CN107024942B - 一种智能光伏发电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能光伏发电设备，包括发电机构、转动组件、检测组件、升降组件和PLC，发电机构包括太阳能板、第一支杆、第二支杆、底板、控制器和逆变器，转动组件包括底座、第一转轴、第一圆齿轮、第二圆齿轮和第一电机，检测组件包括第二电机、第三圆齿轮、第四圆齿轮、第五圆齿轮、第二转轴、检测罩、光敏传感器、第一编码器、第二编码器、第三电机、条齿轮和检测条，该智能光伏发电设备，在晴好天气，通过转动检测罩，使太阳光照射到检测罩内的光敏传感器，通过编码器确定太阳的方向，再通过检测条上的透光口的滑动，使太阳光穿过透光口照射光敏传感器，从而确定太阳与地面之间的角度，使太阳能板与太阳光垂直。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，特别涉及一种智能光伏发电设备。
背景技术
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
现有的小型光伏发电装置一般把太阳能板设置在最容易被太阳照射的位置，不能根据太阳的转动而调整位置，有些光伏发电装置设有追日***，不过只能是太阳板转向至太阳方向，不能继续调整太阳板的角度，使太阳光与太阳能板垂直,发电效率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种智能光伏发电设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能光伏发电设备，包括发电机构、转动组件、检测组件、升降组件和PLC；
所述发电机构包括太阳能板、第一支杆、第二支杆、底板、控制器和逆变器，所述第一支杆竖直设置，所述第二支杆的一端与第一支杆的上端铰接，所述第二支杆的另一端位于底板上，所述太阳能板均匀铺设在第二支杆上，所述太阳能板斜向设置，所述太阳能板分别与逆变器和控制器连通；
所述转动组件包括底座、第一转轴、第一圆齿轮、第二圆齿轮和第一电机，所述第一转轴的一端固定连接在底板的下方，所述第一转轴的另一端穿入底座内，所述第一电机驱动第一圆齿轮旋转，所述第一圆齿轮和第二圆齿轮啮合，所述第二圆齿轮套设在第一转轴上；
所述检测组件包括第二电机、第三圆齿轮、第四圆齿轮、第五圆齿轮、第二转轴、检测罩、光敏传感器、第一编码器、第二编码器、第三电机、条齿轮和检测条，所述第二电机设置在底座上，所述第二电机驱动第三圆齿轮旋转，所述第三圆齿轮和第四圆齿轮啮合，所述第一编码器和第四圆齿轮同轴设置，所述第一编码器和第四圆齿轮均套设在第二转轴上，所述第二转轴竖直设置，所述第二转轴的一端穿入底座内，所述第二转轴的另一端与检测罩固定连接，所述检测罩为直角扇形，所述光敏传感器位于检测罩内，所述光敏传感器位于检测罩的圆心处，所述检测条为环形，所述条齿轮为环形，所述条齿轮位于检测条的一侧，所述检测条关于检测罩的圆心处与检测罩滑动连接，所述第三电机驱动第五圆齿轮旋转，所述第二编码器与第五圆齿轮同轴设置，所述第五圆齿轮和条齿轮啮合，所述检测条上设有透光口；
所述升降组件包括气缸和驱动块，所述气缸推动驱动块上下移动，所述驱动块与第二支杆铰接，所述气缸固定设置在底板上；
所述第一电机、第二电机、第三电机、第一编码器、第二编码器和光敏传感器均与PLC电连接。
作为优选，为了固定发电机构，使发电机构在不需要旋转的时候不产生晃动，所述底座上还设有固定组件，所述固定组件包括的第四电机、丝杆、走位块和摩擦块，所述第四电机固定设置在底座上，所述第四电机驱动丝杆旋转，所述走位块上设有走位孔，所述走位块上设有内螺纹，所述走位块上的内螺纹与丝杆的外螺纹匹配，所述丝杆的一端穿入走位块，所述摩擦块设置在走位块远离丝杆的一侧上,所述第四电机与PLC电连接。
在不需要调整角度时，PLC控制第四电机驱动丝杆旋转，因走位块上设有与丝杆匹配的内螺纹，使走位块和摩擦块与底板抵靠，从而防止底板转动。
作为优选，为了是走位块走位更平稳，所述底座上还设有限位杆，所述限位杆的一端位于底座内，所述限位杆的另一端穿入走位块，所述限位杆与丝杆平行。
作为优选，为了防止检测罩透光，从而提高光敏传感器的准确性，所述检测罩的制作材料为结晶材料。
作为优选，为了增加第一支杆和第二支杆的牢固度，所述第一支杆和第二支杆的制作材料为钢材。
作为优选，为了方便控制，所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机均为伺服电机。
作为优选，为了更好的驱动第二圆齿轮，所述第一圆齿轮的直径小于第二圆齿的直径。
作为优选，为了限位，防止第一转轴和第二转轴滑出，所述第一转轴和第二转轴下方均设有限位块。
作为优选，为了保护第一圆齿轮和第二圆齿轮，所述第一圆齿轮和第二圆齿轮之间涂有机油。
作为优选，为了提高光电转换率，所述太阳能板为单晶太阳能板。
本发明的有益效果是，该智能光伏发电设备设计结构巧妙，实用性高，在晴好天气，通过转动检测罩，使太阳光照射到检测罩内的光敏传感器，通过编码器确定太阳的方向，再通过检测条上的透光口的滑动，使太阳光穿过透光口照射光敏传感器，从而确定太阳与地面之间的角度，从而调节太阳能板，使太阳能板与太阳光垂直，保障了该智能光伏发电设备的高效发电。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的智能光伏发电设备的结构示意图；
图2是图1的A部放大图；
图3是图1的B部放大图；
图4是本发明的智能光伏发电设备的检测罩的正视图。
图中：1.第一支杆，2.逆变器，3.底板，4.太阳能板，5.第二支杆，6.控制器，7.第一转轴，8.第二圆齿轮，9.第一电机，10.第一圆齿轮，11.底座，12.摩擦块，13.走位块，14.丝杆，15.限位杆，16.第四电机，17.驱动块，18.气缸，19.检测条，20.第三电机，21.条齿轮，22.第五圆齿轮，23.第二编码器，24.透光口，25.光敏传感器，26.第四圆齿轮，27.第一编码器，28.第二电机，29.第三圆齿轮，30.检测罩，31.第二转轴。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-4所示，一种智能光伏发电设备，包括发电机构、转动组件、检测组件、升降组件和PLC；
所述发电机构包括太阳能板4、第一支杆1、第二支杆5、底板3、控制器6和逆变器2，所述第一支杆1竖直设置，所述第二支杆5的一端与第一支杆1的上端铰接，所述第二支杆5的另一端位于底板3上，所述太阳能板4均匀铺设在第二支杆5上，所述太阳能板4斜向设置，所述太阳能板4分别与逆变器2和控制器6连通；
所述转动组件包括底座11、第一转轴7、第一圆齿轮10、第二圆齿轮8和第一电机9，所述第一转轴7的一端固定连接在底板3的下方，所述第一转轴7的另一端穿入底座11内，所述第一电机9驱动第一圆齿轮10旋转，所述第一圆齿轮10和第二圆齿轮8啮合，所述第二圆齿轮8套设在第一转轴7上；
在需要调整太阳板方向时，PLC控制第一电机9驱动第一圆齿轮10旋转，因第一圆齿轮10和第二圆齿轮8啮合，使第二圆齿轮8和第一转轴7发生旋转，从而调整与第一转轴7固定设置在发电机构。
所述检测组件包括第二电机28、第三圆齿轮29、第四圆齿轮26、第五圆齿轮22、第二转轴31、检测罩30、光敏传感器25、第一编码器27、第二编码器23、第三电机20、条齿轮21和检测条19，所述第二电机28设置在底座11上，所述第二电机28驱动第三圆齿轮29旋转，所述第三圆齿轮29和第四圆齿轮26啮合，所述第一编码器27和第四圆齿轮26同轴设置，所述第一编码器27和第四圆齿轮26均套设在第二转轴31上，所述第二转轴31竖直设置，所述第二转轴31的一端穿入底座11内，所述第二转轴31的另一端与检测罩30固定连接，所述检测罩30为直角扇形，所述光敏传感器25位于检测罩30内，所述光敏传感器25位于检测罩30的圆心处，所述检测条19为环形，所述条齿轮21为环形，所述条齿轮21位于检测条19的一侧，所述检测条19关于检测罩30的圆心处与检测罩30滑动连接，所述第三电机20驱动第五圆齿轮22旋转，所述第二编码器23与第五圆齿轮22同轴设置，所述第五圆齿轮22和条齿轮21啮合，所述检测条19上设有透光口24；
在检测太阳方位时，首先PLC控制第二电机28驱动第三圆齿轮29旋转，第三圆齿轮29和第四圆齿轮26啮合，使检测罩30发生旋转，此时检测没有遮挡在光敏传感器25与检测罩30的开口之间，当太阳光照射到光敏传感器25时，光敏传感器25把信号发送给PLC，编码器同时把旋转的转数发送给PLC,此时检测罩30正对太阳；
其次PLC控制第三电机20驱动第五圆齿轮22旋转，因第五圆齿轮22和条齿轮21啮合，使条齿轮21和检测条19旋转至光敏传感器25与太阳之间，当太阳光通过检测条19上的透光口24照射到光敏传感器25时，通过第二编码器23检测条19齿轮的旋转角度，把信号发送给PLC，从而推算出太阳与地面之间的角度。
所述升降组件包括气缸18和驱动块17，所述气缸18推动驱动块17上下移动，所述驱动块17与第二支杆5铰接，所述气缸18固定设置在底板3上；
PLC接收到第二编码器23的旋转角度，从而通过内置程序推测出太阳与地面之间的角度，再通过气缸18调整太阳能板4的角度，使太阳能板4与太阳光垂直。
所述第一电机9、第二电机28、第三电机20、第一编码器27、第二编码器23和光敏传感器25均与PLC电连接。
作为优选，为了固定发电机构，使发电机构在不需要旋转的时候不产生晃动，所述底座11上还设有固定组件，所述固定组件包括的第三电机16、丝杆14、走位块13和摩擦块12，所述第三电机16固定设置在底座11上，所述第三电机16驱动丝杆14旋转，所述走位块13上设有走位孔，所述走位块13上设有内螺纹，所述走位块13上的内螺纹与丝杆14的外螺纹匹配，所述丝杆14的一端穿入走位块13，所述摩擦块12设置在走位块13远离丝杆14的一侧上,所述第三电机16与PLC电连接。
在不需要调整角度时，PLC控制第三电机16驱动丝杆14旋转，因走位块13上设有与丝杆14匹配的内螺纹，是走位块13和摩擦块12与底板3抵靠，从而防止底板3转动。
作为优选，为了是走位块13走位更平稳，所述底座11上还设有限位杆15，所述限位杆15的一端位于底座11内，所述限位杆15的另一端穿入走位块13，所述限位杆15与丝杆14平行。
作为优选，为了防止检测罩30透光，从而提高光敏传感器25的准确性，所述检测罩30的制作材料为结晶材料。
作为优选，为了增加第一支杆1和第二支杆5的牢固度，所述第一支杆1和第二支杆5的制作材料为钢材。
作为优选，为了方便控制，所述第一电机9、第二电机28、第三电机20、第三电机16均为伺服电机。
作为优选，为了更好的驱动第二圆齿轮8，所述第一圆齿轮10的直径小于第二圆齿的直径。
作为优选，为了限位，防止第一转轴7和第二转轴31滑出，所述第一转轴7和第二转轴31下方均设有限位块。
作为优选，为了保护第一圆齿轮10和第二圆齿轮8，所述第一圆齿轮10和第二圆齿轮8之间涂有机油。
作为优选，为了提高光电转换率，所述太阳能板4为单晶太阳能板。
与现有技术相比，该智能光伏发电设备设计结构巧妙，实用性高，在晴好天气，通过转动检测罩30，使太阳光照射到检测罩30内的光敏传感器25，通过编码器确定太阳的方向，再通过检测条19上的透光口24的滑动，使太阳光穿过透光口24照射光敏传感器25，从而确定太阳与地面之间的角度，从而调节太阳能板4，使太阳能板4与太阳光垂直，保障了该智能光伏发电设备的高效发电。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种智能光伏发电设备，其特征在于，包括发电机构、转动组件、检测组件、升降组件和PLC；
所述发电机构包括太阳能板(4)、第一支杆(1)、第二支杆(5)、底板(3)、控制器(6)和逆变器(2)，所述第一支杆(1)竖直设置，所述第二支杆(5)的一端与第一支杆(1)的上端铰接，所述第二支杆(5)的另一端位于底板(3)上，所述太阳能板(4)均匀铺设在第二支杆(5)上，所述太阳能板(4)斜向设置，所述太阳能板(4)分别与逆变器(2)和控制器(6)连通；
所述转动组件包括底座(11)、第一转轴(7)、第一圆齿轮(10)、第二圆齿轮(8)和第一电机(9)，所述第一转轴(7)的一端固定连接在底板(3)的下方，所述第一转轴(7)的另一端穿入底座(11)内，所述第一电机(9)驱动第一圆齿轮(10)旋转，所述第一圆齿轮(10)和第二圆齿轮(8)啮合，所述第二圆齿轮(8)套设在第一转轴(7)上；
所述检测组件包括第二电机(28)、第三圆齿轮(29)、第四圆齿轮(26)、第五圆齿轮(22)、第二转轴(31)、检测罩(30)、光敏传感器(25)、第一编码器(27)、第二编码器(23)、第三电机(20)、条齿轮(21)和检测条(19)，所述第二电机(28)设置在底座(11)上，所述第二电机(28)驱动第三圆齿轮(29)旋转，所述第三圆齿轮(29)和第四圆齿轮(26)啮合，所述第一编码器(27)和第四圆齿轮(26)同轴设置，所述第一编码器(27)和第四圆齿轮(26)均套设在第二转轴(31)上，所述第二转轴(31)竖直设置，所述第二转轴(31)的一端穿入底座(11)内，所述第二转轴(31)的另一端与检测罩(30)固定连接，所述检测罩(30)为直角扇形，所述光敏传感器(25)位于检测罩(30)内，所述光敏传感器(25)位于检测罩(30)的圆心处，所述检测条(19)为环形，所述条齿轮(21)为环形，所述条齿轮(21)位于检测条(19)的一侧，所述检测条(19)关于检测罩(30)的圆心处与检测罩(30)滑动连接，所述第三电机(20)驱动第五圆齿轮(22)旋转，所述第二编码器(23)与第五圆齿轮(22)同轴设置，所述第五圆齿轮(22)和条齿轮(21)啮合，所述检测条(19)上设有透光口(24)；
所述升降组件包括气缸(18)和驱动块(17)，所述气缸(18)推动驱动块(17)上下移动，所述驱动块(17)与第二支杆(5)铰接，所述气缸(18)固定设置在底板(3)上；
所述第一电机(9)、第二电机(28)、第三电机(20)、第一编码器(27)、第二编码器(23)和光敏传感器(25)均与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的智能光伏发电设备，其特征在于，所述底座(11)上还设有固定组件，所述固定组件包括的第四电机(16)、丝杆(14)、走位块(13)和摩擦块(12)，所述第四电机(16)固定设置在底座(11)上，所述第四电机(16)驱动丝杆(14)旋转，所述走位块(13)上设有走位孔，所述走位块(13)上设有内螺纹，所述走位块(13)上的内螺纹与丝杆(14)的外螺纹匹配，所述丝杆(14)的一端穿入走位块(13)，所述摩擦块(12)设置在走位块(13)远离丝杆(14)的一侧上,所述第四电机(16)与PLC电连接。
3.如权利要求2所述的智能光伏发电设备，其特征在于，所述底座(11)上还设有限位杆(15)，所述限位杆(15)的一端位于底座(11)内，所述限位杆(15)的另一端穿入走位块(13)，所述限位杆(15)与丝杆(14)平行。
4.如权利要求1所述的智能光伏发电设备，其特征在于，所述检测罩(30)的制作材料为结晶材料。
5.如权利要求1所述的智能光伏发电设备，其特征在于，所述第一支杆(1)和第二支杆(5)的制作材料为钢材。
6.如权利要求2所述的智能光伏发电设备，其特征在于，所述第一电机(9)、第二电机(28)、第三电机(20)和第四电机(16)均为伺服电机。
7.如权利要求1所述的智能光伏发电设备，其特征在于，所述第一圆齿轮(10)的直径小于第二圆齿的直径。
8.如权利要求1所述的智能光伏发电设备，其特征在于，所述第一转轴(7)和第二转轴(31)下方均设有限位块。
9.如权利要求1所述的智能光伏发电设备，其特征在于，所述第一圆齿轮(10)和第二圆齿轮(8)之间涂有机油。
10.如权利要求1所述的智能光伏发电设备，其特征在于，所述太阳能板(4)为单晶太阳能板。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Effective date of registration: 20191101 Address after: 100085 D810, 7 / F, building D, No.9, Shangdi Third Street, Haidian District, Beijing Applicant after: Shuangjie Xinneng Co., Ltd Address before: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Qianhai Shenzhen Hong Kong cooperation zone before Bay Road No. 1 building 201 room A Applicant before: Shenzhen city Naishidi Technology Development Co. Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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