光伏发电智能监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏发电智能监控系统。


背景技术：

2.光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。太阳能光伏发电远程智能监控装置是用来实时监控太阳能光伏发电系统的一种设备。太阳能进行电能转换的时候，太阳的位置是随着时间的变化而改变的，现有技术中的太阳能光伏组件一般是固定的，无法根据太阳的位置进行朝向方位或倾斜角度的调整，导致只能在固定时段内有效的吸收太阳能，而在其他时段的吸收效率就十分低下；而且随着太阳能光伏板长时间暴露在外，光伏板表面灰尘堆积，影响光伏板的吸光效率，同时也影响光伏板的散热效率。


技术实现要素：

3.针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种光伏发电智能监控系统，实现太阳能光伏组件可根据太阳光的光照强度调整方位和倾斜角度，从而更好地吸收光能；且具有清洁功能，能够将光伏板表面的灰尘清理掉，避免影响光伏板的吸光效率以及散热效率。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种光伏发电智能监控系统，包括底座和太阳能光伏组件，太阳能光伏组件通过旋转支撑结构安装在底座上；所述太阳能光伏组件包括太阳能光伏板、支架组和支撑板，太阳能光伏板通过支架组安装在支撑板上，支撑板固定在旋转支撑结构上；所述支撑板上分别设置有摄像模块、光照检测模块和与太阳能光伏板相匹配的清洁组件，底座内分别设置有控制模块、计量模块和无线通讯模块，摄像模块、光照检测模块、计量模块和清洁组件均与控制模块相连接，控制模块通过无线通讯模块与地面上的远程监控终端相连接。
5.所述旋转支撑结构包括支撑转轴、从动齿轮、主动齿轮和驱动电机，支撑转轴的下部通过轴承与底座转动连接、上部穿出底座并与支撑板固定连接，驱动电机固定在支撑转轴的一侧，驱动电机与控制模块相连接，且驱动电机的输出端设有主动齿轮，从动齿轮设置在支撑转轴上且与主动齿轮相啮合。
6.所述支撑板上设置有与太阳能光伏板相匹配的u型凹槽，太阳能光伏板通过支架组安装在u型凹槽上方；所述支架组包括固定支架和升降支架，固定支架和升降支架的底部均固定在支撑板的u型凹槽内，固定支架的顶部与太阳能光伏板的底端相铰接，升降支架的顶部与太阳能光伏板的顶端活动连接。
7.所述升降支架包括支杆、导轮和微型气缸，微型气缸竖向固定在支撑板的u型凹槽内，微型气缸与控制模块相连接，且微型气缸的伸缩杆固定连接支杆的底端，支杆的顶端转动连接导轮；太阳能光伏板上设置有与导轮相匹配的导槽，导轮活动安装在导槽内。
8.所述清洁组件包括清洁刷、中心轴和两组驱动组件，清洁刷固定在中心轴上且与
太阳能光伏板相配合，中心轴的两端分别通过两组驱动组件与支撑板的两侧壁滑动连接。
9.所述驱动组件包括平移滑块、平移丝杆、微型电机和连杆，中心轴的端部通过连杆与平移滑块固定连接，平移滑块与平移丝杆螺纹连接；支撑板的侧壁开设有导槽，平移丝杆和微型电机均位于导槽内，且平移丝杆的一端固定连接微型电机、另一端通过轴承与导槽的侧壁转动连接，微型电机与控制模块相连接。
10.所述摄像模块采用红外摄像头，红外摄像头安装在电动云台上，电动云台通过支撑杆安装在支撑板上，且红外摄像头和电动云台均与控制模块相连接。
11.所述光照检测模块采用光照传感器，光照传感器安装在支撑板上，且光照传感器与控制模块相连接。
12.所述计量模块包括电压检测电路、电流检测电路和功率计算芯片，电压检测电路和电流检测电路均与功率计算芯片相连接，功率计算芯片与控制模块相连接。
13.采用上述结构的本实用新型，通过在底座上设置旋转支撑结构并与太阳能光伏组件相连接，实现当太阳光光照位置发生变化时，太阳能光伏组件可根据光照位置调整朝向方位，保证太阳能光伏组件能够更好地吸收光能；所设置的升降支架可以根据太阳光的光照强度对应的位置来改变太阳能光伏板的倾斜角度，使太阳能光伏板的光照面积达到最大化；且所设置的清洁刷能够将太阳能光伏板表面上的灰尘清理掉，避免影响光伏板的吸光效率以及散热效率。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为图1的结构剖视图；
17.图3为图2中a处的放大图；
18.图4为图1中b处的放大图。
19.图中：底座1；旋转支撑结构2，支撑转轴21，从动齿轮22，主动齿轮23，驱动电机24；太阳能光伏组件3，太阳能光伏板31，固定支架32，升降支架33，支杆33-1，导轮33-2，伸缩杆33-3，微型气缸33-4，支撑板34；清洁刷41，中心轴42，平移滑块43，平移丝杆44，微型电机45，导槽46，连杆47；红外摄像头51，电动云台52，支撑杆53；光照传感器6；控制模块7。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1所示，实施例1，本实用新型提供了一种光伏发电智能监控系统，包括底座1和太阳能光伏组件3，太阳能光伏组件3通过旋转支撑结构2安装在底座1上。所述旋转支撑
结构2包括支撑转轴21、从动齿轮22、主动齿轮23和驱动电机24，支撑转轴21的下部通过轴承与底座1转动连接、上部穿出底座1并与支撑板34固定连接，驱动电机24固定在支撑转轴21的一侧，且驱动电机24的输出端设有主动齿轮23，从动齿轮22设置在支撑转轴21上且与主动齿轮23相啮合。从而有驱动电机24带动主动齿轮23转动，主动齿轮23带动从动齿轮22转动，从动齿轮22带动支撑转轴21转动，支撑转轴21带动太阳能光伏组件3转动，实现当太阳光光照位置发生变化时，太阳能光伏组件3可根据光照位置调整朝向方位，保证太阳能光伏组件3能够更好地吸收光能。
22.所述太阳能光伏组件3包括太阳能光伏板31、支架组和支撑板34，太阳能光伏板31通过支架组安装在支撑板34上，支撑板34固定在旋转支撑结构2上。优选地，如图2所示，所述支撑板34上设置有与太阳能光伏板31相匹配的u型凹槽，u型凹槽的深度小于支撑板34的整体高度，太阳能光伏板31通过支架组安装在u型凹槽上方。所述支架组包括固定支架32和升降支架33，固定支架32和升降支架33的底部均固定在支撑板34的u型凹槽内，固定支架32的顶部与太阳能光伏板31的底端相铰接，升降支架33的顶部与太阳能光伏板31的顶端活动连接。即太阳能光伏板31底端的高度是固定的，太阳能光伏板31顶端的高度是可以通过升降支架33进行调节的，从而改变太阳能光伏板31的倾斜角度。如图3所示，所述升降支架33包括支杆33-1、导轮33-2和微型气缸33-4，微型气缸33-4竖向固定在支撑板34的u型凹槽内，微型气缸33-4与控制模块7相连接，且微型气缸33-4的伸缩杆33-3固定连接支杆33-1的底端，支杆33-1的顶端转动连接导轮33-2；太阳能光伏板31上设置有与导轮33-2相匹配的导槽，导轮33-2活动安装在导槽内。此结构实现启动微型气缸33-4，微型气缸33-4的伸缩杆33-3将带动支杆33-1向上移动，导轮33-2会在导槽内平移一定距离，最终使得太阳能光伏板31顶端高度上升，从而调节太阳能光伏板31的倾斜角度。
23.所述支撑板34上还设置有摄像模块和光照检测模块，底座1内分别设置有控制模块7、计量模块和无线通讯模块，摄像模块、光照检测模块、计量模块和清洁组件均与控制模块7相连接，控制模块7通过无线通讯模块与地面上的远程监控终端相连接。摄像模块用于实时采集太阳能光伏板31的视频信息，光照检测模块用于实时监测太阳光的光照情况，控制模块7接收所采集的视频信息和太阳光照情况并通过无线通讯模块传输给远程监控终端，便于工作人员远程监控分析太阳能光伏板31的工作状态。此外，旋转支撑结构中的驱动电机24以及升降支架中的微型气缸33-4均与控制模块7相连接，工作人员也可以通过远程监控终端下发相关控制指令给控制模块7，以控制整个监控系统的正常运行。
24.具体地，所述摄像模块采用uti120型号的红外摄像头51，红外摄像头51安装在电动云台52上，电动云台52通过支撑杆53安装在支撑板34上，且红外摄像头51和电动云台52均与控制模块7相连接。控制模块7可以控制电动云台52转动从而调整红外摄像头51的拍摄角度，红外摄像头51实时采集太阳能光伏板31的视频信息并传送给控制模块7。所述光照检测模块采用ha2003 型号的光照传感器6，光照传感器6安装在支撑板34上，且光照传感器6与控制模块7相连接。光照传感器6实时检测太阳光的光照强度并将信号发送给控制模块7，控制模块7接收信号后控制驱动电机24转动，以调节太阳能光伏板31的倾斜角度使其转动到光照强度较强的位置处；同时也可控制微型气缸33-4转动，来调节太阳能光伏板31的倾斜角度，使其光照面积达到最大化。
25.所述计量模块包括电压检测电路、电流检测电路和功率计算芯片，功率计量芯片
的型号为hlw8032，电压检测电路和电流检测电路均与功率计算芯片相连接，功率计算芯片与控制模块7相连接。电压检测电路用于实时监测太阳能光伏板31运行时的电压数据，电流检测电路用于实时监测太阳能光伏板31运行时的电流数据，功率计算芯片接收电压、电流数据后计算出功率并传输给控制模块7，控制模块7通过无线通讯模块传输给远程监控终端，便于工作人员对相关数据进行分析处理以及数据对比等。
26.本实施例中，所述的控制模块可采用stm32f103型号的控制器，无线通讯模块可采用wifi模块、蓝牙模块、4g/5g模块等其中的任意一种或多种，使得控制模块与远程监控终端之间建立双向通信，一方面实现控制模块所接收的信号可传输到远程监控终端便于工作人员实时监控，另一方面工作人员也可通过远程监控终端下发相关控制指令给控制模块，以实现对整个监控系统的远程控制，确保整个监控系统的正常运行。所述的远程监控终端包括上位机和服务器，且服务器分别与上位机和控制模块相连接。
27.实施例2，一种光伏发电智能监控系统，所述支撑板34上还设置有与太阳能光伏板31相匹配的清洁组件，如图4所示，该清洁组件包括清洁刷41、中心轴42和两组驱动组件，清洁刷41固定在中心轴42上且与太阳能光伏板31相配合，即清洁刷41的最低面与太阳能光伏板31的上表面相贴合，以将太阳能光伏板31表面上的灰尘清理掉。中心轴42的两端分别通过两组驱动组件与支撑板34的左右两侧壁滑动连接，具体为驱动组件包括平移滑块43、平移丝杆44、微型电机45和连杆47，中心轴42的端部通过连杆47与平移滑块43固定连接，平移滑块43与平移丝杆44螺纹连接，支撑板34的侧壁开设有导槽46，平移丝杆44和微型电机45均位于导槽46内，且平移丝杆44的一端固定连接微型电机45、另一端通过轴承与导槽46的侧壁转动连接。微型电机45为正反转电机且与控制模块7相连接。此结构实现微型电机45转动将带动平移丝杆44转动，使得平移滑块43沿着平移丝杆44上的螺纹在导槽46内左右滑动，从而带动中心轴42沿着太阳能光伏板31的表面上下运动，进而使得清洁刷41将太阳能光伏板31表面上的灰尘清理掉。
28.本实施例中为清洁刷41不使用时位于太阳能光伏板31的顶端外侧，当使用时，首先控制升降支架33回缩并使其与固定支架32的高度一致，即太阳能光伏板31平置于支撑板34的u型凹槽上方，然后控制清洁刷41从太阳能光伏板31的顶端沿着太阳能光伏板31的表面向下运动从而对太阳能光伏板31的表面进行清洁。由于太阳能光伏板31是安装在支撑板34的u型凹槽上方，太阳能光伏板31的底边与支撑板34的底边平齐或太阳能光伏板31的底边略伸出u型凹槽，从而避免清理的灰尘落到或堆积到支撑板34上。
29.其他结构与实施例1相同。
30.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。