CN103529857A

CN103529857A - 基于风速传感器的光伏面板自动收放装置

Info

Publication number: CN103529857A
Application number: CN201310449723.5A
Authority: CN
Inventors: 胥芳; 童建军; 鲍官军; 张立彬; 李军峰
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-01-22

Abstract

基于风速传感器的光伏面板自动收放装置，包括光伏面板自动收放机构、嵌入式自动控制机构，光伏面板自动收放机构包括步进电机、丝杠、光伏面板、固定支架，光伏面板包括中间面板、两块侧面板，侧面板上安装滑轮，相应的固定支架上设有用于滑轮滑动的轨道，轨道与丝杠轴线平行；步进电机的输出轴与所述的丝杠相连、丝杠的两端分别与侧面板相连；嵌入式自动控制机构包括单片机和风速传感器，风速传感器、步进电机均与单片机相连；光伏面板与所述的单片机相连；嵌入式自动控制机构均固定在固定支架上。本发明的有益效果是：恶劣天气下光伏面板自动收回；能自动实时监测风速，降低设备的损耗并提高其寿命；适用范围广。

Description

基于风速传感器的光伏面板自动收放装置

技术领域

本发明涉及一种基于风速传感器的光伏面板自动收放装置。

背景技术

现今高科技环境下，能源是促进经济发展和社会进步的原动力。人类所使用的主要能源为石油化工能源，然而其蕴藏量有限，大量使用容易造成全球生态环境和气候产生巨大的变化。同时，大气中的温室气体浓度大幅提高，造成气温逐渐升高、海平面逐年上升等温室效应的现象，威胁了我们生存的环境。因此，在环保意识日益加深的今日，积极开发低污染及低危险性能源实为迫切的需要。可再生能源发电及其并网运行是智能电网建设的重要组成部分，其中，太阳能作为一种储量巨大且清洁无污染的可再生能源,有着非常广阔的开发和利用前景，因此受到了广泛的关注和高度的青睐。相对日益枯竭的化石能源来说，太阳能似乎已然成为解决未来社会能源问题的希望所在。

由于太阳能光伏电站一旦架构完成，便安装固定不易移动，且要经受各种天气情况。而在恶劣天气情况下，往往伴随着大风。东南沿海省份，在每年光照充足的夏季，常有风力较大的台风袭击。这些恶劣因素往往造成对光伏面板的损坏，甚至对光伏面板的基座产生严重破坏，从而降低了光伏的使用寿命，也增加了后续的维护费用。

发明内容

为了解决原有光伏面板装置在受大风等恶劣天气影响时无法减小光伏面板面积而容易被破坏的问题，本发明提供一种能够自动检测风速并且及时自动收放光伏面板的装置。

本发明所述的基于风速传感器的光伏面板自动收放装置，其特征在于：包括光伏面板自动收放机构、嵌入式自动控制机构，所述的光伏面板自动收放机构包括步进电机、丝杠、光伏面板、固定支架，所述的光伏面板包括中间面板、两块侧面板，所述的侧面板上安装滑轮，相应的固定支架上设有用于滑轮滑动的轨道，所述的轨道与所述的丝杠轴线平行；所述的步进电机的输出轴与所述的丝杠相连、所述的丝杠的两端分别与所述的侧面板相连；所述的嵌入式自动控制机构包括单片机和风速传感器，所述的风速传感器、所述的步进电机均与所述的单片机相连；所述的光伏面板与所述的单片机相连；所述的嵌入式自动控制机构均固定在所述的固定支架上。

所述的光伏面板自动收放机构设有锁扣装置，所述的锁扣装置包括锁扣按钮、弹簧、设置在固定支架上的锁止孔槽，所述的锁扣按钮与所述的弹簧的一端相连、所述的弹簧的另一端安装在所述的侧面板上；所述的侧面板收缩或退放到最小距离或最大距离时，所述的锁扣按钮嵌入相应的锁止孔槽内。

所述的丝杠两端的螺纹相反，两块所述的侧面板运动方向相反、运动速度相同。

两块所述的侧面板之间距离最短时，两块所述的侧面板收于所述的中间面板下方。

所述的步进电机的型号110BYG250A，静转矩为11.5N×m。

工作过程：当风速传感器测出风速超过所设置的危险风速后，单片机发出信号给步进电机，使其转动一定的圈数，在丝杠的带动下两侧的侧面板便完全收缩到了中间光伏面板的下方；当天气好转后，单片机再次发出控制信号使步进电机运动，带动丝杠旋转，实现两侧的侧面板的收回，进行正常的工作；并且当所述的侧面板收缩或退放到最小距离或最大距离时，锁扣按钮嵌入相应的锁止孔槽内，从而防止光伏面板滑动。

本发明的有益效果是：可实现在恶劣天气下，自动收回光伏面板，以达到减小受风力作用面积，起到保护光伏面板及基座的作用；该装置能自动实时监测风速，并与预先设置好的危险风速做对比，保证光伏面板在恶劣天气时，能够及时收回，降低设备的损耗并提高其寿命；适用于太阳能电热水器、采暖和制冷、温室与太阳房、光伏发电站等。

附图说明

图1是本发明的控制框图。

图2是本发明的注视图。

图3是图2的局部放大图。

图4是本发明的侧视图。

图5是本发明的光伏面板与风速传感器安装位置示意图。

图6是本发明的锁扣装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明

参照附图：

实施例1本发明所述的基于风速传感器的光伏面板自动收放装置，包括光伏面板自动收放机构1、嵌入式自动控制机构2，所述的光伏面板自动收放机构1包括步进电机11、丝杠12、光伏面板13、固定支架14，所述的光伏面板13包括中间面板131、两块侧面板132，所述的侧面板132上安装滑轮，相应的固定支架14上设有用于滑轮滑动的轨道，所述的轨道与所述的丝杠12轴线平行；所述的步进电机11的输出轴与所述的丝杠12相连、所述的丝杠12的两端分别与所述的侧面板132相连；所述的嵌入式自动控制机构2包括单片机21和风速传感器22，所述的风速传感器22、所述的步进电机11均与所述的单片机21相连；所述的光伏面板13与所述的单片机21相连；所述的嵌入式自动控制机构2均固定在所述的固定支架14上。

所述的光伏面板自动收放机构1设有锁扣装置15，所述的锁扣装置15包括锁扣按钮151、弹簧152、设置在固定支架14上的锁止孔槽141，所述的锁扣按钮151与所述的弹簧152的一端相连、所述的弹簧152的另一端安装在所述的侧面板132上；所述的侧面板132收缩或退放到最小距离或最大距离时，所述的锁扣按钮151嵌入相应的锁止孔槽141内。

所述的丝杠12两端的螺纹相反，两块所述的侧面板132运动方向相反、运动速度相同。

两块所述的侧面板132之间距离最短时，两块所述的侧面板132收于所述的中间面板131下方。

所述的步进电机11的型号110BYG250A，静转矩为11.5N×m。

实施例2确定步进电机的型号：由于两侧光伏面板由导轨支撑，因此丝杠不受径向力，只起传动作用，因其与螺纹孔的摩擦力几乎可以忽略不计，因此不需要校核丝杠的强度，所以在这一部分只需要进行步进电机的选型。两侧光伏面板的总重量约为36Kg，取光伏面板与支架之间的摩擦系数为μ₁=0.1，则推动光伏面板运动的力为F=G×μ₁=360×0.1=36N，取丝杠摩擦系数为μ₂=0.2，丝杠直径为D=30mm,则可算得驱动丝杠的力矩为T=F×μ₂×D=36×0.2×30=216N·mm，考虑过载情况，取安全系数为S=2，则驱动丝杠的力矩为M=T×S=216×2=432N×mm。故选择深圳市众为兴数控技术有限公司生产的步进电机，所用步进电机的型号110BYG250A，静转矩为11.5N×m。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims

1.基于风速传感器的光伏面板自动收放装置，其特征在于：包括光伏面板自动收放机构、嵌入式自动控制机构，所述的光伏面板自动收放机构包括步进电机、丝杠、光伏面板、固定支架，所述的光伏面板包括中间面板、两块侧面板，所述的侧面板上安装滑轮，相应的固定支架上设有用于滑轮滑动的轨道，所述的轨道与所述的丝杠轴线平行；所述的步进电机的输出轴与所述的丝杠相连、所述的丝杠的两端分别与所述的侧面板相连；所述的嵌入式自动控制机构包括单片机和风速传感器，所述的风速传感器、所述的步进电机均与所述的单片机相连；所述的光伏面板与所述的单片机相连；所述的嵌入式自动控制机构均固定在所述的固定支架上。

2.如权利要求1所述的基于风速传感器的光伏面板自动收放装置，其特征在于：所述的光伏面板自动收放机构设有锁扣装置，所述的锁扣装置包括锁扣按钮、弹簧、设置在固定支架上的锁止孔槽，所述的锁扣按钮与所述的弹簧的一端相连、所述的弹簧的另一端安装在所述的侧面板上；所述的侧面板收缩或退放到最小距离或最大距离时，所述的锁扣按钮嵌入相应的锁止孔槽内。

3.如权利要求2所述的基于风速传感器的光伏面板自动收放装置，其特征在于：所述的丝杠两端的螺纹相反，两块所述的侧面板运动方向相反、运动速度相同。

4.如权利要求3所述的基于风速传感器的光伏面板自动收放装置，其特征在于：两块所述的侧面板之间距离最短时，两块所述的侧面板收于所述的中间面板下方。

5.如权利要求4所述的基于风速传感器的光伏面板自动收放装置，其特征在于：所述的步进电机的型号110BYG250A，静转矩为11.5N×m。