CN203457103U - 一种太阳能光伏发电装置 - Google Patents

一种太阳能光伏发电装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能光伏发电装置,包括底座和安装在底座上的太阳光线方位角跟踪电机,太阳光线方位角跟踪电机的输出轴上连接有太阳光线方位角跟踪转动架,太阳光线方位角跟踪转动架上间隔平行设置有第一支撑板和第二支撑板,第一支撑板和第二支撑板之间设置有太阳光线跟踪转动轴,太阳光线跟踪转动轴上连接有太阳光线跟踪传感器和太阳能光伏板,第二支撑板的外侧设置有太阳光线高度角跟踪电机,太阳光线方位角跟踪转动架上设置有太阳能光伏发电控制器,底座的旁侧设置有蓄电池。本实用新型设计合理,实施操作方便,运营成本低,节约能源,工作可靠性高,太阳光线跟踪精度高,太阳能发电效率高,实用性强,便于推广使用。

Description

—种太阳能光伏发电装置
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及太阳能发电技术领域,尤其是涉及一种太阳能光伏发电装置。
背景技术
[0002] 人类正面临着石油、煤炭等化石燃料枯竭的严重威胁,而这些化石燃料不仅储量有限,而且污染环境。例如,当煤炭被燃烧后,会释放出大量的二氧化碳气体,而二氧化碳正是全球气温变暖的罪魁祸首。太阳能作为一种新型能源具有无污染、免费使用且无需运输,储量巨大等诸多优点。太阳能光伏发电是利用光伏效应把太阳光能直接转换成电能的新能源技术。光伏发电对于人类解决能源危机和保护人类生存环境具有重大意义。目前世界各国竞相研究和发展太阳能光伏发电技术,现已取得较大进展。但是,现有技术中的太阳能光伏发电装置,有单轴跟踪太阳的,也有双轴跟踪太阳的,有光电检测追踪模式,也有太阳角度追踪模式,但是,还存在着结构复杂、实现成本高、能耗高、操作不便、跟踪精度低、太阳能发电效率低的缺陷和不足,限制了其推广使用。
实用新型内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种太阳能光伏发电装置,其结构简单,设计合理,实现方便且成本低,实施操作方便,运营成本低,节约能源,工作可靠性高,太阳光线跟踪精度高,太阳能发电效率高,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0004] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:包括底座和安装在底座上的太阳光线方位角跟踪电机,所述太阳光线方位角跟踪电机的输出轴上连接有太阳光线方位角跟踪转动架,所述太阳光线方位角跟踪转动架上间隔平行设置有第一支撑板和第二支撑板,所述第一支撑板和第二支撑板之间设置有两端分别与所述第一支撑板和第二支撑板转动连接的太阳光线跟踪转动轴,所述太阳光线跟踪转动轴上固定连接有太阳光线跟踪传感器和太阳能光伏板,所述第二支撑板的外侧设置有用于带动太阳光线跟踪转动轴旋转的太阳光线高度角跟踪电机,所述太阳光线跟踪转动轴与太阳光线高度角跟踪电机的输出轴连接,所述太阳光线方位角跟踪转动架上设置有太阳能光伏发电控制器,所述底座的旁侧设置有用于存储太阳能光伏板所发电能的蓄电池,所述太阳光线跟踪传感器、太阳光线方位角跟踪电机、太阳光线高度角跟踪电机、太阳能光伏板和蓄电池均与所述太阳能光伏发电控制器相接。
[0005] 上述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述太阳光线跟踪传感器通过传感器固定板固定连接在所述太阳光线跟踪转动轴上;所述太阳光线跟踪传感器由顶部敞口设置且不透光的圆筒和均匀设置在圆筒内部底部四周的四个光敏电阻构成,所述圆筒的内壁上设置有黑色涂料层。
[0006] 上述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述圆筒的高度为4cm〜8cm。
[0007] 上述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述太阳能光伏发电控制器包括微控制器模块和为太阳能光伏发电控制器中各用电模块供电的电源模块,所述电源模块与所述蓄电池相接,所述微控制器模块的输入端接有A/D转换电路模块和按键操作电路模块,所述A/D转换电路模块的输入端接有太阳光线采集电路模块、太阳能光伏板电压检测电路模块和蓄电池电压检测电路模块,所述太阳光线跟踪传感器与所述太阳光线采集电路模块相接,所述太阳能光伏板电压检测电路模块与所述太阳能光伏板相接,所述蓄电池电压检测电路模块与所述蓄电池相接,所述微控制器模块的输出端接有液晶显示电路模块、第一电机驱动电路模块、第二电机驱动电路模块和充放电控制电路模块,所述太阳光线方位角跟踪电机与所述第一电机驱动电路模块的输出端相接,所述太阳光线高度角跟踪电机与所述第二电机驱动电路模块的输出端相接,所述充放电控制电路模块接在所述蓄电池与太阳能光伏板之间。
[0008] 上述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述微控制器模块主要由ARM微处理器LPC2131构成,所述A/D转换电路模块集成在所述ARM微处理器LPC2131内部。
[0009] 上述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:四个所述光敏电阻分别为光敏电阻R13、光敏电阻R14、光敏电阻R15和光敏电阻R16,所述太阳光线采集电路模块由电阻R17、电阻R18、电阻R19和电阻R20组成,所述光敏电阻R13的一端、光敏电阻R14的一端、光敏电阻R15的一端和光敏电阻R16的一端均与电源模块的VCC输出端相接,所述光敏电阻R13的另一端和电阻R17的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚9相接,所述光敏电阻R14的另一端和电阻R18的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚13相接,所述光敏电阻R15的另一端和电阻R19的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚14相接,所述光敏电阻R16的另一端和电阻R20的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚15相接,所述电阻R17的另一端、电阻R18的另一端、电阻R19的另一端和电阻R20的另一端均接地。
[0010] 上述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述蓄电池电压检测电路模块由电阻R23、R24和R26组成,所述电阻R23和电阻R24串联后并联在所述蓄电池的正极电压输出端和负极电压输出端之间,所述电阻R26的一端与所述电阻R23和电阻R24的连接端相接,所述电阻R26的另一端与所述ARM微处理器LPC2131的引脚29相接。
[0011] 上述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述充放电控制电路模块包括防反充二极管Dl、升压电路模块、滤波电容C3、续流二极管D2、充电控制电路模块和放电控制电路模块,所述升压电路模块包括芯片LM2577-ADJ,电感LI,二极管VD,极性电容C4、C5和C6,非极性电容C7,以及电阻R33、R34和R35,所述芯片LM2577-ADJ的引脚I通过相互串联的电阻R35和非极性电容C7接地,所述芯片LM2577-ADJ的引脚2与电阻R33的一端和电阻R34的一端相接,所述电阻R33的另一端接地,所述芯片LM2577-ADJ的引脚3接地,所述芯片LM2577-ADJ的引脚4与电感LI的一端、二极管VD的正极和电阻R34的另一端相接,所述芯片LM2577-ADJ的引脚5与电感LI的另一端和极性电容C4的正极相接,所述二极管VD的负极与极性电容C5的正极和极性电容C6的正极相接,所述极性电容C4的负极、极性电容C5的负极和极性电容C6的负极均接地;所述充电控制电路模块包括电阻R27、R29和R30,以及第一光耦隔离芯片TLP521和MOSFET管Ql ;所述第一光耦隔离芯片TLP521的引脚I通过电阻R27与所述ARM微处理器LPC2131的引脚I相接,所述第一光耦隔离芯片TLP521的引脚2和引脚3均接地,所述第一光耦隔离芯片TLP521的引脚4通过电阻R29与二极管VD的负极相接,且通过电阻R30与MOSFET管Ql的栅极相接,所述MOSFET管Ql的漏极与二极管VD的负极相接,所述MOSFET管Ql的源极与蓄电池的正极相接;所述放电控制电路模块包括电阻R28、R32和R31,以及第二光耦隔离芯片TLP521和MOSFET管Q2 ;所述第二光耦隔离芯片TLP521的引脚I通过电阻R28与所述ARM微处理器LPC2131的引脚19相接,所述第二光耦隔离芯片TLP521的引脚2和引脚3均接地,所述第二光耦隔离芯片TLP521的引脚4通过电阻R32与蓄电池的正极相接,且通过电阻R31与MOSFET管Q2的栅极相接,所述MOSFET管Q2的漏极与蓄电池的负极相接,所述MOSFET管Q2的源极与负载RL的负极相接,所述负载RL的正极与蓄电池的正极相接;所述防反充二极管Dl的正极与所述太阳能光伏板的正极电压输出端相接,所述防反充二极管Dl的负极与所述极性电容C4的正极相接;所述滤波电容C3的正极与所述二极管VD的负极相接,所述滤波电容C3的负极接地;所述续流二极管D2的正极与蓄电池的负极相接,所述续流二极管D2的负极与蓄电池的正极相接。
[0012] 上述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述太阳能光伏板电压检测电路模块由电阻R21、R22和R25组成,所述电阻R21的一端与所述二极管VD的负极相接,所述电阻R21的另一端与电阻R22的一端相接,所述电阻R22的另一端接地,所述电阻R25的一端与所述电阻R21和电阻R22的连接端相接,所述电阻R25的另一端与所述ARM微处理器LPC2131的引脚27相接。
[0013] 上述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述太阳光线方位角跟踪电机为型号为28BYJ-48的第一五线四相步进电机BI,所述第一电机驱动电路模块为第一电机驱动芯片ULN2003,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚I通过电阻Rl与所述ARM微处理器LPC2131的引脚30相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚2通过电阻R2与所述ARM微处理器LPC2131的引脚31相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚3通过电阻R3与所述ARM微处理器LPC2131的引脚33相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚4通过电阻R4与所述ARM微处理器LPC2131的引脚34相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚8接地,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚9与所述第一五线四相步进电机BI的引线5相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚13与所述第一五线四相步进电机BI的引线I相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚14与所述第一五线四相步进电机BI的引线2相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚15与所述第一五线四相步进电机BI的引线3相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚16与所述第一五线四相步进电机BI的引线4相接;所述太阳光线高度角跟踪电机为型号为28BYJ-48的第二五线四相步进电机B2,所述第二电机驱动电路模块为第二电机驱动芯片ULN2003,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚I通过电阻R5与所述ARM微处理器LPC2131的引脚35相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚2通过电阻R6与所述ARM微处理器LPC2131的引脚37相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚3通过电阻R7与所述ARM微处理器LPC2131的引脚38相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚4通过电阻R8与所述ARM微处理器LPC2131的引脚39相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚8接地,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚9与所述第二五线四相步进电机B2的引线5相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚13与所述第二五线四相步进电机B2的引线I相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚14与所述第二五线四相步进电机B2的引线2相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚15与所述第二五线四相步进电机B2的引线3相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚16与所述第二五线四相步进电机B2的引线4相接。
[0014] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0015] 1、本实用新型结构简单,设计合理,实现方便。
[0016] 2、本实用新型的实现成本低,实施操作方便,运营成本低,能耗低,节约能源。
[0017] 3、本实用新型太阳光线跟踪传感器中在圆筒的内壁上设置黑色涂料层,能够消除由于圆筒内壁反射干扰太阳光线跟踪传感器的测量,提高了太阳光线跟踪精度。
[0018] 4、本实用新型太阳光线跟踪传感器中将圆筒的高度设置为4cm〜8cm,不仅降低了能耗,还保证了太阳能光伏发电效率。
[0019] 5、本实用新型的工作可靠性高,能使太阳能光伏板最大限度地接收太阳的直射,最大限度地提高太阳能光伏板的发电效率,充电控制延长了蓄电池的使用寿命,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0020] 综上所述,本实用新型结构简单,设计合理,实现方便且成本低,实施操作方便,运营成本低,节约能源,工作可靠性高,太阳光线跟踪精度高,太阳能发电效率高,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0021] 下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0022] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0023] 图2为本实用新型太阳光线跟踪传感器的结构示意图。
[0024] 图3为图2的俯视图。
[0025] 图4为本实用新型太阳能光伏发电控制器的电路原理框图。
[0026] 图5为本实用新型微控制器模块的电路原理图。
[0027] 图6为本实用新型太阳光线采集电路模块的电路原理图。
[0028] 图7为本实用新型太阳能光伏板电压检测电路模块、蓄电池电压检测电路模块和充放电控制电路模块的电路原理图。
[0029] 图8为本实用新型第一电机驱动电路模块和太阳光线方位角跟踪电机的电路原理图。
[0030] 图9为本实用新型第二电机驱动电路模块和太阳光线高度角跟踪电机的电路原理图。
[0031] 附图标记说明:
[0032] I 一底座;2—太阳光线方位角跟踪电机;
[0033] 3—太阳光线方位角跟踪转动架;4一第一支撑板;
[0034] 5—第二支撑板;6—太阳光线跟踪转动轴;
[0035] 7一太阳光线跟踪传感器;7-1—圆筒;7-2—光敏电阻;
[0036] 7-3—黑色涂料层;8—太阳能光伏板;
[0037] 9—太阳光线高度角跟踪电机;10—太阳能光伏发电控制器;
[0038] 10-1 一微控制器模块;10_2 —电源模块;10_3—A/D转换电路模块;
[0039] 10-4—蓄电池电压检测电路模块;10-5—液晶显示电路模块;[0040] 10-6—第一电机驱动电路模块;10-7—第二电机驱动电路模块;
[0041 ] 10-8—太阳能光伏板电压检测电路模块;10-9—按键操作电路模块;
[0042] 10-10—太阳光线采集电路模块;10-11—充放电控制电路模块;
[0043] 11—蓄电池;12—传感器固定板。
具体实施方式
[0044] 如图1所示,本实用新型包括底座I和安装在底座I上的太阳光线方位角跟踪电机2,所述太阳光线方位角跟踪电机2的输出轴上连接有太阳光线方位角跟踪转动架3,所述太阳光线方位角跟踪转动架3上间隔平行设置有第一支撑板4和第二支撑板5,所述第一支撑板4和第二支撑板5之间设置有两端分别与所述第一支撑板4和第二支撑板5转动连接的太阳光线跟踪转动轴6,所述太阳光线跟踪转动轴6上固定连接有太阳光线跟踪传感器7和太阳能光伏板8,所述第二支撑板5的外侧设置有用于带动太阳光线跟踪转动轴6旋转的太阳光线高度角跟踪电机9,所述太阳光线跟踪转动轴6与太阳光线高度角跟踪电机9的输出轴连接,所述太阳光线方位角跟踪转动架3上设置有太阳能光伏发电控制器10,所述底座I的旁侧设置有用于存储太阳能光伏板8所发电能的蓄电池11,所述太阳光线跟踪传感器7、太阳光线方位角跟踪电机2、太阳光线高度角跟踪电机9、太阳能光伏板8和蓄电池11均与所述太阳能光伏发电控制器10相接。
[0045] 如图1所示,本实施例中,所述太阳光线跟踪传感器7通过传感器固定板12固定连接在所述太阳光线跟踪转动轴6上;如图2和图3所示,所述太阳光线跟踪传感器7由顶部敞口设置且不透光的圆筒7-1和均匀设置在圆筒7-1内部底部四周的四个光敏电阻7-2构成,所述圆筒7-1的内壁上设置有黑色涂料层7-3。四个光敏电阻7-2中,其中两个相对设置的光敏电阻7-2用于检测太阳由东往西运动的偏转角度,另外两个相对设置的光敏电阻7-2用来检测太阳的高度角;在圆筒7-1的内壁上设置黑色涂料层7-3,能够消除由于圆筒7-1内壁反射干扰太阳光线跟踪传感器7的测量,提高了太阳光线跟踪精度。
[0046] 本实施例中,所述圆筒7-1的高度为4cm〜8cm。优选地,所述圆筒7_1的高度为6cm。圆筒7-1的高度是影响太阳光线跟踪传感器7跟踪精度的一个重要方面。随着圆筒7-1高度的增高,内部相对设置的两个光敏电阻7-2同时接受太阳光照的太阳光偏离角度的范围会变小,那么也就意味着,高度越高,其追踪的精度越高,但是当太阳光的角度稍微发生一点变化,太阳光线跟踪传感器7变化产生偏差,就会控制太阳光线方位角跟踪电机2或太阳光线高度角跟踪电机9转动,这也就意味着太阳光线方位角跟踪电机2或太阳光线高度角跟踪电机9时刻处于震动状态,是一种比较耗能的方式;当圆筒7-1的高度太低时,比较容易受环境的散光影响,且圆筒7-1内部相对设置的两个光敏电阻7-2同时接受太阳光照的太阳光偏离角度的范围会变大,但是这样做不能够及时的使太阳光线跟踪传感器7变化产生偏差,从而控制太阳光线方位角跟踪电机2或太阳光线高度角跟踪电机9及时转动,也就是说会有一定的时间偏差,不能够使太阳能光伏板8所在平面始终垂直于太阳光线,使得太阳能光伏发电效率大大降低;所以圆筒7-1的高度很重要,将圆筒7-1的高度设置为4cm〜8cm,不仅降低了能耗,还保证了太阳能光伏发电效率。
[0047] 如图4所示,本实施例中,所述太阳能光伏发电控制器10包括微控制器模块10-1和为太阳能光伏发电控制器10中各用电模块供电的电源模块10-2,所述电源模块10-2与所述蓄电池11相接,所述微控制器模块10-1的输入端接有A/D转换电路模块10-3和按键操作电路模块10-9,所述A/D转换电路模块10-3的输入端接有太阳光线采集电路模块10-10、太阳能光伏板电压检测电路模块10-8和蓄电池电压检测电路模块10-4,所述太阳光线跟踪传感器7与所述太阳光线采集电路模块10-10相接,所述太阳能光伏板电压检测电路模块10-8与所述太阳能光伏板8相接,所述蓄电池电压检测电路模块10-4与所述蓄电池11相接,所述微控制器模块10-1的输出端接有液晶显示电路模块10-5、第一电机驱动电路模块10-6、第二电机驱动电路模块10-7和充放电控制电路模块10-11,所述太阳光线方位角跟踪电机2与所述第一电机驱动电路模块10-6的输出端相接,所述太阳光线高度角跟踪电机9与所述第二电机驱动电路模块10-7的输出端相接,所述充放电控制电路模块10-11接在所述蓄电池11与太阳能光伏板8之间。
[0048] 如图5所示,本实施例中,所述微控制器模块10-1主要由ARM微处理器LPC2131构成,所述A/D转换电路模块10-3集成在所述ARM微处理器LPC2131内部。
[0049] 如图6所示,本实施例中,四个所述光敏电阻7-2分别为光敏电阻R13、光敏电阻R14、光敏电阻R15和光敏电阻R16,所述太阳光线采集电路模块10-10由电阻R17、电阻R18、电阻R19和电阻R20组成,所述光敏电阻R13的一端、光敏电阻R14的一端、光敏电阻R15的一端和光敏电阻R16的一端均与电源模块10-2的VCC输出端相接,所述光敏电阻R13的另一端和电阻R17的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚9相接,所述光敏电阻R14的另一端和电阻R18的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚13相接,所述光敏电阻R15的另一端和电阻R19的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚14相接,所述光敏电阻R16的另一端和电阻R20的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚15相接,所述电阻R17的另一端、电阻R18的另一端、电阻R19的另一端和电阻R20的另一端均接地。其中,光敏电阻R13和光敏电阻R15相对设置并用于检测太阳由东往西运动的偏转角度,光敏电阻R14和光敏电阻R16相对设置并用于检测太阳的高度角。
[0050] 如图7所示,本实施例中,所述蓄电池电压检测电路模块10-4由电阻R23、R24和R26组成,所述电阻R23和电阻R24串联后并联在所述蓄电池11的正极电压输出端和负极电压输出端之间,所述电阻R26的一端与所述电阻R23和电阻R24的连接端相接,所述电阻R26的另一端与所述ARM微处理器LPC2131的引脚29相接。
[0051] 如图7所示,本实施例中,所述充放电控制电路模块10-11包括防反充二极管D1、升压电路模块、滤波电容C3、续流二极管D2、充电控制电路模块和放电控制电路模块,所述升压电路模块包括芯片LM2577-ADJ,电感LI,二极管VD,极性电容C4、C5和C6,非极性电容C7,以及电阻R33、R34和R35,所述芯片LM2577-ADJ的引脚I通过相互串联的电阻R35和非极性电容C7接地,所述芯片LM2577-ADJ的引脚2与电阻R33的一端和电阻R34的一端相接,所述电阻R33的另一端接地,所述芯片LM2577-ADJ的引脚3接地,所述芯片LM2577-ADJ的引脚4与电感LI的一端、二极管VD的正极和电阻R34的另一端相接,所述芯片LM2577-ADJ的引脚5与电感LI的另一端和极性电容C4的正极相接,所述二极管VD的负极与极性电容C5的正极和极性电容C6的正极相接,所述极性电容C4的负极、极性电容C5的负极和极性电容C6的负极均接地;所述充电控制电路模块包括电阻R27、R29和R30,以及第一光耦隔离芯片TLP521和MOSFET管Ql ;所述第一光耦隔离芯片TLP521的引脚I通过电阻R27与所述ARM微处理器LPC2131的引脚I相接,所述第一光耦隔离芯片TLP521的引脚2和引脚3均接地,所述第一光耦隔离芯片TLP521的引脚4通过电阻R29与二极管VD的负极相接,且通过电阻R30与MOSFET管Ql的栅极相接,所述MOSFET管Ql的漏极与二极管VD的负极相接,所述MOSFET管Ql的源极与蓄电池11的正极相接;所述放电控制电路模块包括电阻R28、R32和R31,以及第二光耦隔离芯片TLP521和MOSFET管Q2 ;所述第二光耦隔离芯片TLP521的引脚I通过电阻R28与所述ARM微处理器LPC2131的引脚19相接,所述第二光耦隔离芯片TLP521的引脚2和引脚3均接地,所述第二光耦隔离芯片TLP521的引脚4通过电阻R32与蓄电池11的正极相接,且通过电阻R31与MOSFET管Q2的栅极相接,所述MOSFET管Q2的漏极与蓄电池11的负极相接,所述MOSFET管Q2的源极与负载RL的负极相接,所述负载RL的正极与蓄电池11的正极相接;所述防反充二极管Dl的正极与所述太阳能光伏板8的正极电压输出端相接,所述防反充二极管Dl的负极与所述极性电容C4的正极相接;所述滤波电容C3的正极与所述二极管VD的负极相接,所述滤波电容C3的负极接地;所述续流二极管D2的正极与蓄电池11的负极相接,所述续流二极管D2的负极与蓄电池11的正极相接。
[0052] 如图7所示,本实施例中,所述太阳能光伏板电压检测电路模块10-8由电阻R21、R22和R25组成,所述电阻R21的一端与所述二极管VD的负极相接,所述电阻R21的另一端与电阻R22的一端相接,所述电阻R22的另一端接地,所述电阻R25的一端与所述电阻R21和电阻R22的连接端相接,所述电阻R25的另一端与所述ARM微处理器LPC2131的引脚27相接。
[0053] 如图8所示,本实施例中,所述太阳光线方位角跟踪电机2为型号为28BYJ-48的第一五线四相步进电机BI,所述第一电机驱动电路模块10-6为第一电机驱动芯片ULN2003,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚I通过电阻Rl与所述ARM微处理器LPC2131的引脚30相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚2通过电阻R2与所述ARM微处理器LPC2131的引脚31相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚3通过电阻R3与所述ARM微处理器LPC2131的引脚33相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚4通过电阻R4与所述ARM微处理器LPC2131的引脚34相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚8接地,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚9与所述第一五线四相步进电机BI的引线5相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚13与所述第一五线四相步进电机BI的引线I相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚14与所述第一五线四相步进电机BI的引线2相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚15与所述第一五线四相步进电机BI的引线3相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚16与所述第一五线四相步进电机BI的引线4相接;如图9所示,所述太阳光线高度角跟踪电机9为型号为28BYJ-48的第二五线四相步进电机B2,所述第二电机驱动电路模块10-7为第二电机驱动芯片ULN2003,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚I通过电阻R5与所述ARM微处理器LPC2131的引脚35相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚2通过电阻R6与所述ARM微处理器LPC2131的引脚37相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚3通过电阻R7与所述ARM微处理器LPC2131的引脚38相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚4通过电阻R8与所述ARM微处理器LPC2131的引脚39相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚8接地,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚9与所述第二五线四相步进电机B2的引线5相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚13与所述第二五线四相步进电机B2的引线I相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚14与所述第二五线四相步进电机B2的引线2相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚15与所述第二五线四相步进电机B2的引线3相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚16与所述第二五线四相步进电机B2的引线4相接。
[0054] 本实用新型的工作原理及工作过程是:太阳能光伏板电压检测电路模块10-8对所述太阳能光伏板8输出的电压进行实时检测并将所检测到的信号输出给A/D转换电路模块10-3,蓄电池电压检测电路模块10-4对所述蓄电池11的电压进行实时检测并将所检测到的信号输出给A/D转换电路模块10-3,光敏电阻Rl 3、光敏电阻R14、光敏电阻Rl 5和光敏电阻R16对太阳光线进行实时检测并将光信号转换为电压信号后,经由太阳光线采集电路模块10-10输出给A/D转换电路模块10-3,A/D转换电路模块10_3对太阳能光伏板实时电压和蓄电池实时电压以及四个光敏电阻的电压进行A/D转换后输出给微控制器模块10-1 ;微控制器模块10-1将太阳能光伏板实时电压值与预先通过操作按键操作电路模块10-9设置的白天黑夜分界电压阈值相比对,当太阳能光伏板实时电压值大于白天黑夜分界电压阈值,说明是白天,此时,进入光电追踪模式,当太阳光线垂直照射到四个光敏电阻时,光敏电阻Rl 3和光敏电阻Rl 5接收到的太阳光线辐射强度相同,光敏电阻R14和光敏电阻R16接收到的太阳光线辐射强度也相同,不需要控制太阳光线方位角跟踪电机2和太阳光线高度角跟踪电机9转动,当太阳光线发生偏移时,光敏电阻R13和光敏电阻R15接收到的太阳光线辐射强度不相同,输出的电压值不相同,光敏电阻R14和光敏电阻R16接收到的太阳光线辐射强度也不相同,输出的电压值也不相同,微控制器模块10-1根据光敏电阻R13和光敏电阻R15输出的电压值偏差得到对太阳光线方位角跟踪电机2的控制信号,通过第一电机驱动电路模块10-6驱动太阳光线方位角跟踪电机2转动,进而带动太阳光线方位角跟踪转动架3、第一支撑板4、第二支撑板5、太阳光线跟踪转动轴6、太阳光线跟踪传感器7和太阳能光伏板8转动,用来实现太阳光线方位角的跟踪;微控制器模块10-1根据光敏电阻R14和光敏电阻R16输出的电压值偏差得到对太阳光线高度角跟踪电机9的控制信号,通过第二电机驱动电路模块10-7驱动太阳光线高度角跟踪电机9转动,进而带动太阳光线跟踪转动轴6、太阳光线跟踪传感器7和太阳能光伏板8转动,用来实现太阳光线高度角的跟踪;这样通过太阳光线方位角跟踪电机2和太阳光线高度角跟踪电机9的共同工作,使太阳能光伏板8所在平面垂直于太阳光线,也就实现了对太阳光线的跟踪;同时,微控制器模块10-1将蓄电池实时电压值与预先通过操作按键操作电路模块10-9设置的蓄电池充电阈值相比对,当蓄电池实时电压值小于蓄电池充电阈值时,ARM微处理器LPC2131的引脚I输出高电平,第一光I禹隔离芯片TLP521内部的发光二极管发光,第一光I禹隔离芯片TLP521输出端引脚3和引脚4之间的电阻变小,相当于第一光耦隔离芯片TLP521内部的三极管导通,此时,MOSFET管Ql栅极处的电压接近零,MOSFET管Ql栅极与源极之间的电压VGS〈0,当MOSFET管Ql源极电压达到一定值时,MOSFET管Ql导通,开始为蓄电池11充电;当蓄电池实时电压值大于蓄电池充电阈值时,ARM微处理器LPC2131的引脚I输出低电平,第一光稱隔离芯片TLP521内部的发光二极管电流近似为零,第一光耦隔离芯片TLP521输出端引脚3和引脚4之间的电阻很大,MOSFET管Ql关断,不为蓄电池11充电;当太阳能光伏板实时电压值小于白天黑夜分界电压阈值,说明是黑夜,此时,进入蓄电池放电模式,微控制器模块10-1将蓄电池实时电压值与预先通过操作按键操作电路模块10-9设置的蓄电池放电阈值相比对,当蓄电池实时电压值大于蓄电池充电阈值时,ARM微处理器LPC2131的引脚19输出高电平,第二光耦隔离芯片TLP521内部的发光二极管发光,第二光耦隔离芯片TLP521输出端引脚3和引脚4之间的电阻变小,相当于第二光耦隔离芯片TLP521内部的三极管导通,此时,MOSFET管Q2栅极处的电压接近零,MOSFET管Q2栅极与源极之间的电压VGS〈0,当MOSFET管Q2源极电压达到一定值时,MOSFET管Q2导通,蓄电池11开始放电,为负载RL供电;当蓄电池实时电压值小于蓄电池放电阈值时,ARM微处理器LPC2131的引脚19输出低电平,第二光耦隔离芯片TLP521内部的发光二极管电流近似为零,第二光耦隔离芯片TLP521输出端引脚3和引脚4之间的电阻很大,MOSFET管Q2关断,蓄电池11不为负载RL供电。
[0055] 以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何限制,凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:包括底座(1)和安装在底座(1)上的太阳光线方位角跟踪电机(2),所述太阳光线方位角跟踪电机(2)的输出轴上连接有太阳光线方位角跟踪转动架(3),所述太阳光线方位角跟踪转动架(3)上间隔平行设置有第一支撑板(4)和第二支撑板(5),所述第一支撑板(4)和第二支撑板(5)之间设置有两端分别与所述第一支撑板(4)和第二支撑板(5)转动连接的太阳光线跟踪转动轴(6),所述太阳光线跟踪转动轴(6)上固定连接有太阳光线跟踪传感器(7)和太阳能光伏板(8),所述第二支撑板(5)的外侧设置有用于带动太阳光线跟踪转动轴(6)旋转的太阳光线高度角跟踪电机(9),所述太阳光线跟踪转动轴(6)与太阳光线高度角跟踪电机(9)的输出轴连接,所述太阳光线方位角跟踪转动架(3)上设置有太阳能光伏发电控制器(10),所述底座(1)的旁侧设置有用于存储太阳能光伏板(8)所发电能的蓄电池(11),所述太阳光线跟踪传感器(7)、太阳光线方位角跟踪电机(2)、太阳光线高度角跟踪电机(9)、太阳能光伏板(8)和蓄电池(11)均与所述太阳能光伏发电控制器(10)相接。
2.按照权利要求1所述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述太阳光线跟踪传感器(7)通过传感器固定板(12)固定连接在所述太阳光线跟踪转动轴(6)上;所述太阳光线跟踪传感器(7)由顶部敞口设置且不透光的圆筒(7-1)和均匀设置在圆筒(7-1)内部底部四周的四个光敏电阻(7-2)构成,所述圆筒(7-1)的内壁上设置有黑色涂料层(7-3)。
3.按照权利要求2所述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述圆筒(7-1)的高度为4cm~8cm。
4.按照权利要求2所述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述太阳能光伏发电控制器(10)包括微控制器模块(10-1)和为太阳能光伏发电控制器(10)中各用电模块供电的电源模块(10-2 ),所述电源模块(10-2 )与所述蓄电池(11)相接,所述微控制器模块(10-1)的输入端接有A/D转换电路模块(10-3)和按键操作电路模块(10-9),所述A/D转换电路模块(10-3)的输入端接有太阳光线采集电路模块(10-10)、太阳能光伏板电压检测电路模块(10-8 )和蓄电池电 压检测电路模块(10-4),所述太阳光线跟踪传感器(7 )与所述太阳光线采集电路模块(10-10)相接,所述太阳能光伏板电压检测电路模块(10-8)与所述太阳能光伏板(8)相接,所述蓄电池电压检测电路模块(10-4)与所述蓄电池(11)相接,所述微控制器模块(10-1)的输出端接有液晶显不电路模块(10-5)、第一电机驱动电路模块(10-6)、第二电机驱动电路模块(10-7)和充放电控制电路模块(10-11),所述太阳光线方位角跟踪电机(2)与所述第一电机驱动电路模块(10-6)的输出端相接,所述太阳光线高度角跟踪电机(9)与所述第二电机驱动电路模块(10-7)的输出端相接,所述充放电控制电路模块(10-11)接在所述蓄电池(11)与太阳能光伏板(8 )之间。
5.按照权利要求4所述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述微控制器模块(10-1)主要由ARM微处理器LPC2131构成,所述A/D转换电路模块(10_3)集成在所述ARM微处理器LPC2131内部。
6.按照权利要求5所述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:四个所述光敏电阻(7-2)分别为光敏电阻R13、光敏电阻R14、光敏电阻R15和光敏电阻R16,所述太阳光线采集电路模块(10-10)由电阻R17、电阻R18、电阻R19和电阻R20组成,所述光敏电阻R13的一端、光敏电阻R14的一端、光敏电阻R15的一端和光敏电阻R16的一端均与电源模块(10-2)的VCC输出端相接,所述光敏电阻R13的另一端和电阻R17的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚9相接,所述光敏电阻R14的另一端和电阻R18的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚13相接,所述光敏电阻R15的另一端和电阻R19的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚14相接,所述光敏电阻R16的另一端和电阻R20的一端均与所述ARM微处理器LPC2131的引脚15相接,所述电阻Rl7的另一端、电阻Rl8的另一端、电阻Rl9的另一端和电阻R20的另一端均接地。
7.按照权利要求5所述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述蓄电池电压检测电路模块(10-4)由电阻R23、R24和R26组成,所述电阻R23和电阻R24串联后并联在所述蓄电池(11)的正极电压输出端和负极电压输出端之间,所述电阻R26的一端与所述电阻R23和电阻R24的连接端相接,所述电阻R26的另一端与所述ARM微处理器LPC2131的引脚29相接。
8.按照权利要求5所述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述充放电控制电路模块(10-11)包括防反充二极管Dl、升压电路模块、滤波电容C3、续流二极管D2、充电控制电路模块和放电控制电路模块,所述升压电路模块包括芯片LM2577-ADJ,电感LI,二极管VD,极性电容C4、C5和C6,非极性电容C7,以及电阻R33、R34和R35,所述芯片LM2577-ADJ的引脚I通过相互串联的电阻R35和非极性电容C7接地,所述芯片LM2577-ADJ的引脚2与电阻R33的一端和电阻R34的一端相接,所述电阻R33的另一端接地,所述芯片LM2577-ADJ的引脚3接地,所述芯片LM2577-ADJ的引脚4与电感LI的一端、二极管VD的正极和电阻R34的另一端相接,所述芯片LM2577-ADJ的引脚5与电感LI的另一端和极性电容C4的正极相接,所述二极管VD的负极与极性电容C5的正极和极性电容C6的正极相接,所述极性电容C4的负极、极性电容C5的负极和极性电容C6的负极均接地;所述充电控制电路模块包括电阻R27、R29和R30,以及第一光耦隔离芯片TLP521和MOSFET管Ql ;所述第一光耦隔离芯片TLP521的引脚I通过电阻R27与所述ARM微处理器LPC2131的引脚I相接,所述第一光耦隔离芯片TLP521的引脚2和引脚3均接地,所述第一光耦隔离芯片TLP521的引脚4通过电阻R29与二极管VD的负极相接,且通过电阻R30与MOSFET管Ql的栅极相接,所述MOSFET管Ql的漏极与二极管`VD的负极相接,所述MOSFET管Ql的源极与蓄电池(11)的正极相接;所述放电控制电路模块包括电阻R28、R32和R31,以及第二光耦隔离芯片TLP521和MOSFET管Q2 ;所述第二光耦隔离芯片TLP521的引脚I通过电阻R28与所述ARM微处理器LPC2131的引脚19相接,所述第二光耦隔离芯片TLP521的引脚2和引脚3均接地,所述第二光耦隔离芯片TLP521的引脚4通过电阻R32与蓄电池(11)的正极相接,且通过电阻R31与MOSFET管Q2的栅极相接,所述MOSFET管Q2的漏极与蓄电池(11)的负极相接,所述MOSFET管Q2的源极与负载RL的负极相接,所述负载RL的正极与蓄电池(11)的正极相接;所述防反充二极管Dl的正极与所述太阳能光伏板(8)的正极电压输出端相接,所述防反充二极管Dl的负极与所述极性电容C4的正极相接;所述滤波电容C3的正极与所述二极管VD的负极相接,所述滤波电容C3的负极接地;所述续流二极管D2的正极与蓄电池(11)的负极相接,所述续流二极管D2的负极与蓄电池(11)的正极相接。
9.按照权利要求8所述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述太阳能光伏板电压检测电路模块(10-8)由电阻R21、R22和R25组成,所述电阻R21的一端与所述二极管VD的负极相接,所述电阻R21的另一端与电阻R22的一端相接,所述电阻R22的另一端接地,所述电阻R25的一端与所述电阻R21和电阻R22的连接端相接,所述电阻R25的另一端与所述ARM微处理器LPC2131的引脚27相接。
10.按照权利要求5所述的一种太阳能光伏发电装置,其特征在于:所述太阳光线方位角跟踪电机(2)为型号为28BYJ-48的第一五线四相步进电机BI,所述第一电机驱动电路模块(10-6)为第一电机驱动芯片ULN2003,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚I通过电阻Rl与所述ARM微处理器LPC2131的引脚30相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚2通过电阻R2与所述ARM微处理器LPC2131的引脚31相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚3通过电阻R3与所述ARM微处理器LPC2131的引脚33相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚4通过电阻R4与所述ARM微处理器LPC2131的引脚34相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚8接地,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚9与所述第一五线四相步进电机BI的引线5相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚13与所述第一五线四相步进电机BI的引线I相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚14与所述第一五线四相步进电机BI的引线2相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚15与所述第一五线四相步进电机BI的引线3相接,所述第一电机驱动芯片ULN2003的引脚16与所述第一五线四相步进电机BI的引线4相接;所述太阳光线高度角跟踪电机(9)为型号为28BYJ-48的第二五线四相步进电机B2,所述第二电机驱动电路模块(10-7)为第二电机驱动芯片ULN2003,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚I通过电阻R5与所述ARM微处理器LPC2131的引脚35相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚2通过电阻R6与所述ARM微处理器LPC2131的引脚37相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚3通过电阻R7与所述ARM微处理器LPC2131的引脚38相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚4通过电阻R8与所述ARM微处理器LPC2131的引脚39相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚8接地,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚9与所述第二五线四相步进电机B2的引线5相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚13与所述第二五线四相步进电机B2的引线I相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚14与所述第二五线四相步进电机B2的引线2相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚15与所述第二五线四相步进电机B2的引线3相接,所述第二电机驱动芯片ULN2003的引脚16与所述第二五线四相步进电机B2的引线4相接。
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