一种户外采集太阳能的光伏发电装置的制作方法

本实用新型属于光伏发电技术领域，具体涉及一种户外采集太阳能的光伏发电装置。

背景技术：

随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的青睐。太阳能发电已成为获取电力的一种重要手段，其不受地域、线路、气候等制约，具有其他发电手段不可替代的优势。但是太阳能的收集利用受地形、地势、位置、光照方向、光照强度等自然条件的影响很大，这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。目前很多太阳能板阵列基本上都是固定的，没有充分利用太阳能资源，太阳能利用率低下。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型公开了一种户外采集太阳能的光伏发电装置，能够通过光传感器采集光照强度，能够控制太阳能板随太阳转动，从而使太阳能板收集到更多的太阳能，充分利用太阳能资源，提高太阳能利用率。

本实用新型提供了一种户外采集太阳能的光伏发电装置，包括太阳能板、支撑架和控制器；

所述太阳能板的一端可转动的固定在所述支撑架上，所述太阳能板的另一端通过驱动杆连接在所述支撑架的驱动机构上，所述驱动机构通过所述驱动杆驱动所述太阳能板转动；

所述太阳能板的四角分别设有光传感器，所述光传感器和所述驱动机构分别与所述控制器电连接。

优选地，所述太阳能板的一端通过转轴ⅰ铰接在所述支撑架的顶端。

优选地，所述转轴ⅰ的两侧套设有扭力弹簧ⅰ，所述扭力弹簧ⅰ的一个簧脚固定在所述支撑架的顶端，所述扭力弹簧ⅰ的另一个簧脚固定在所述太阳能板上。

优选地，所述驱动机构包括滑块、丝杆和电机；

所述丝杆竖向设置于所述支撑架内，所述丝杆的下端设有所述电机，所述滑块套设在所述丝杆上；

所述驱动杆的一端可转动的固定在所述太阳板上，所述驱动杆的另一端可转动的固定在所述滑块上。

优选地，所述驱动机构还包括变速器，所述变速器设置于所述丝杆和所述电机之间。

优选地，所述变速器包括第一齿轮和第二齿轮；

所述第一齿轮和所述第二齿轮相互啮合，所述电机的输出轴连接所述第一齿轮，所述第二齿轮通过连接轴连接所述丝杆的下端。

优选地，所述驱动杆的另一端通过转轴ⅱ铰接在所述滑块上。

优选地，所述转轴ⅱ的两侧设有扭力弹簧ⅱ，所述扭力弹簧ⅱ的一个簧脚固定在所述驱动杆上，所述扭力弹簧ⅱ的另一个簧脚固定在所述滑块上。

优选地，所述支撑架内设有用于限定所述丝杆的两限位支架；一限位支架设置于所述丝杆的上部，另一限位支架设置于所述丝杆的下部。

优选地，所述光传感器采用光敏电阻。

本实用新型的技术方案，能够通过光传感器采集光照强度，能够控制太阳能板随太阳转动，从而使太阳能板收集到更多的太阳能，充分利用太阳能资源，提高太阳能利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例中户外采集太阳能的光伏发电装置的结构示意图；

图2为本实施例中户外采集太阳能的光伏发电装置的电路原理图；

图3为本实施例中光采集模块的电路结构图；

图4为本实施例中电机驱动模块的电路结构图；

图5为本实施例中电源模块的电路结构图。

附图标记：

1-太阳能板、2-支撑架、3-驱动杆、4-驱动机构、5-光传感器、6-转轴ⅰ、7-转轴ⅱ、8-限位支架

41-滑块、42-丝杆、43-变速器、44-电机

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例：

本实施例提供了一种户外采集太阳能的光伏发电装置，如图1-图5所示，包括太阳能板1、支撑架2和控制器；

所述太阳能板1的一端可转动的固定在所述支撑架2上，所述太阳能板1的另一端通过驱动杆3连接在所述支撑架2的驱动机构4上，所述驱动机构4通过所述驱动杆3驱动所述太阳能板1转动；

所述太阳能板1的四角分别设有光传感器5，所述光传感器5采用光敏电阻，所述光传感器5和所述驱动机构4分别与所述控制器电连接。

本实施例中，通过光传感器5采集光照强度，并将采集的光照强度发送给控制器，本实施例在太阳能板1的四角均设有光传感器5，光传感器5朝向不同的角度，因此各光传感器5采集的光照强度不同(朝向太阳的光传感器5采集的光照强度较大)，控制器可根据不同的光照强度控制太阳能板1随太阳转动，也可根据预设的时间参数控制太阳能板1随太阳转动。

本实施例中，所述太阳能板1的一端通过转轴ⅰ6铰接在所述支撑架2的顶端。所述转轴ⅰ6的两侧套设有扭力弹簧ⅰ，所述扭力弹簧ⅰ的一个簧脚固定在所述支撑架2的顶端，所述扭力弹簧ⅰ的另一个簧脚固定在所述太阳能板1上。

本实施例的所述驱动机构4包括滑块41、丝杆42、变速器43、和电机44；所述丝杆42竖向设置于所述支撑架2内，所述丝杆42的下端设有所述电机44，所述滑块41套设在所述丝杆42上；

所述变速器43设置于所述丝杆42和所述电机44之间。所述变速器43包括第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮和所述第二齿轮相互啮合，所述电机44的输出轴连接所述第一齿轮，所述第二齿轮通过连接轴连接所述丝杆42的下端。

本实施例中，所述驱动杆3的另一端通过转轴ⅱ7铰接在所述滑块41上。所述转轴ⅱ7的两侧设有扭力弹簧ⅱ，所述扭力弹簧ⅱ的一个簧脚固定在所述驱动杆3上，所述扭力弹簧ⅱ的另一个簧脚固定在所述滑块41上。

本实施例中控制器控制电机44的工作状态，当电机44顺时针转动时，丝杆42顺时针转动，滑块41随丝杆42的转动而向下移动，驱动杆3随滑块41向下移动，太阳能板1向右切斜，朝向东方升起的太阳，从而更好的收集太阳能。在一天当中，太阳东升西落，太阳能板1朝向太阳转动。当电机44逆时针转动时，丝杆42逆时针转动，滑块41随丝杆42的转动逐渐向上移动，驱动杆3随滑块41向上移动，太阳能板1的倾斜状态逐渐改变，太阳能板1的状态：向右倾斜-水平-向左倾斜，从而使太阳能板1始终朝向太阳，更好的收集太阳能。

本实施例中，所述支撑架2内设有用于限定所述丝杆42的两限位支架8；一限位支架8设置于所述丝杆42的上部，另一限位支架8设置于所述丝杆42的下部。所述限位支架8内设有与所述丝杆42相适配的通孔，本实施例通过两限位支架8将丝杆42更好的固定在支撑架2上。

本实施例中，所述控制器包括光采集模块、电机44驱动模块、微处理器和电源模块，所述光传感器5、光采集模块与微处理器依次电连接，所述驱动机构4、电机44驱动模块和微处理器依次电连接，所述电源模块为光采集模块、电机44驱动模块和微处理器供电。所述微处理器采用的型号为stm32f103vet6。

如图3所示，所光采集模块包括放大器u1；所光敏电阻r5的一端接地，所述光敏电阻的另一端经电阻r4接5v电源，所述光敏电阻r5和电阻r4的公共端接放大器u1的正向输入端，所述放大器u1的负向输入端接滑动电阻r6的滑动端，所述滑动电阻r6的另两端分别接5v电源和接地，所述放大器u1的输出端经电阻r7接5v电源、经电容c1接地，所述放大器u1的输出端还接微处理器的光检测端(stm32f103vet6的pa2引脚)。

本实施例中，放大器u1采用的型号为lm393，光敏电阻用于检测光照强度，其检测的光照强度信号经放大器lm393放大处理后发送给微处理器进行处理，从而得到太阳的光照强度。

如图4所示，所述电机44驱动模块包括两个继电器；所述微处理器通过两个继电器rl1和rl2控制所述电机44转动；

所述微处理器输出有两路电机44驱动信号(stm32f103vet6的pc1、pc2引脚)，每一路电机44驱动信号控制一个继电器的线圈电源通断，两个继电器的常开触点均接电源，一个继电器rl1的公共触点接电机44的正相电源连接端m+，另一个继电器rl2的公共触点接电机44的反相电源连接端m-，两个继电器的常闭触点均经过电阻r3接地。

本实施例中，微处理器通过继电器rl1控制电机44顺时针转动，丝杆42随之正顺时针转动，太阳能板1向右倾斜；微处理器通过继电器rl2控制电机44逆时针转动，丝杆42随之逆时针转动，太阳能板1由向右倾斜变为水平，进而向左倾斜。

本实施例的所述控制器还包括通讯模块，所述通讯模块与微处理器电连接，所述通讯模块采用esp32模块，控制器通过esp32模块与远程终端通信，可接收远程终端的指令，根据指令控制太阳能板1的状态。

如图5所示，所述电源模块包括第一转换芯片u2和第二转换芯片u3；

所述第一转换芯片u2的输入端接12v电源，所述第一转换芯片u2的输出端接第二转换芯片u3的输入端，所述第二转换芯片u3的输出端经依次串联的指示灯led1和电阻r8接地，所述第一转换芯片u2的输出端输出5v电压，所述第二转换芯片u3的输出端输出3.3v电压。

本实施例的所述第一转换芯片u2采用的型号为lm7805ct，述第二转换芯片u3采用的型号为ams11173。由于控制器内的不同模块的工作电压不同，因此通过电源模块为工作电压是5v和3.3v的模块供电。

综上所述，本实施例的技术方案，能够通过光传感器5采集光照强度，能够控制太阳能板1随太阳转动，从而使太阳能板1收集到更多的太阳能，充分利用太阳能资源，提高太阳能利用率。

这里，要说明的是，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、算法、方法本身，即使本实用新型涉及一点功能、算法、方法，但并不包含对功能、算法、方法本身提出的改进。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。