工调整为主，而人工调角度存在时间长和成本高的问题。

发明内容

本发明提供的一种太阳能电池板角度调整系统，解决了传统的人工调节太阳能电池板角度存在的时间长和成本高的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种太阳能电池板的角度调整系统，用于调节太阳能电池板的倾斜角度，包括驱动组件、检测组件和控制组件，所述驱动组件、太阳能电池板、检测组件和控制组件依次连接，所述驱动组件还与控制组件连接；

所述检测组件获取太阳能电池板的实时倾斜角度，并将所述实时倾斜角度传递至控制组件，所述控制组件根据所述实时倾斜角度，通过驱动组件驱动太阳能电池板进行角度调节。

优选的，所述驱动组件包括电机单元、支撑单元、驱动器和汇流箱，所述汇流箱和电机单元连接用于为电机单元提供电力，所述驱动器的输入端和控制组件连接用于接收控制组件的指令，所述驱动器的输出端和电机单元连接用于根据所述指令控制电机单元的工作状态，所述电机单元和支撑单元连接用于调整支撑单元支撑太阳能电池板时的角度，所述驱动器和控制组件连接。

优选的，所述支撑单元包括底座、下支撑臂、上支撑臂、鞍座、丝杆和销轴，所述下支撑臂和上支撑臂均设置两个，两个所述上支撑臂与鞍座通过销轴转动连接，两个所述下支撑臂与底座通过连接轴转动连接，所述鞍座与太阳能电池板连接，位于底座同一侧的上支撑臂和下支撑臂分别通过第一销轴和第二销轴连接，所述第一销轴和第二销轴中的一个设置有与丝杆匹配的螺孔，另外一个设置有通孔，所述丝杆穿过通孔且与所述螺孔螺接，所述丝杆与通孔间隙配合且两端均设置有限制所述丝杆沿所述通孔轴向移动的限位凸台。

优选的，所述电机单元包括第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机的输出轴与所述丝杆的两端分别固定连接。

优选的，所述电机单元还包括设置在第一电机和/或第二电机上的温度传感器。

优选的，所述检测组件为一角度传感器。

优选的，所述支撑单元和检测组件的数量与太阳能电池板的数量匹配，且当所述太阳能电池板为至少两个时，对应的至少两个支撑单元通过一根所述丝杆串联。

优选的，所述控制组件包括并列设置的终端控制单元和远程控制单元。

优选的，所述终端控制单元包括显示器、输入端、第一无线收发模块和单片机；所述显示器和检测组件连接，所述单片机与检测组件和输入端均连接。

优选的，所述远程控制单元包括连接的上位机和第二无线收发模块。

与现有技术相比，本发明使用时，检测组件获取太阳能电池板的实时倾斜角度，并将实时倾斜角度传递至控制组件，控制组件根据所述实时倾斜角度，通过驱动组件驱动太阳能电池板进行角度调节；

本发明通过上述方式实现了太阳能倾斜角度的自动控制，提高了太阳能板的效率，且其相较于传统的手工调节角度的方式，明显提高了工作效率和工作的稳定性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，单元地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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单元，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。

图1为本发明实施例中一种太阳能电池板角度调整系统角度调整流程图；

图2为本发明实施例中一种太阳能电池板角度调整系统支撑单元与太阳能电池板的位置示意图；

图3为本发明实施例中一种太阳能电池板角度调整系统的支撑单元结构示意图；

图4为本发明实施例中一种太阳能电池板角度调整系统的太阳能电池板阵列的多个支撑单元的连接示意图；

图5为本发明实施例中一种太阳能电池板角度调整系统的终端控制单元示意图；图6为本发明实施例中一种太阳能电池板角度调整系统的太阳能电池板阵列的远程控制示意图。

附图标记：

1.太阳能电池板、2.驱动组件、3.检测组件、4.控制组件、21.电机单元、22.支撑单元、23.驱动器、24.汇流箱、221.底座、222.下支撑臂、223.上支撑臂、224.鞍座、225.丝杆、41.终端控制单元、411.显示器、412.输入端、43.第一无线收发模块、44.单片机、42.远程控制单元、421.连接的上位机、422.第二无线收发模块。

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。

在本发明的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定

本发明实施例提供了一种太阳能电池板的角度调整系统，如图1所示，用于调节太阳能电池板1的倾斜角度，包括驱动组件2、检测组件3和控制组件4，所述驱动组件2、太阳能电池板1、检测组件3和控制组件4依次连接，所述驱动组件2还与控制组件4连接；

这样，采用上述结构，所述检测组件3获取太阳能电池板1的实时倾斜角度，并将所述实时倾斜角度传递至控制组件4，所述控制组件4根据所述实时倾斜角度，通过驱动组件2驱动太阳能电池板1进行角度调节；

本实施例通过上述方式实现了太阳能倾斜角度的自动控制，提高了太阳能板的效率，且其相较于传统的手工调节角度的方式，明显提高了工作效率和工作的稳定性。

在其中一个实施例中：

所述驱动组件2包括电机单元21、支撑单元22、驱动器23和汇流箱24，所述汇流箱24和电机单元21连接用于为电机单元21提供电力，所述驱动器23的输入端和控制组件4连接用于接收控制组件4的指令，所述驱动器23的输出端和电机单元21连接用于根据所述指令控制电机单元21的工作状态，所述电机单元21和支撑单元22连接用于调整支撑单元22支撑太阳能电池板1时的角度，所述驱动器23和控制组件4连接。

这样，汇流箱24为电机单元21提供电力，驱动器23接收控制组件4的指令，并将该指令传递至电机单元21，电机单元21作用与支撑单元22，实现对太阳能电池板1的角度的调整。

更具体地，检测组件3获取太阳能电池板1的实时倾斜角度为α，将其传递至控制组件4，控制组件4根据预设的目标角度(目标角度与当前时间有关系)计算出需要调节的倾斜角；假如需要增加倾斜角，则电机单元21正转使得支撑单元22带动太阳能电池板1增大倾斜角；反之电机单元21反转；

当然，上述电机单元21的正转和反转并不是绝对的。

更具体地，如图2所示，支撑单元22，所述支撑单元22一端设置在地上，另一端可转动设置在太阳能电池板1，用于调整所述太阳能电池板1的倾斜角度；电机单元21，所述电机单元21用于驱动所述支撑单元22调整所述太阳能电池板1的倾斜角度；驱动器23，所述驱动器23接收所述控制单元的角度调整指令，驱动所述电机单元21将所述将太阳能电池板1的倾斜角度调整至至目标角度值；当角度小于设定值时，旋转电机单元21使电池板角度变大，当角度大于设定值时，旋转电机单元21使电池板角度变小。汇流箱，所述汇流箱所述电机单元21提供电力。电机单元21可以选择24V直流电机，采用大扭矩低转速的电机。也可以设置减速齿轮将再次降低转速、放大扭矩。驱动电路将从汇流箱取电，将800V左右的直流电转换成24V的直流电，接受单片机的5V信号，实现控制电机单元21的正转、反转、停止。

在具体实施例中：

如图3所示，所述支撑单元22包括底座221、下支撑臂222、上支撑臂223、鞍座224、丝杆225和销轴，所述下支撑臂222和上支撑臂223均设置两个，两个所述上支撑臂223与鞍座224通过销轴转动连接，两个所述下支撑臂222与底座221通过连接轴转动连接，所述鞍座224与太阳能电池板1连接，位于底座221同一侧的上支撑臂223和下支撑臂222分别通过第一销轴和第二销轴连接，所述第一销轴和第二销轴中的一个设置有与丝杆225匹配的螺孔，另外一个设置有通孔，所述丝杆225穿过通孔且与所述螺孔螺接，所述丝杆225与通孔间隙配合且两端均设置有限制所述丝杆225沿所述通孔轴向移动的限位凸台。

这样，汇流箱，所述汇流箱给所述第一电机和第二电机提供电力。电机单元21可以选择24V直流电机，采用大扭矩低转速的电机。

也可以设置减速齿轮将再次降低转速、放大扭矩。

电机单元21将从汇流箱取电，汇流箱将800V左右的直流电转换成24V的直流电，接受单片机的5V信号，实现控制电机的正转、反转、停止。

其中，所述检测单元为设置在所述太阳能电池板1背面的角度传感器，所述角度传感器用于获取所述太阳能电池板1的实时角度值，并将所述实时角度值反馈至所述控制单元。

其中，如图4所示，所述支撑单元22和检测组件3的数量与太阳能电池板1的数量匹配，且当所述太阳能电池板1为至少两个时，对应的至少两个支撑单元22通过一根所述丝杆225串联。所述太阳能电池板1为阵列时，每个所述太阳能电池板1上均设置有支撑单元2，多个所述支撑单元2通过一根所述丝杆225串在一起，所述角度传感器为多个，分别设在置不同的所述太阳能电池板1得背部。本实施例采用多个角度传感器测量阵列倾角，将多个个角度传感器等距离粘贴在光伏阵列的背后，角度传感器将数据发送至单片机进行计算，通过多的个组件的角度综合计算来判断阵列的倾角。

当多的个传感器倾角相差过大时，说明旋转拉杆断裂导致调整失败，并且会产生相应的告警。

其中，所述电机单元21还包括设置在第一电机和/或第二电机上的温度传感器。本实施例采用温度传感器安装在两个电机外壳，当检测到温度过高时，给电机断电，防止烧坏电机。当温度恢复正常后，继续打开电机调整角度。

其中，如图5、6所示，所述控制组件4包括并列设置的终端控制单元41和远程控制单元42。

其中，如图6所示，所述终端控制单元41包括显示器411、输入端412、第一无线收发模块43和单片机44；所述第一无线收发模块43和检测组件3无线通讯连接，所述单片机44与、输入端412显示器411、输入端412、第一无线收发模块43均通讯连接。输入端412可以是按键，在使用时可以通过按键，设置需要调整的角度，按下(开始或启动后)即可调整。也可以通过按键来实现角度的微调，并将角度实时数据显示在屏幕上。

所述终端控制单元，包括：显示端，所述显示端用于显示角度传感器获取的所述太阳能电池板1的实时角度值；输入端，所述输入端用于输入所述太阳能电池板1的目标角度值；单片机，所述单片机用于接收所述角度传感器获取的所述太阳能电池板1的实时角度值及所述输入端输入的所述太阳能电池板1的目标角度值，根据所述输入端输入的所述太阳能电池板1的目标角度值发出角度调整指令给所述驱动单元将所述太阳能电池板1的倾斜角度调整至至目标角度值；通过终端控制单元可以实现现场角度的微调。单片机与电机驱动单元之间存有电线连接，通过单片机发送的弱电来控制电机的正转、反转以及停止。单片机与无线收发模块之间存有数据通信，单片机将角度信息发送至无线收发模块，无线收发模块给单片机发送角度控制信息。

第一无线收发模块，所述第一无线收发模块将所述单片机、显示端、输入端、角度传感器之间相互无线通信连通。

其中，所述远程控制单元42包括连接的上位机421和第二无线收发模块422。

如图6所示，所述远程控制单元包括：上位机软件，所述上位机用于接收所述单片机上传的实时角度值，及目标角度值，对所述单片机下发角度调整指令；第二无线收发模块，所述第二无线收发模块与所述第一无线收发模块将所述上位机与所述单片机之间实现无线通信连接。

本实施例可以采用VB或者C#编写上位机软件，电脑连接一个无线收发模块，电脑数据发送至无线收发模块，该无线收发模块作为广播使用，接受、发送数据至阵列的无线收发模块。

上位机软件可以显示每个阵列的温度、角度等信息。上位机软件可以给每个阵列下发调整角度的指令，并且可以批量操作。

综上所述，本发明提供一种太阳能电池板角度调整系统，用于调节太阳能电池板的倾斜角度，包括：驱动组件、检测组件和控制组件，所述驱动组件、太阳能电池板、检测组件和控制组件依次连接，所述驱动组件还与控制组件连接；所述检测组件获取太阳能电池板的实时倾斜角度，并将所述实时倾斜角度传递至控制组件，所述控制组件根据所述实时倾斜角度，通过驱动组件驱动太阳能电池板进行角度调节。本发明采用电动远程控制，一次安装到位后，可以根据太阳方位角的变化，解决了传统的人工调节太阳能电池板角度存在的时间长和成本高的问题。同时经常调整合适角度的光伏电站发电效益更高，提高了电站的发电发电效益。

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 (10)

1.一种太阳能电池板的角度调整系统，其特征在于，用于调节太阳能电池板(1)的倾斜角度，包括驱动组件(2)、检测组件(3)和控制组件(4)，所述驱动组件(2)、太阳能电池板(1)、检测组件(3)和控制组件(4)依次连接，所述驱动组件(2)还与控制组件(4)连接；

所述检测组件(3)获取太阳能电池板(1)的实时倾斜角度，并将所述实时倾斜角度传递至控制组件(4)，所述控制组件(4)根据所述实时倾斜角度，通过驱动组件(2)驱动太阳能电池板(1)进行角度调节。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板的角度调整系统，其特征在于，所述驱动组件(2)包括电机单元(21)、支撑单元(22)、驱动器(23)和汇流箱(24)，所述汇流箱(24)和电机单元(21)连接用于为电机单元(21)提供电力，所述驱动器(23)的输入端和控制组件(4)连接用于接收控制组件(4)的指令，所述驱动器(23)的输出端和电机单元(21)连接用于根据所述指令控制电机单元(21)的工作状态，所述电机单元(21)和支撑单元(22)连接用于调整支撑单元(22)支撑太阳能电池板(1)时的角度，所述驱动器(23)和控制组件(4)连接。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池板的角度调整系统，其特征在于，所述支撑单元(22)包括底座(221)、下支撑臂(222)、上支撑臂(223)、鞍座(224)、丝杆(225)和销轴，所述下支撑臂(222)和上支撑臂(223)均设置两个，两个所述上支撑臂(223)与鞍座(224)通过销轴转动连接，两个所述下支撑臂(222)与底座(221)通过连接轴转动连接，所述鞍座(224)与太阳能电池板(1)连接，位于底座(221)同一侧的上支撑臂(223)和下支撑臂(222)分别通过第一销轴和第二销轴连接，所述第一销轴和第二销轴中的一个设置有与丝杆(225)匹配的螺孔，另外一个设置有通孔，所述丝杆(225)穿过通孔且与所述螺孔螺接，所述丝杆(225)与通孔间隙配合且两端均设置有限制所述丝杆(225)沿所述通孔轴向移动的限位凸台。

4.根据权利要求2或3所述的一种太阳能电池板角度调整系统，其特征在于，所述电机单元(21)包括第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机的输出轴与所述丝杆(225)的两端分别固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能电池板角度调整系统，其特征在于，所述电机单元(21)还包括设置在第一电机和/或第二电机上的温度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板角度调整系统，其特征在于，所述检测组件(3)为一角度传感器。

7.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板角度调整系统，其特征在于，所述支撑单元(22)和检测组件(3)的数量与太阳能电池板(1)的数量匹配，且当所述太阳能电池板(1)为至少两个时，对应的至少两个支撑单元(22)通过一根所述丝杆(225)串联。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板角度调整系统，其特征在于，所述控制组件(4)包括并列设置的终端控制单元(41)和远程控制单元(42)。

9.根据权利要求8所述的一种太阳能电池板角度调整装置，其特征在于，所述终端控制单元(41)包括显示器(411)、输入端(412)、第一无线收发模块(43)和单片机(44)；所述第一无线收发模块(43)和检测组件(3)无线通讯连接，所述单片机(44)与、输入端(412)显示器(411)、输入端(412)、第一无线收发模块(43)均通讯连接。

10.根据权利要求9所述的种太阳能电池板角度调整装置，其特征在于，所述远程控制单元(42)包括连接的上位机(421)和第二无线收发模块(422)。

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