CN118041204A - 一种基于物联网的光伏电力系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能光伏发电技术领域，具体涉及一种基于物联网的光伏电力系统，包括太阳能电池板；立柱，安装于地表用于支撑太阳能电池板，所述立柱顶端设置回转调节组件；横梁，与所述回转调节组件相连接，所述横梁两端固定安装有安装座，所述安装座之间设置有折叠驱动组件；折叠支板，安装于折叠驱动组件上用于与所述太阳能电池板相连接，所述太阳能电池板与所述折叠支板之间设置有缓冲组件；辅助支撑组件，安装于所述折叠支板侧面。本发明能够使太阳能电池板始终跟随日照角度，提高发电效率，并且能够在恶劣天气调节太阳能电池板的展开角度，避免雨雪堆积的同时，降低其所受的冲击力，从而保护太阳能电池板。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏发电技术领域，具体涉及一种基于物联网的光伏电力系统。
背景技术
光伏电力系统是一种利用太阳能直接转换成电能的技术，具有重要的环境和经济效益。
光伏发电系统的工作原理基于光伏电池的光生伏特效应，这种效应允许光伏电池将接收到的太阳辐射能直接转换为直流电。这个系统的核心组件包括：
光伏组件(太阳能电池板)：负责捕捉太阳光并将其转化为电能；
控制器：帮助调节电流，保护电池免受过度充电或放电；
逆变器：将直流电转换为交流电，以供家庭或工业使用；
蓄电池(对于离网系统)：储存来自太阳能电池板的电能，确保在没有阳光时也能提供电力；
以及用于支撑光伏组件(太阳能电池板)的光伏支架。
光伏发电被认为是绿色低碳的能源选择，因为它在发电过程中不产生温室气体排放，有助于减少对化石燃料的依赖和减缓气候变化的影响。此外，光伏系统的运行和维护成本相对较低，且技术日趋成熟，使其成为未来可持续能源体系中的重要组成部分。
但是，现阶段用于支撑光伏组件(太阳能电池板)的光伏支架结构都过于简单，只能简单的对太阳能电池板进行支撑，支撑角度无法调节，由于一天中的日照角度是不断变化的，因此不能很好的接收日光，从而发电效率角度，造成了能源的浪费；
其次，现有的光伏支架在对光伏组件(太阳能电池板)进行支撑时为了提高其与日照的接触面积，都是将其完全展开的，这样就使得在暴雨、暴雪等恶劣天气下，特别是暴雪，雨雪堆积在光伏组件(太阳能电池板)，不仅清理麻烦，而且还容易因雨雪的堆积以及冲击造成光伏组件(太阳能电池板)的损坏，对光伏组件(太阳能电池板)缺少保护措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于物联网的光伏电力系统，能够视日调节太阳能电池板，使其始终跟随日照角度，从而提高发电效率，并且能够在恶劣天气调节太阳能电池板的展开角度，避免雨雪堆积的同时，降低其所受的冲击力，从而保护太阳能电池板，同时无需人工清理堆积的雨雪，降低工作人员的劳动压力。
本发明采取的技术方案具体如下：
一种基于物联网的光伏电力系统，包括：
太阳能电池板；
立柱，安装于地表用于支撑太阳能电池板，所述立柱顶端设置回转调节组件；
横梁，与所述回转调节组件相连接，所述横梁两端固定安装有安装座，所述安装座之间设置有折叠驱动组件；
折叠支板，安装于折叠驱动组件上用于与所述太阳能电池板相连接，所述太阳能电池板与所述折叠支板之间设置有缓冲组件；
辅助支撑组件，安装于所述折叠支板侧面，用于加固所述折叠支板对所述太阳能电池板的支撑；
其中，所述回转调节组件以及所述折叠组件与控制系统相连接，通过物联网单元监控天气状态，同时控制所述回转调节组件进行视日跟踪，并控制所述折叠组件调节所述太阳能电池板的展开角度。
所述回转调节组件包括固定安装于所述立柱顶端的回转驱动器以及设置于所述横梁与所述立柱之间的液压平衡支杆，所述立柱顶端固定安装有驱动支座，所述回转驱动器安装于所述驱动支座上。
所述横梁中点位置一体成型有中心连接座，且两端安装有旋转销轴，所述立柱侧面一体成型有侧支座，所述液压平衡支杆其中一端转动连接于所述旋转销轴上，另一端转动连接于所述侧支座上，所述中心连接座固定安装于所述回转驱动器两侧的动力输出端上。
所述折叠驱动组件包括对称转动安装于所述安装座两侧的驱动转轴以及固定安装于所述安装座内侧的伺服电机，两组所述驱动转轴端部固定安装有相互啮合的齿轮，所述伺服电机的动力输出端通过皮带轮组与其中一个所述驱动转轴传动连接。
所述折叠支板其中一侧固定安装有固定套筒，所述固定套筒固定套接于所述驱动转轴上。
所述缓冲组件包括开设于所述折叠支板上的安装孔、与所述安装孔相匹配安装于所述折叠支板底面的U型支架以及固定安装于所述安装孔与所述U型支架之间的阻尼弹簧减震器。
所述太阳能电池板底面固定安装有横向支杆，所述横向支杆固定安装于所述阻尼弹簧减震器的活动端之间。
所述辅助支撑组件包括固定安装于所述安装座侧面的固定支架以及固定安装于所述折叠支板底面的活动支架，所述固定支架与所述活动支架的其中一端转动连接，所述活动支架远离转动端开设有滑槽，所述固定支架与所述活动支架之间还设置有斜撑支架，所述斜撑支架其中一端转动连接于所述固定支架远离所述活动支架的一端，且另一端滑动连接于所述滑槽内部，所述固定支架与所述活动支架之间设置有驱动机构。
所述驱动机构为固定安装于所述活动支架内部的推送气缸，所述推送气缸动力输出端转动连接于所述斜撑支架的滑动端。
所述活动支架与所述固定支架的旋转轴心线与所述驱动转轴的旋转轴心线相重合，所述活动支架在所述滑槽与所述固定支架之间开设有U型槽，所述U型槽用于卡合所述斜撑支架与所述固定支架之间的转动轴。
本发明取得的技术效果为：
本发明通过在立柱与横梁之间设置有回转驱动器，可通过回转驱动器驱动横梁跟随日照进行转动，从而带动横梁上安装的太阳能电池板进行视日追踪，达到较大的发电效率，降低能源的浪费；
本发明通过设置折叠驱动机构与折叠支板相配合，可在恶劣天气下，可通过伺服电机带动两组折叠支板同步相对转动，从而将固定在折叠支板上的太阳能电池板旋转倾斜向下或者调整至垂直折叠状态，使得雨雪掉落在太阳能电池板表面时，会在自身重力的作用下发生滑落，不会发生堆积，不需要工作人员进行清理，降低工作人员的劳动压力，同时处于折叠垂直状态下，可降低其的受力面积，使其在恶劣天气下所受损伤较小，降低财产损失，保障光伏电力系统的完整性；
本发明通过在折叠支板与太阳能电池板之间设置缓冲组件，可在太阳能电池板表面受到较大冲击力时，通过阻尼弹簧减震器缓冲太阳能电池板所受到的冲击力，从而降低外界冲击力对太阳能电池板的损伤，进而使得太阳能电池板的抗冲击力更强，不会轻易损坏，提高其使用寿命与强度；
本发明通过在折叠支板与横梁之间设置有辅助支撑组件，可在折叠支板进行转动折叠时，通过推送气缸通过驱动活动支架相较于固定支架进行转动折叠，从而在折叠支板停止转动时，对其两侧进行支撑，使其在该状态下能够得到稳定的支撑，不会轻易因外界冲击力而发生形变，使得整个光伏电力系统结构更加稳定，保证其在恶劣天气下工作的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例的立体结构示意图；
图2是本发明实施例的局部立体结构示意图；
图3是本发明图1的爆炸图；
图4是本发明实施例立柱与横梁的组合结构示意图；
图5是本发明图4的爆炸图；
图6是本发明实施例折叠支板与辅助支撑组件的组合结构示意图；
图7是本发明图6的局部爆炸图；
图8是本发明实施例折叠支板的结构示意图；
图9是本发明实施例辅助支撑组件的结构示意图；
图10是本发明图9的俯视剖视图；
图11是本发明实施例的折叠状态结构示意图；
图12是本发明实施例的控制系统结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、太阳能电池板；2、立柱；3、横梁；4、折叠支板；5、辅助支撑组件；
11、横向支杆；
21、驱动支座；22、回转驱动器；23、侧支座；24、液压平衡支杆；
31、安装座；32、驱动转轴；33、齿轮；34、伺服电机；35、中心连接座；36、旋转销轴；
41、固定套筒；42、安装孔；43、U型支架；44、阻尼弹簧减震器；
51、固定支架；52、活动支架；53、斜撑支架；54、滑槽；55、U型槽；56、推送气缸。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。
如图1-12所示，一种基于物联网的光伏电力系统，包括太阳能电池板1、安装于地表用于支撑太阳能电池板1的立柱2、安装于立柱2顶端的横梁3、与横梁3活动连接的折叠支板4、安装于折叠支板4侧面用于加固折叠支板4对太阳能电池板1支撑的辅助支撑组件5以及控制系统；
其中，控制系统由控制单元和物联网单元组成，同时太阳能电池板1上配备有太阳光线倾角传感器，用于准确检测太阳光线的方向，并且配备有雨雪传感器与超声波风速传感器，用于监控天气情况，雨雪传感器、超声波风速传感器与控制系统中的物联网单元相配合，可判断实际天气情况。
参照附图3-5，立柱2顶端设置有回转驱动器22以及设置于横梁3与立柱2之间的液压平衡支杆24；
进一步的，为了固定安装回转驱动器22，立柱2顶端固定安装有驱动支座21，回转驱动器22安装于驱动支座21上，同时横梁3中点位置一体成型有中心连接座35，中心连接座35固定安装于回转驱动器22两侧的动力输出端上，从而可通过回转驱动器22带动横梁3进行转动；
更进一步的，横梁3两端安装有旋转销轴36，立柱2侧面一体成型有侧支座23，液压平衡支杆24其中一端转动连接于旋转销轴36上，另一端转动连接于侧支座23上；并且在本实施例中液压平衡支杆24设置有两组，分别安装于立柱2的两侧与横梁3的两端之间，从而在回转驱动器22带动横梁3进行转动时，可压缩其中一个液压平衡支杆24，并拉伸另一个液压平衡支杆24，利用两组液压平衡支杆24相配合，提高横梁3的旋转以及支撑稳定性；
当然，在其它实施例中，液压平衡支杆24可只设置一组，安装于立柱2的其中一侧与横梁3的对应端之间。
参照附图2-5，横梁3两端固定安装有安装座31，安装座31两侧对称转动安装有驱动转轴32，同时与之相匹配的，折叠支板4其中一侧固定安装有固定套筒41，固定套筒41固定套接于驱动转轴32上，使得折叠支板4能够相较于横梁3进行转动；
在本实施例中，折叠支板4在横梁3两侧与两组驱动转轴32相匹配对称设置有两组，从而可固定安装两块相同大小的太阳能电池板1；
为了驱动两组折叠支板4进行折叠转动，安装座31内侧固定安装有伺服电机34，同时两组驱动转轴32端部固定安装有相互啮合的齿轮33，通过将伺服电机34的动力输出端利用皮带轮组与其中一个驱动转轴32传动连接，可在启动伺服电机34时，经过相啮合齿轮33的作用，带动两组折叠支板4同步相对转动。
参照附图6-8，折叠支板4上开设有安装孔42，同时折叠支板4底面与安装孔42相匹配安装有U型支架43，并在安装孔42与U型支架43之间固定安装有阻尼弹簧减震器44，通过在太阳能电池板1底面固定安装有横向支杆11，并将横向支杆11固定安装于阻尼弹簧减震器44的活动端之间，可在太阳能电池板1表面受到较大冲击力时，通过阻尼弹簧减震器44缓冲太阳能电池板1所受到的冲击力，从而降低外界冲击力对太阳能电池板1的损伤，进而使得太阳能电池板1的抗冲击力更强，不会轻易损坏，提高其使用寿命与强度。
参照附图2以及图9-10，辅助支撑组件5包括固定安装于安装座31侧面的固定支架51以及固定安装于折叠支板4底面的活动支架52，固定支架51与活动支架52的其中一端转动连接，活动支架52远离转动端开设有滑槽54，固定支架51与活动支架52之间还设置有斜撑支架53，斜撑支架53其中一端转动连接于固定支架51远离活动支架52的一端，且另一端滑动连接于滑槽54内部，活动支架52内部固定安装有推送气缸56，同时推送气缸56动力输出端转动连接于斜撑支架53的滑动端；
根据上述结构，在伺服电机34带动折叠支板4同步转动时，推送气缸56可同步启动，相协调的伸长或者收缩，推动斜撑支架53的其中一端沿着滑槽54进行滑动，从而推动活动支架52同步地跟随折叠支板4相较于固定支架51进行转动，从而在折叠支板4停止转动时，对其两侧进行支撑，使其在该状态下能够得到稳定的支撑，不会轻易因外界冲击力而发生形变，使得整个光伏电力系统结构更加稳定，保证其在恶劣天气下工作的稳定性。
进一步的，活动支架52与固定支架51的旋转轴心线与驱动转轴32的旋转轴心线相重合，使得折叠支板4围绕驱动转轴32进行转动以及活动支架52与固定支架51进行相对转动时，转动轴心线相同，进而可实现同步转动，避免两组转动发生相互干涉，使得同步转动更加顺滑，同时活动支架52在滑槽54与固定支架51之间开设有U型槽55，U型槽55用于卡合斜撑支架53与固定支架51之间的转动轴，进而在活动支架52与固定支架51进行转动折叠时，不会产生阻碍，保证活动支架52能够平顺地折叠进入到固定支架51内部。
参照附图1-12，在本实施例中，回转驱动器22、推送气缸56以及伺服电机34与电力系统中的控制单元相连接，同时太阳能电池板1所配备的太阳光线倾角传感器、雨雪传感器以及超声波风速传感器也与控制单元相连接；
在普通天气情况下，太阳光线倾角传感器检测到的太阳光线方向会送入到控制单元，控制单元会根据接收的信号分析出需要调整的角度和方向，从而通过控制单元控制回转驱动器22，调整太阳能电池板1的空间角度，以确保其主光轴与太阳光线相平行，使其能够驱动太阳能电池板1进行视日跟踪，达到较大的发电效率；
在恶劣天气情况下，雨雪传感器以及超声波风速传感器会与物联网单元相配合，同时将实际检测到的降雨、降雪信号以及天气数据传输给控制单元，通过控制单元分析实际天气情况，从而通过控制单元控制伺服电机34以及推送气缸56，通过伺服电机34旋转调节太阳能电池板1的展开角度，利用推送气缸56调节活动支架52对其进行辅助支撑。
本发明的工作原理为：在使用时，首先，可通过回转驱动器22驱动横梁3跟随日照进行转动，从而带动横梁3上安装的太阳能电池板1进行视日追踪，达到较大的发电效率；
其次，可通过伺服电机34带动其中一个驱动转轴32进行转动，通过将两组驱动转轴32利用相啮合的齿轮33进行连接，使得两组折叠支板4可同步相对转动，从而将固定在折叠支板4上的太阳能电池板1旋转倾斜向下，这样雨雪掉落在太阳能电池板1表面时，会在自身重力的作用下发生滑落，不会发生堆积，并且阻尼弹簧减震器44可缓冲雨雪冲击力，从而降低对太阳能电池板1损伤，对其进行保护，同时不需要工作人员进行清理，降低工作人员的劳动压力；
再其次，在无法使用太阳能电池板1进行发电时，可通过伺服电机34带动两组折叠支板4同步相对转动九十度，使得其处于折叠垂直状态，从而降低其的受力面积，并与折叠支板4相配合，使其在恶劣天气下所受损伤较小，降低财产损失，保障光伏电力系统的完整性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。
Claims (10)
1.一种基于物联网的光伏电力系统，其特征在于，包括：
太阳能电池板(1)；
立柱(2)，安装于地表用于支撑太阳能电池板(1)，所述立柱(2)顶端设置回转调节组件；
横梁(3)，与所述回转调节组件相连接，所述横梁(3)两端固定安装有安装座(31)，所述安装座(31)之间设置有折叠驱动组件；
折叠支板(4)，安装于折叠驱动组件上用于与所述太阳能电池板(1)相连接，所述太阳能电池板(1)与所述折叠支板(4)之间设置有缓冲组件；
辅助支撑组件(5)，安装于所述折叠支板(4)侧面，用于加固所述折叠支板(4)对所述太阳能电池板(1)的支撑；
其中，所述回转调节组件以及所述折叠组件与控制系统相连接，通过物联网单元监控天气状态，同时控制所述回转调节组件进行视日跟踪，并控制所述折叠组件调节所述太阳能电池板(1)的展开角度。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的光伏电力系统，其特征在于：所述回转调节组件包括固定安装于所述立柱(2)顶端的回转驱动器(22)以及设置于所述横梁(3)与所述立柱(2)之间的液压平衡支杆(24)，所述立柱(2)顶端固定安装有驱动支座(21)，所述回转驱动器(22)安装于所述驱动支座(21)上。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的光伏电力系统，其特征在于：所述横梁(3)中点位置一体成型有中心连接座(35)，且两端安装有旋转销轴(36)，所述立柱(2)侧面一体成型有侧支座(23)，所述液压平衡支杆(24)其中一端转动连接于所述旋转销轴(36)上，另一端转动连接于所述侧支座(23)上，所述中心连接座(35)固定安装于所述回转驱动器(22)两侧的动力输出端上。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的光伏电力系统，其特征在于：所述折叠驱动组件包括对称转动安装于所述安装座(31)两侧的驱动转轴(32)以及固定安装于所述安装座(31)内侧的伺服电机(34)，两组所述驱动转轴(32)端部固定安装有相互啮合的齿轮(33)，所述伺服电机(34)的动力输出端通过皮带轮组与其中一个所述驱动转轴(32)传动连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的光伏电力系统，其特征在于：所述折叠支板(4)其中一侧固定安装有固定套筒(41)，所述固定套筒(41)固定套接于所述驱动转轴(32)上。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的光伏电力系统，其特征在于：所述缓冲组件包括开设于所述折叠支板(4)上的安装孔(42)、与所述安装孔(42)相匹配安装于所述折叠支板(4)底面的U型支架(43)以及固定安装于所述安装孔(42)与所述U型支架(43)之间的阻尼弹簧减震器(44)。
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的光伏电力系统，其特征在于：所述太阳能电池板(1)底面固定安装有横向支杆(11)，所述横向支杆(11)固定安装于所述阻尼弹簧减震器(44)的活动端之间。
8.根据权利要求4所述的一种基于物联网的光伏电力系统，其特征在于：所述辅助支撑组件(5)包括固定安装于所述安装座(31)侧面的固定支架(51)以及固定安装于所述折叠支板(4)底面的活动支架(52)，所述固定支架(51)与所述活动支架(52)的其中一端转动连接，所述活动支架(52)远离转动端开设有滑槽(54)，所述固定支架(51)与所述活动支架(52)之间还设置有斜撑支架(53)，所述斜撑支架(53)其中一端转动连接于所述固定支架(51)远离所述活动支架(52)的一端，且另一端滑动连接于所述滑槽(54)内部，所述固定支架(51)与所述活动支架(52)之间设置有驱动机构。
9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的光伏电力系统，其特征在于：所述驱动机构为固定安装于所述活动支架(52)内部的推送气缸(56)，所述推送气缸(56)动力输出端转动连接于所述斜撑支架(53)的滑动端。
10.根据权利要求8所述的一种基于物联网的光伏电力系统，其特征在于：所述活动支架(52)与所述固定支架(51)的旋转轴心线与所述驱动转轴(32)的旋转轴心线相重合，所述活动支架(52)在所述滑槽(54)与所述固定支架(51)之间开设有U型槽(55)，所述U型槽(55)用于卡合所述斜撑支架(53)与所述固定支架(51)之间的转动轴。
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| CN202410327318.4A Withdrawn CN118041204A (zh) | 2024-03-21 | 2024-03-21 | 一种基于物联网的光伏电力系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118309949A (zh) * | 2024-06-11 | 2024-07-09 | 江苏飞拓交通科技有限公司 | 一种节能型智慧路灯 |
| CN119298818A (zh) * | 2024-11-01 | 2025-01-10 | 镇江格派智能科技有限公司 | 一种具备追踪太阳光的太阳能光伏板辅助安装支架 |
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2024
- 2024-03-21 CN CN202410327318.4A patent/CN118041204A/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118309949A (zh) * | 2024-06-11 | 2024-07-09 | 江苏飞拓交通科技有限公司 | 一种节能型智慧路灯 |
| CN119298818A (zh) * | 2024-11-01 | 2025-01-10 | 镇江格派智能科技有限公司 | 一种具备追踪太阳光的太阳能光伏板辅助安装支架 |
| CN119298818B (zh) * | 2024-11-01 | 2025-04-29 | 广东粤海明珠新能源发展有限公司 | 一种具备追踪太阳光的太阳能光伏板辅助安装支架 |
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