CN209924021U

CN209924021U - 一种用于太阳能板的自动雨水收集装置

Info

Publication number: CN209924021U
Application number: CN201920324237.3U
Authority: CN
Inventors: 梁西银; 陈瑞霖; 谢凌菲; 蔡坤辉; 马丽萍; 张天辰; 吴梦; 文大鹏
Original assignee: Northwest Normal University
Current assignee: Northwest Normal University
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2020-01-10
Anticipated expiration: 2029-03-14

Abstract

本实用新型提供了一种用于太阳能板的自动雨水收集装置，包括依次设置的水槽固定头、蓄水槽和动力机构，蓄水槽的截面为U形，蓄水槽上设有出水口，蓄水槽两端分别固接有第一蓄水槽端头和第二蓄水槽端头；水槽固定头与第一蓄水槽端头轴承连接；动力机构与第二蓄水槽端头固接，动力机构和水槽固定头上均套装有固定机构；动力机构与主控单元相连，主控单元与雨水传感器相连。该雨水收集结构带有雨水检测功能，仅仅在下雨时收集雨水；平常工作或清洁太阳能板时，将用于蓄水的槽翻转朝下，可以避免收集雨水结构积累灰尘或收集了清洁时产生的无用的废水。

Description

一种用于太阳能板的自动雨水收集装置

技术领域

本实用新型属于雨水回收利用技术领域，涉及一种雨水收集装置，具体涉及一种用于太阳能板的自动雨水收集装置。

背景技术

太阳能作为一种普遍的清洁能源普遍应用于生产和生活的各个方面。利用太阳能作为能源的光伏发电技术因其系统建设周期短，维护成本低，运行可靠，可就近发电等优点被广泛应用。光伏发电设备中的太阳能电池板在使用过程中表面会积累大量细微的灰尘沙土、花粉、鸟类粪，使得太阳能发电的效率大幅降低，若不及时清理太阳能板会造成巨大的经济损失。而目前在清洁太阳能板的过程中，无论是采用人工手动清洁还是使用机械装置代替人力清洁都需要足够的用水，如果要从远处运送清洁用水将进一步增加的太阳能板清洁工作的成本和效率。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于太阳能板的自动雨水收集装置，能够有效收集雨水，为清洗太阳能板储备清洁用水。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于太阳能板的自动雨水收集装置，包括依次设置的水槽固定头、蓄水槽和动力机构，蓄水槽的截面为U形，蓄水槽上设有出水口，蓄水槽两端分别固接有第一蓄水槽端头和第二蓄水槽端头；水槽固定头与第一蓄水槽端头轴承连接；动力机构与第二蓄水槽端头固接，动力机构和水槽固定头上均套装有固定机构；动力机构与主控单元相连，主控单元与雨水传感器相连。

本实用新型雨水收集装置通过固定结构安装于太阳能板下端，在不改变现有的太阳能板安装布局的同时，在太阳能板上增设了方便安装拆卸的雨水收集装置。用于收集从太阳能板上流下的雨水，为清洗太阳能板储备清洁用水。该收集装置中配有雨水传感器，可以做到仅在下雨时才进行雨水收集，避免了不下雨时蓄水槽积累灰尘和清洗太阳能板收集清洁的废水的情况。

附图说明

图1是本实用新型雨水收集装置的示意图。

图2是本实用新型雨水收集装置中固定装置的示意图。

图3是本实用新型雨水收集装置中动力机构的示意图。

图4是图3的左视图。

图5是本实用新型雨水收集装置中倾斜度角度模块与传动杆的位置关系示意图。

图6是本实用新型雨水收集装置中主控单元的电路原理图。

图中：1.太阳能板，2.固定结构，3.水槽固定头，4.第一蓄水槽端头，5.轴承，6.蓄水槽，7.出水口，8.第二蓄水槽端头，9.动力机构，10.主控单元，11.雨水传感器，12.夹板，13.螺母，14.喉箍扳手，15.喉箍螺丝，16.喉箍钢带，17.螺栓，18.外壳，19.传动杆，20.倾斜度角度模块，21.步进电机，22.穿线孔，23.角度传感器芯片，24.壳体，25.控制器，26.AD转换器，27.电机驱动器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详述。

如图1所示，本实用新型雨水收集装置，包括依次设置的水槽固定头3、蓄水槽6和动力机构9，蓄水槽6的截面为U形，蓄水槽6上设有出水口7，蓄水槽6的两端分别固接有第一蓄水槽端头4和第二蓄水槽端头8；水槽固定头3朝向蓄水槽6的一端固接有支撑轴，该支撑轴上套装有轴承5，该支撑轴通过轴承5与第一蓄水槽端头4相连接，第一蓄水槽端头4可绕该支撑轴往复转动；动力机构9与第二蓄水槽端头8固接，动力机构9和水槽固定头3上均套装有固定机构2；动力机构9与主控单元10相连，主控单元10上安装有雨水传感器11，主控单元10与雨水传感器11相连。

如图2所示，本实用新型雨水收集装置中的固定结构2，包括夹板部分和喉箍部分；夹板部分包括平行设置的两块夹板12，该两块夹板12的一端固接，两块夹板12开口侧朝向两块夹板12连接端的一侧设有螺栓17，螺栓17上安装有螺母13；两块夹板12的固接端与喉箍钢带16固接为一体，喉箍钢带16上还设有喉箍螺丝15和喉箍扳手14。

如图3和图4所示，本实用新型雨水收集装置中的动力机构9，包括外壳18，外壳18内安装有步进电机21，步进电机21的电机轴与传动杆19的一端相连接，传动杆19的另一端穿过外壳18的侧壁伸出外壳18外，与第二蓄水槽端头8固接；传动杆19上安装有倾斜度角度模块20，如图5所示，倾斜度角度模块20上设有U形的固定结构，传动杆19卡在该固定结构内；倾斜度角度模块20的倾斜角度与传动杆19的转动角度保持一致；模块外壳18上设有穿线孔22，倾斜度角度模块20的导线和步进电机21的导线均通过穿过孔22伸出外壳18外，与主控单元10相连；倾斜度角度模块20上带有角度传感器芯片23。

如图6所示，本实用新型雨水收集装置中的主控单元10，包括壳体24，壳体24内安装有控制器25、AD转换器26和电机驱动器27，控制器25采用STC12C5A60S2系列单片机；壳体24外壁上安装有雨水传感器11，控制器25的P0.0端口与雨水传感器11相接，用来接收雨水传感器11发送来的信号；控制器25的P0.1端口与AD转换器26的输出端口相接，用来接收AD转换器26发送的数字量，AD转换器26的输入端口与倾斜度角度模块20相接；控制器25的P1.1端口串联一个电阻R1与电机驱动器27的PUL-端口相接，用来发送脉冲信号；控制器25的P1.2端口串联一个电阻R2与电机驱动器27的DIR-端口相接，用来发送方向信号；控制器25的P1.3端口串联一个电阻R3与电机驱动器27的EN-端口相接，用来发送使能信号；控制器25的VCC端口、电机驱动器27的PUL+端口、电机驱动器27的DIR+端口和电机驱动器27的EN+端口均接电源正极VCC；控制器25的GND端口接电源地；电机驱动器27的电机接口B-接步进电机21的电机B相-，电机驱动器27的电机接口B+接步进电机21的电机B相+，电机驱动器27的电机接口A-接步进电机21的电机A相-，电机驱动器27的电机接口A+接步进电机21的电机A相+。

使用本实用新型雨水收集装置时：旋动两个固定结构2中的喉箍扳手14，使喉箍钢带16收紧，将两个固定结构2分别锁紧固定在水槽固定头7和外壳18上。然后，将两套固定结构2中的夹板12分别夹持在同一块太阳能板1的下端，拧紧螺母13和螺栓17，使夹板12夹紧太阳能板1，保证本实用新型雨水收集装置不掉落。

倾斜角度传感器模块20固定在传动杆19上与蓄水槽6保持倾斜角度一致。倾斜角度传感器模块20跟随蓄水槽6同步偏转，倾斜角度传感器模块20会因为自身倾斜角度的不同输出不同的电压模拟量，电压模拟量输送给AD转换器26转换为数字量发送给控制器25，控制器25能根据数字量大小识别出倾斜角度传感器模块20的倾斜状态。未下雨时，雨水传感器11没有信号产生。此时，若倾斜度角度模块20检测到蓄水槽6的角度并未开口向下，则控制器25发送控制信号通过电机驱动器27驱动步进电机21工作，步进电机21通过传动杆19使得蓄水槽6转动。传动杆19、蓄水槽6与倾斜度角度模块20保持同步角度转动，当达到蓄水槽6开口向下的角度时，控制器25发送停止的信号，步进电机21停止工作，使得蓄水槽6停止转动。下雨时，雨水传感器11产生信号。若倾斜度角度模块20检测到蓄水槽6的角度并未开口向上，则控制器25发送控制信号通过电机驱动器27驱动步进电机21使得蓄水槽6开口向上；则落在太阳能板1上的雨水沿太阳能板1向下流动，最终落到蓄水槽6内，蓄水槽6内收集的雨水通过6出水口7输向后续的储水装置，作为太阳能板1的清洗用水。

当电机驱动器27控制步进电机21时，传动杆19转动带动蓄水槽6转动，使得蓄水槽6的开口朝上或者朝下；同时，安装在传动杆19上的倾斜度角度模块20与蓄水槽6保持同步的角度转动。

Claims

1.一种用于太阳能板的自动雨水收集装置，其特征在于，包括依次设置的水槽固定头（3）、蓄水槽（6）和动力机构（9），蓄水槽（6）的截面为U形，蓄水槽（6）上设有出水口（7），蓄水槽（6）两端分别固接有第一蓄水槽端头（4）和第二蓄水槽端头（8）；水槽固定头（3）与第一蓄水槽端头（4）轴承连接；动力机构（9）与第二蓄水槽端头（8）固接，动力机构（9）和水槽固定头（3）上均套装有固定结构（2）；动力机构（9）与主控单元（10）相连，主控单元（10）与雨水传感器（11）相连。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能板的自动雨水收集装置，其特征在于，所述的固定结构（2）包括夹板部分和喉箍部分；夹板部分包括平行设置的两块夹板（12），该两块夹板（12）的一端固接，两块夹板（12）开口侧朝向两块夹板（12）连接端的一侧设有螺栓（17），螺栓（17）上安装有螺母（13）；两块夹板（12）的固接端与喉箍钢带（16）固接为一体，喉箍钢带（16）上还设有喉箍螺丝（15）和喉箍扳手（14）。

3.根据权利要求2所述的用于太阳能板的自动雨水收集装置，其特征在于，所述的动力机构（9）包括外壳（18），外壳（18）内安装有倾斜度角度模块（20）和步进电机（21），步进电机（21）的电机轴与传动杆（19）的一端相连接，传动杆（19）的另一端穿过外壳（18）的侧壁伸出外壳（18）外，与第二蓄水槽端头（8）固接；外壳（18）上设有穿线孔（22），倾斜度角度模块（20）的导线和步进电机（21）的导线均通过穿线孔（22）伸出外壳（18）外，与主控单元（10）相连。

4.根据权利要求1或3所述的用于太阳能板的自动雨水收集装置，其特征在于，所述的主控单元（10）包括壳体（24），壳体（24）内安装有控制器（25）、AD转换器（26）和电机驱动器（27），控制器（25）采用STC12C5A60S2系列单片机；壳体（24）外壁上安装有雨水传感器（11），控制器（25）的 P0.0端口与雨水传感器（11）相连，控制器（25）的 P0.1端口与AD转换器（26）的输出端口相接，AD转换器（26）的输入端口与倾斜度角度模块（20）相接；控制器（25）的P1.1端口串联电阻R1与电机驱动器（27）的PUL-端口相接；控制器（25）的P1.2端口串联电阻R2与电机驱动器（27）的DIR-端口相接；控制器（25）的P1.3端口串联电阻R3与电机驱动器（27）的EN-端口相接；控制器（25）的VCC端口、电机驱动器（27）的PUL+端口、电机驱动器（27）的DIR+端口和电机驱动器（27）的EN+端口均接电源正极VCC；电机驱动器（27）的电机接口B-接步进电机（21）的电机B相-，电机驱动器（27）的电机接口B+接步进电机（21）的电机B相+，电机驱动器（27）的电机接口A-接步进电机（21）的电机A相-，电机驱动器（27）的电机接口A+接步进电机（21）的电机A相+。