一种家用小型太阳能热发电设备的制作方法

本发明涉及发电设备技术领域，具体为一种家用小型太阳能热发电设备。

背景技术：

当今社会是个能源吃紧的社会，社会号召开发发明能源，开发绿色环保的能源方式，而利用取之不尽用之不竭的太阳能发电是最合适的能源种类之一。太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。在环保意识逐渐抬头下，太阳能发电已被视为能源科技的显学，而太阳能是一种取之不尽、用之不竭的天然能源，又具安全、方便及无污染的特性，故以太阳能为再生能源的开发利用有其必要性。

但现有的太阳能发电设备，由于阳光的照射角度不同，太阳能电池板吸收能量并转化电流的强度是不同的，然而，目前大部分小型太阳能发电装置没有相应的阳光角度和方位追踪功能，且体积较大，不方便移动和安装，便携性较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种家用小型太阳能热发电设备，以达到跟踪阳光、小型、方便移动和安装的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种家用小型太阳能热发电设备，包括设备主体，所述设备主体顶端设置有太阳能板，所述设备主体底端设置有支撑脚，所述支撑脚底端设置有固定底座，所述固定底座底端设置有万向轮，所述太阳能板一侧设置有凸块，所述凸块顶端设置有安装板，所述安装板外侧设置有安装槽，所述安装板一侧设置有凹槽，所述安装板底端设置有转轴，所述转轴底端设置有电动升降杆，所述电动升降杆底端设置有固定座，所述太阳能板顶端表面设置有光敏管，所述设备主体内壁底端设置有蓄电池，所述蓄电池顶端设置有小型驱动电机，所述小型驱动电机顶端设置有转盘，所述支撑脚内壁设置有伸缩杆，所述支撑脚内壁设置有活动槽，所述凸块一侧设置有固定孔，所述蓄电池顶端一侧设置有控制主板。

作为本发明的优选技术方案，所述支撑脚、固定底座与万向轮均设置有四组，所述支撑脚、固定底座与万向轮均呈矩阵排列。

作为本发明的优选技术方案，所述固定底座上设置有螺栓孔。

作为本发明的优选技术方案，凸块与安装板数量均为四组，所述凸块与安装板呈对应设置。

作为本发明的优选技术方案，所述凸块与凹槽的尺寸相适配，所述凸块通过凹槽与安装板插接,所述固定孔的尺寸与安装槽的尺寸相适配，所述安装槽通过螺栓与固定孔固定连接。

作为本发明的优选技术方案，所述安装板通过转轴与固定座活动连接，所述电动升降杆通过转轴与安装板活动连接。

作为本发明的优选技术方案，所述小型驱动电机通过转盘与固定座传动连接。

作为本发明的优选技术方案，所述活动槽的尺寸与万向轮的尺寸适配，所述万向轮通过伸缩杆与活动槽活动连接。

作为本发明的优选技术方案，所述电动升降杆、光敏管与小型驱动电机均与控制主板电性连接。

作为本发明得优选技术方案，还包括：太阳能板自动除尘装置；

所述太阳能板自动除尘装置由第一控制器以及与所述第一控制器连接的微型摄像头、图像处理分析模块、风机组成；

多个所述风机均匀设置在所述太阳能板左侧；

所述微型摄像头，用于采集所述太阳能板的上方图像；

所述图像处理分析模块，用于对所述上方图像进行预处理；

所述第一控制器，用于当预处理结果为所述上方图像曝光不足或曝光过度时，对所述上方图像的灰度范围进行线性扩展，直至所述上方图像的曝光度处于预设曝光度范围内为止；

所述图像处理分析模块，还用于利用灰度变换法对所述曝光度在预设范围内的上方图像进行处理，获得待比较图像，并与预设标准图像进行对比，提取所述待比较图像的阴影部分；

所述第一控制器，还用于基于所述阴影部分确定所述太阳能板上遮挡物的位置信息，并判断所述遮挡物的位置信息是否属于非目标物体的投影，若不是，控制距离所述遮挡物直线距离最近的风机在预设时间段内开始工作，直至所述遮挡物离开所述太阳能板为止；

同时，还控制多个所述风机在预设时间周期内协同工作，来对所述太阳能板进行灰尘清理工作。

作为本发明的优选技术方案，还包括：转换装置；

所述转换装置由第二控制器以及与所述第二控制器连接的转换模块、计算模块、电机、显示屏组成，且分别与所述蓄电池连接；

所述第二控制器，用于基于所述光敏管获取外界各角度太阳光强度，并选取太阳光最强的角度，控制所述电机带动所述太阳能板倾向所述太阳光最强的角度；

所述第二控制器，还用于控制所述计算模块根据公式(1)、(2)计算所述太阳能板在对应的所述太阳光最强的角度下接收的总太阳辐射量：

其中，δ表示所述太阳能板倾斜照射辐射比，α表示当地纬度，τ表示当地赤纬夹角，β表示所述太阳能板倾斜角度，φ表示时角，l表示所述太阳能板在对应的所述太阳光最强的角度下接收的总太阳辐射量，i1表示所述太阳能板在对应的所述太阳光最强的角度下的辐射值，i表示所述太阳能板接收到太阳光整个过程对应的平均辐射值，i2表示散射辐射值取值大于0，f表示地面基于太阳能板的辐射反射系数；

所述第二控制器，还用于控制所述显示屏接收并显示所述计算模块的总太阳辐射量；

同时，所述第二控制器，还用于当所述总太阳辐射量大于预设辐射值时，控制所述蓄电池存储所述转换模块将所述太阳能板2采集的太阳能转换成的电能。

与现有技术相比，本发明提供了一种家用小型太阳能热发电设备，具备以下有益效果：

1、该一种家用小型太阳能热发电设备，通过设置万向轮、固定底座、伸缩杆、活动槽，使得设备主体在方便移，在不需要移动时将万向轮收纳经活动槽内，通过了放置的稳定性，通过固定底座上设置的螺栓孔，方便其安装；

2、该一种家用小型太阳能热发电设备，通过设置安装板，凸块，凹槽、安装槽、凸块6与凹槽9的尺寸相适配，凸块6通过凹槽9与安装板7插接，固定孔19的尺寸与安装槽8的尺寸相适配，安装槽8通过螺栓与固定孔19固定连接，只需通过螺栓就可以固定太阳能板，使太阳能板安装拆卸更加方便；

3、该一种家用小型太阳能热发电设备，通过设置电动升降杆、转轴、转盘、小型驱动电机、控制主板，这样使得设备主体可以通过光敏管根据太阳管的强度的信息转递控制主板，控制主板控制电动升降杆与小型驱动电机调节太阳能板的方向和角度，使其跟踪太阳光的朝向。

4、该一种家用小型太阳能热发电设备，通过设置太阳能板自动除尘装置将太阳能板上的落叶、树枝、灰尘等杂质清理，由第一控制器控制微型摄像头采集太阳能板上方当前的图像，如所采集的图像曝光度不足或者过度曝光时，由图像处理分析模块对所述上方图像的灰度范围进行线性扩展，直至所述上方图像的曝光度处于预设曝光度范围内为止，由图像处理分析模块利用灰度变换法对所述曝光度在预设范围内的上方图像进行处理，获得待比较图像，并与预设标准图像进行对比，提取所述待比较图像的阴影部分，确定太阳能板上是否有遮挡物，若是，控制距离遮挡物直线距离最近的风机在预设时间段内开始工作，直至遮挡物离开所述太阳能板为止，在一个预设时间周期内，风机开始工作，清理太阳能板上的灰尘，这样一来，使得太阳能板保持干净和极高的透光性，保持最高的吸面积，提高工作效率。

5、该一种家用小型太阳能热发电设备，通过设置转换装置将太阳能板所采集的太阳辐射转换为电能，由第二控制器基于光敏管获取外界各角度太阳光强度，并选取太阳光最强的角度，由电机带动太阳能板倾向所述太阳光最强的角度最大限度获取太阳辐射，由计算模块根据公式计算太阳能板在太阳光最强的角度下接收的总太阳辐射量，并将计算结果传送到显示屏进行显示，通过计算太阳能板在太阳光最强的角度下接收的总太阳辐射量并传送到显示屏供使用者参阅，进而可判断当前太阳能板的角度是否为最佳值，若不是可以手动调节。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明结构示意图；

图4为本发明结构示意图；

图5为本发明太阳能板自动除尘装置示意图；

图6为本发明转换装置示意图。

图中：1、设备主体；2、太阳能板；3、支撑脚；4、固定底座；5、万向轮；6、凸块；7、安装板；8、安装槽；9、凹槽；10、转轴；11、电动升降杆；12、固定座；13、光敏管；14、蓄电池；15、小型驱动电机；16、转盘；17、伸缩杆；18、活动槽；19、固定孔；20、控制主板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本实施方案中：一种家用小型太阳能热发电设备，包括设备主体1，设备主体1顶端设置有太阳能板2，设备主体1底端设置有支撑脚3，支撑脚3底端设置有固定底座4，固定底座4底端设置有万向轮5，太阳能板2一侧设置有凸块6，凸块6顶端设置有安装板7，安装板7外侧设置有安装槽8，安装板7一侧设置有凹槽9，安装板7底端设置有转轴10，转轴10底端设置有电动升降杆11，电动升降杆11底端设置有固定座12，太阳能板2顶端表面设置有光敏管13，设备主体1内壁底端设置有蓄电池14，蓄电池14顶端设置有小型驱动电机15，小型驱动电机15顶端设置有转盘16，支撑脚3内壁设置有伸缩杆17，支撑脚3内壁设置有活动槽18，凸块6一侧设置有固定孔19，所述蓄电池14顶端一侧设置有控制主板20。

本实施例中，支撑脚3、固定底座4与万向轮5均设置有四组，支撑脚3、固定底座4与万向轮5均呈矩阵排列，这样设置使得设备主体1放置的稳定性更好；固定底座4上设置有螺栓孔，这样设置方便设备主体1安装固定；凸块6与安装板7数量均为四组，凸块6与安装板7呈对应设置，这样设置使得太阳能板2安装固定的结构更加稳定；凸块6与凹槽9的尺寸相适配，凸块6通过凹槽9与安装板7插接，固定孔19的尺寸与安装槽8的尺寸相适配，安装槽8通过螺栓与固定孔19固定连接，这样设置只需通过螺栓就可以固定太阳能板2，使太阳能板2安装拆卸更加方便；安装板7通过转轴10与固定座12活动连接，电动升降杆11通过转轴10与安装板7活动连接，这样说设置可以通过电动升降杆11的升降调节太阳能板2的角度；该一种家用小型太阳能热发电设备，通过设置安装板7，凸块6，凹槽9、安装槽8，凸块6与凹槽9的尺寸相适配，凸块6通过凹槽9与安装板7插接，固定孔19的尺寸与安装槽8的尺寸相适配，安装槽8通过螺栓与固定孔19固定连接，只需通过螺栓就可以固定太阳能板2，使太阳能板2安装拆卸更加方便；小型驱动电机15通过转盘16与固定座12传动连接，这样设置可以通过小型驱动电机15来调节太阳能板2的朝向；活动槽18的尺寸与万向轮5的尺寸适配，万向轮5通过伸缩杆17与活动槽18活动连接，这样设置可以在不需要移动时将万向轮5收纳经活动槽18内；电动升降杆11、光敏管13与小型驱动电机15均与控制主板20电性连接，这样使得设备主体1可以通过光敏管13根据太阳管的强度的信息转递控制主板20，控制主板20控制电动升降杆11与小型驱动电机15调节太阳能板2的方向和角度，使其跟踪太阳光的朝向。

本发明的工作原理及使用流程：通过太阳能板2将光能转换为电能，储存到蓄电池14内，且通过设置万向轮5、固定底座4、伸缩杆17，活动槽18，活动槽18的尺寸与万向轮5的尺寸适配，万向轮5通过伸缩杆17与活动槽18活动连接，使得设备主体1在方便移，在不需要移动时将万向轮5收纳经活动槽18内，通过了放置的稳定性，通过固定底座4上设置的螺栓孔，方便其安装；通过设置，电动升降杆11、转轴10、转盘16、小型驱动电机15，控制主板20，安装板7通过转轴10与固定座12活动连接，电动升降杆11通过转轴10与安装板7活动连接，小型驱动电机15通过转盘16与固定座12传动连接，电动升降杆11、光敏管13与小型驱动电机15均与控制主板20电性连接，这样使得设备主体1可以通过光敏管13根据太阳管的强度的信息转递控制主板20，控制主板20控制电动升降杆11与小型驱动电机15调节太阳能板2的方向和角度，使其跟踪太阳光的朝向。

请参阅图5，还包括：太阳能板自动除尘装置；

所述太阳能板自动除尘装置由第一控制器以及与所述第一控制器连接的微型摄像头、图像处理分析模块、风机组成；

多个所述风机均匀设置在所述太阳能板2左侧；

所述微型摄像头，用于采集所述太阳能板2的上方图像；

所述图像处理分析模块，用于对所述上方图像进行预处理；

所述第一控制器，用于当预处理结果为所述上方图像曝光不足或曝光过度时，对所述上方图像的灰度范围进行线性扩展，直至所述上方图像的曝光度处于预设曝光度范围内为止；

所述图像处理分析模块，还用于利用灰度变换法对所述曝光度在预设范围内的上方图像进行处理，获得待比较图像，并与预设标准图像进行对比，提取所述待比较图像的阴影部分；

所述第一控制器，还用于基于所述阴影部分确定所述太阳能板2上遮挡物的位置信息，并判断所述遮挡物的位置信息是否属于非目标物体的投影，若不是，控制距离所述遮挡物直线距离最近的风机在预设时间段内开始工作，直至所述遮挡物离开所述太阳能板2为止；

其中，非目标物体指其他物体在太阳下的投影，如树影、人影等；

同时，还控制多个所述风机在预设时间周期内协同工作，来对所述太阳能板2进行灰尘清理工作。

上述方案的工作原理以及有益效果：该一种家用小型太阳能热发电设备，通过设置太阳能板自动除尘装置由第一控制器控制微型摄像头采集太阳能板上方当前的图像，如所采集的图像曝光度不足或者过度曝光时，由图像处理分析模块对所述上方图像的灰度范围进行线性扩展，直至所述上方图像的曝光度处于预设曝光度范围内为止，由图像处理分析模块利用灰度变换法对所述曝光度在预设范围内的上方图像进行处理，获得待比较图像，并与预设标准图像进行对比，提取所述待比较图像的阴影部分，确定太阳能板上是否有遮挡物，若是，控制距离遮挡物直线距离最近的风机在预设时间段内开始工作，直至遮挡物离开所述太阳能板为止，在一个预设时间周期内，风机开始工作，清理太阳能板上的灰尘，这样一来，使得太阳能板保持干净和极高的透光性，保持最高的吸面积，提高工作效率。

请参阅图6，还包括：转换装置；

所述转换装置由第二控制器以及与所述第二控制器连接的转换模块、计算模块、电机、显示屏组成，且分别与所述蓄电池14连接；

所述第二控制器，用于基于所述光敏管13获取外界各角度太阳光强度，并选取太阳光最强的角度，控制所述电机带动所述太阳能板2倾向所述太阳光最强的角度；

所述第二控制器，还用于控制所述计算模块根据公式(1)、(2)计算所述太阳能板2在对应的所述太阳光最强的角度下接收的总太阳辐射量：

其中，δ表示所述太阳能板2倾斜照射辐射比，α表示当地纬度，τ表示当地赤纬夹角，β表示所述太阳能板2倾斜角度，φ表示时角，l表示所述太阳能板2在对应的所述太阳光最强的角度下接收的总太阳辐射量，i1表示所述太阳能板2在对应的所述太阳光最强的角度下的辐射值，i表示所述太阳能板2接收到太阳光整个过程对应的平均辐射值，i2表示散射辐射值取值大于0，f表示地面基于太阳能板的辐射反射系数；

其中i2与取值与有关；

所述第二控制器，还用于控制所述显示屏接收并显示所述计算模块的总太阳辐射量；

同时，所述第二控制器，还用于当所述总太阳辐射量大于预设辐射值时，控制所述蓄电池存储所述转换模块将所述太阳能板2采集的太阳能转换成的电能。

上述方案的工作原理以及有益效果：该一种家用小型太阳能热发电设备，通过设置转换装置将太阳能板所采集的太阳辐射转换为电能，由第二控制器基于光敏管获取外界各角度太阳光强度，并选取太阳光最强的角度，由电机带动太阳能板倾向所述太阳光最强的角度最大限度获取太阳辐射，由计算模块根据公式计算太阳能板在太阳光最强的角度下接收的总太阳辐射量，并将计算结果传送到显示屏进行显示，通过计算太阳能板在太阳光最强的角度下接收的总太阳辐射量并传送到显示屏供使用者参阅，进而可判断当前太阳能板的角度是否为最佳值，若不是可以手动调节。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。