一种基于单片机控制的太阳能电池板系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，本实用新型采用了以单片机单元为核心，集检测、光能跟踪、板面清洁、输出控制为一体的技术设计，解决了传统太阳能板控制功能简单，效率低的技术问题，达到了自动监测输出电能、自动清洗板面、全方位跟踪光伏发电最大效率点的技术效果；采用无线远程监控通信的设计方法，解决了传统太阳能板需近距离观察其工作状态的技术问题，实现了实时监测、无线传输的技术效果；采用系统全自动智能化系统技术设计，达到了控制装置简易、自动化无需人为管理、保持太能板电池系统高效、稳定的技术效果。
【专利说明】
一种基于单片机控制的太阳能电池板系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种基于单片机控制的太阳能电池板系统。
【背景技术】
[0002]随着经济全球化进程的不断加速和工业经济的迅猛发展，能源问题已成为人类需要迫切解决的问题，大力发展新的可替代能源已成为当务之急。太阳能是一种取之不尽用之不竭的绿色能源，太阳能发电具有充分的清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性、长寿性及维护性等其它常规能源所不具备的优点。光伏发电虽然具有以上的优势，但是实际应用中还存在很多的问题。光伏发电的主要缺点之一是太阳能电池的效率太低，怎样跟踪最大光照和怎样达到最大效率一直是重点研究问题，其次，由于处于室外所处环境较为恶劣，太阳能板板面的清洁问题也是需要注意的重点。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，采用了以单片机单元为核心，集检测、光能跟踪、板面清洁、输出控制为一体的技术设计，解决了传统太阳能板控制功能简单、效率低的技术问题，达到了自动监测输出电能、自动清洗板面、全方位跟踪光伏发电最大效率点的技术效果;采用无线远程监控通信的设计方法，解决了传统太阳能板需近距离观察其工作状态的技术问题，实现了实时监测、无线传输的技术效果;采用系统全自动智能化系统技术设计，达到了控制装置简易、自动化无需人为管理、保持太能板电池系统高效、稳定的技术效果。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:包括单片机单元、电源模块和太阳能板;单片机单元一侧I/O连接控制有位置驱动模块、板面清洁模块和电能输出控制模块，单片机单元的的另一侧串口连接有通信模块和传感检测模块;位置驱动模块、板面清洁模块和电能输出控制模块的输出端连接太阳能板，电源模块输出侧连接单片机单元；
[0005]进一步优化本技术方案，所述的位置驱动模块包括电机驱动模块，电机驱动模块的输入侧连接单片机单元，电机驱动模块的输出控制端连接有X轴步进电机和Y轴步进电机，X轴步进电机和Y轴步进电机连接在太阳能板上；
[0006]进一步优化本技术方案，所述的电能输出控制模块包括整流电路和调压电路，太阳能板的电能输出侧连接整流电路的输入侧，整流电路的输出侧连接调压电路的输入测，调压电路的输出侧连接有逆变电路；
[0007]进一步优化本技术方案，所述的板面清洁模块包括开关电路、电子水阀和鼓风机，开关电路的信号输入测连接单片机单元I/0 口，开关电路的控制输出侧连接有接触器A和接触器B，电源模块为接触器A和接触器B提供电能;接触器A连接控制电子水阀，接触器B连接控制鼓风机;电子水阀连接有进水管和出水管，出水管连接在太阳能板上，鼓风机出风口连接在太阳能板上；
[0008]进一步优化本技术方案，所述的传感检测模块包括A/D转换器，A/D转换器的输入侧连接有X轴光伏传感器A、X轴光伏传感器B、Y轴光伏传感器A和Y轴光伏传感器B，A/D转换器的输出侧连接单片机单元I/O 口。
[0009]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:1、本太能板电池控制系统具有定时自动清扫板面尘土、灰渍的功能，随时保持板面清洁，使系统发电效率一直保持在高状态；
2、本太阳能电池控制系统对输出电能进行整流、调压、逆变，可依靠用户需求进行自动调压、调频，保证输出电能的有效性;3、本系统具有无线信息传输功能，可实时监控太阳能电池板状态并反馈用户。
【附图说明】
[0010]图1是本系统内部结构图；
[0011 ]图2是位置驱动模块结构图；
[0012]图3是电能输出控制模块结构图；
[0013]图4是板面清洁模块结构图；
[0014]图5是传感检测模块结构图；
[0015]图6是本系统工作流程图。
[0016]图中，1、单片机单元;2、位置驱动模块;3、电能输出控制模块;4、板面清洁模块;5、传感检测模块;6、通信模块;7、太阳能板;8、电源模块;21、电机驱动模块;22、X轴步进电机；23、Y轴步进电机;31、整流电路;32、调压电路;33、逆变电路;41、开关电路;42、接触器A;43、接触器B; 44、鼓风机;45、电子水阀;46、进水管;47、出水管;51、A/D转换器;52、X轴光伏传感器A; 53、X轴光伏传感器B; 54、Y轴光伏传感器A; 55、Y轴光伏传感器B。
【具体实施方式】
[0017]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0018]【具体实施方式】一:如图1-6所示，包括单片机单元1、电源模块8和太阳能板7;单片机单元I 一侧I /0连接控制有位置驱动模块2、板面清洁模块4和电能输出控制模块3，单片机单元I的另一侧串口连接有通信模块6和传感检测模块5;位置驱动模块2、板面清洁模块4和电能输出控制模块3的输出端连接太阳能板7，电源模块8输出侧连接单片机单元I;所述的位置驱动模块2包括电机驱动模块21，电机驱动模块21的输入侧连接单片机单元I，电机驱动模块21的输出控制端连接有X轴步进电机22和Y轴步进电机23，X轴步进电机22和Y轴步进电机23连接在太阳能板7上；
[0019]所述的电能输出控制模块3包括整流电路31和调压电路32，太阳能板7的电能输出侧连接整流电路31的输入侧，整流电路31的输出侧连接调压电路32的输入侧，调压电路32的输出侧连接有逆变电路33;所述的板面清洁模块4包括开关电路41、电子水阀45和鼓风机44，开关电路41的信号输入侧连接单片机单元I I/0 口，开关电路41的控制输出侧连接有接触器A 42和接触器B 43，电源模块8为接触器A 42和接触器B 43提供电能;接触器A 42连接控制电子水阀45，接触器B 43连接控制鼓风机44;电子水阀45连接有进水管46和出水管47，出水管47连接在太阳能板7上，鼓风机44出风口连接在太阳能板7上;所述的传感检测模块5包括A/D转换器51，A/D转换器51的输入侧连接有X轴光伏传感器A 52、X轴光伏传感器B 53、Y轴光伏传感器A 54和Y轴光伏传感器B 55，A/D转换器51的输出侧连接单片机单元I I/OP;
[0020]如图1，单片机单元I首先通过传感检测模块5检测光照环境，环境合宜则通过位置驱动模块2控制太阳能板7来跟踪最大光照点；其次，定时控制板面清洁模块4来对太阳能板7板面进行清洗;并通过电能输出控制模块3对太阳能板电池系统输出的电能进行整流逆变等;单片机单元I通过连接通信模块6，与外界进行无线通信，发送系统的工作状态；电源模块8为整个系统提供电能。
[0021]图2为位置驱动模块2的结构示意图，可以发现，本系统有X轴步进电机22和Y轴步进电机23两电机对太阳能板7进行位置控制，实现太阳能板7的双轴跟踪，保证其工作的有效性。
[0022]图3中，本太阳能电池控制系统中的电能输出控制模块3对输出电能进行整流、调压、逆变，可依靠用户需求进行自动调压、调频，保证输出电能的有效性。图4中为板面清洁模块4，清洁时，首先通过接触器A 42打开电子水阀45，对板面进行水洗，其次通过接触器B43打开鼓风机44对板面进行清理，保证太阳能板板面的清洁性，提高其工作效率；图5中，本系统含有四只光伏传感器，对光照情况实时监控，并通过单片机单元I中的计算算出最大工作点，实现最大工作点的跟踪。
[0023]图6为本系统的工作流程图，首先检测光照是否适宜，继而跟踪最大光照点；并定时对本系统板面清洗，并控制输出电压，且本系统具有无线信息传输功能，可实时监控太阳能电池板状态并反馈用户。
[0024]应当理解的是，本实用新型的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【主权项】
1.一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，其特征在于:包括单片机单元、电源模块和太阳能板;单片机单元一侧I/o连接控制有位置驱动模块、板面清洁模块和电能输出控制模块，单片机单元的另一侧串口连接有通信模块和传感检测模块;位置驱动模块、板面清洁模块和电能输出控制模块的输出端连接太阳能板，电源模块输出侧连接单片机单元。2.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，其特征在于:位置驱动模块包括电机驱动模块，电机驱动模块的输入侧连接单片机单元，电机驱动模块的输出控制端连接有X轴步进电机和Y轴步进电机，X轴步进电机和Y轴步进电机连接在太阳能板上。3.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，其特征在于:电能输出控制模块包括整流电路和调压电路，太阳能板的电能输出侧连接整流电路的输入侧，整流电路的输出侧连接调压电路的输入测，调压电路的输出侧连接有逆变电路。4.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，其特征在于:板面清洁模块包括开关电路、电子水阀和鼓风机，开关电路的信号输入测连接单片机单元I/O口，开关电路的控制输出侧连接有接触器A和接触器B，电源模块为接触器A和接触器B提供电能;接触器A连接控制电子水阀，接触器B连接控制鼓风机;电子水阀连接有进水管和出水管，出水管连接在太阳能板上，鼓风机出风口连接在太阳能板上。5.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的太阳能电池板系统，其特征在于:传感检测模块包括A/D转换器，A/D转换器的输入侧连接有X轴光伏传感器A、X轴光伏传感器B、Y轴光伏传感器A和Y轴光伏传感器B，A/D转换器的输出侧连接单片机单元I/O 口。
【文档编号】H02S40/10GK205725616SQ201620684711
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】陈亚丽, 杨伟兵, 高倩, 陈冰, 杨洋, 赵璐
【申请人】漯河职业技术学院