一种智能光伏发电系统

本实用新型属于光伏发电技术领域，具体涉及一种智能光伏发电系统。

背景技术：

近年来，太阳能发电已经成为一种趋势，太阳能发电愈发普及。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，一些小型的光伏发电系统广泛应用在日常生产生活中。但传统的固定式太阳能板只能朝着某个固定方向，这种结构的发电效率是及其低下的，而且太阳能板发出来的电是直流电，有时需要转换成交流电，才能投入到实际的生产生活中。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种智能光伏发电系统，其结构简单，设计合理，实现方便，能够实现始终保持太阳能发电板近似正对太阳方向，提高发电效率，效果显著，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能光伏发电系统，包括控制单元和随动机构，所述随动机构包括底座和太阳能发电板，所述底座上设置有第一舵机和第二舵机，以及竖直设置的中心支撑杆；所述中心支撑杆靠近太阳能发电板的一端连接有第一万向节，所述第一舵机的输出轴上连接有第一加长臂，所述第一加长臂上连接有竖直设置的第一连杆，所述第一连杆靠近太阳能发电板的一端连接有第二万向节，所述第二舵机的输出轴上连接有第二加长臂，所述第二加长臂上连接有竖直设置的第二连杆，所述第二连杆靠近太阳能发电板的一端连接有第三万向节，所述第一万向节、第二万向节和第三万向节均与太阳能发电板连接；所述控制单元包括控制随动机构动作的控制器和用于将太阳能发电板发出的直流电转换为交流电的逆变电路，所述控制器的输入端接有设置在太阳能发电板上表面的光源检测模块，所述第一舵机和第二舵机均与控制器的输出端连接。

上述的一种智能光伏发电系统，所述第一舵机和第二舵机均通过支座固定在底座上。

上述的一种智能光伏发电系统，所述第一舵机和第二舵机相互垂直设置。

上述的一种智能光伏发电系统，所述底座上设置有第一开槽和第二开槽，所述第一开槽设置在第一加长臂下方，用于避免第一加长臂动作时与底座发生干涉，所述第二开槽设置在第二加长臂下方，用于避免第二加长臂动作时与底座发生干涉。

上述的一种智能光伏发电系统，所述第一万向节、第二万向节和第三万向节与太阳能发电板的连接处均设置有尼龙连接头。

上述的一种智能光伏发电系统，所述光源检测模块包括设置在太阳能发电板四周的四个光敏电阻。

上述的一种智能光伏发电系统，所述太阳能发电板包括用于储存直流电的光伏蓄电池。

上述的一种智能光伏发电系统，所述逆变电路包括pwm控制芯片sg3525、场效应管q1、场效应管q2、场效应管q3、发光二极管led1、开关k1、可变电阻rw、非极性电容c1、非极性电容c2、非极性电容c3、非极性电容c4、非极性电容ct、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8和电阻rt，以及直流电输入端in和交流电输出端out；所述直流电输入端in的正极端子通过电阻r1与场效应管q1的栅极连接，且与交流电输出端out的正极端子连接，所述直流电输入端in的负极端子与场效应管q1的源极连接，所述场效应管q1的漏极、场效应管q2的漏极、场效应管q3的漏极、电阻r3的一端、电阻r5的一端、电阻r6的一端、电阻r7的一端、非极性电容c1的一端、非极性电容ct的一端和可变电阻rw不动端的一端均与pwm控制芯片sg3525的第12引脚连接，所述pwm控制芯片sg3525的第14引脚通过电阻r2与场效应管q2的栅极连接，且与电阻r3的另一端连接，所述pwm控制芯片sg3525的第11引脚通过电阻r4与场效应管q3的栅极连接，且与电阻r5的另一端连接，所述场效应管q2的源极与交流电输出端out的b相端子连接，且与非极性电容c2的一端连接，所述场效应管q3的源极与交流电输出端out的a相端子连接，且与非极性电容c2的另一端连接，所述pwm控制芯片sg3525的第5引脚与非极性电容ct的另一端连接，且通过电阻r8与pwm控制芯片sg3525的第7引脚连接，所述pwm控制芯片sg3525的第6引脚与电阻rt的一端连接，所述电阻rt的另一端和可变电阻rw不动端的另一端均与可变电阻rw的滑动端连接，所述pwm控制芯片sg3525的第1引脚、电阻r6的另一端和电阻r7的另一端均与发光二极管led1的阴极连接，所述pwm控制芯片sg3525的第13引脚、第15引脚、发光二极管led1的阳极和非极性电容c3的一端均与开关k1的一端连接，所述开关k1的另一端与非极性电容c1的另一端连接，所述pwm控制芯片sg3525的第10引脚与非极性电容c3的另一端连接，且与交流电输出端out的正极端子连接，所述pwm控制芯片sg3525的第8引脚通过非极性电容c4与交流电输出端out的正极端子连接，所述pwm控制芯片sg3525的第2引脚与第16引脚连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，设计合理，实现方便。

2、本实用新型随动机构通过使用第一万向节、第二万向节和第三万向节与太阳能发电板连接，能使不在同一轴线或轴线折角较大或轴向移动较大的两轴等角速连续回转，并可靠地传递转矩和运动，既有一定的灵活度，又有一定的接触面积，可以稳定的支撑太阳能发电板。

3、本实用新型逆变电路采用了pwm控制芯片sg3525产生pwm,不涉及软件编程,只需搭建外围器件,结构简单,易于实现。

4、本实用新型能够实现自动识别环境中光照强度，太阳能发电板自动追踪太阳光源，始终保持太阳能发电板近似正对太阳方向，使太阳能发电板工作在最大功率点附近，提高发电效率，效果显著，便于推广使用。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，能够实现始终保持太阳能发电板近似正对太阳方向，提高发电效率，效果显著，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型随动机构的结构示意图；

图2为本实用新型控制单元中控制器连接部分的原理框图；

图3为本实用新型逆变电路的电路原理图。

附图标记说明:

1—底座；2—太阳能发电板；3—第一舵机；

4—第二舵机；5—中心支撑杆；6—第一万向节；

7—第一加长臂；8—第一连杆；9—第二万向节；

10—第二加长臂；11—第二连杆；12—第三万向节；

13—控制器；14—光源检测模块；15—第一开槽；

16—第二开槽。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的智能光伏发电系统，包括控制单元和随动机构，所述随动机构包括底座1和太阳能发电板2，所述底座1上设置有第一舵机3和第二舵机4，以及竖直设置的中心支撑杆5；所述中心支撑杆5靠近太阳能发电板2的一端连接有第一万向节6，所述第一舵机3的输出轴上连接有第一加长臂7，所述第一加长臂7上连接有竖直设置的第一连杆8，所述第一连杆8靠近太阳能发电板2的一端连接有第二万向节9，所述第二舵机4的输出轴上连接有第二加长臂10，所述第二加长臂10上连接有竖直设置的第二连杆11，所述第二连杆11靠近太阳能发电板2的一端连接有第三万向节12，所述第一万向节6、第二万向节9和第三万向节12均与太阳能发电板2连接；所述控制单元包括控制随动机构动作的控制器13和用于将太阳能发电板2发出的直流电转换为交流电的逆变电路，结合图2，所述控制器13的输入端接有设置在太阳能发电板2上表面的光源检测模块14，所述第一舵机3和第二舵机4均与控制器13的输出端连接。

具体实施时，随动机构用于带动太阳能发电板2转动，中心支撑杆5连接在太阳能发电板2的中心位置，用于稳定支撑太阳能发电板2。

本实施例中，所述第一舵机3和第二舵机4均通过支座固定在底座1上。

本实施例中，所述第一舵机3和第二舵机4相互垂直设置。

具体实施时，为了获得太阳能发电板2最大的仰角，第一舵机3和第二舵机4相互垂直安装。

本实施例中，所述底座1上设置有第一开槽15和第二开槽16，所述第一开槽15设置在第一加长臂7下方，用于避免第一加长臂7动作时与底座1发生干涉，所述第二开槽16设置在第二加长臂10下方，用于避免第二加长臂10动作时与底座1发生干涉。

具体实施时，现有的舵机输出头无法满足本系统的行程需求，因此在第一舵机3的输出轴上连接第一加长臂7，在第二舵机4的输出轴上连接第二加长臂10，第一加长臂7和第二加长臂10在动作过程中与底座1会发生干涉，因此，在第一加长臂7下方的底座1上设置第一开槽15，在第二加长臂10下方的底座1上设置第二开槽16。

本实施例中，所述第一万向节6、第二万向节9和第三万向节12与太阳能发电板2的连接处均设置有尼龙连接头。

具体实施时，第一万向节6、第二万向节9和第三万向节12不易直接与太阳能发电板2固定，用一个下段是圆柱，上段是平面的尼龙连接头与太阳能发电板2连接，用热熔胶实现太阳能发电板2和上尼龙平面的粘接。

本实施例中，所述光源检测模块14包括设置在太阳能发电板2四周的四个光敏电阻。

具体实施时，在太阳能发电板2的四周安装四路检测光源的光敏电阻，分别检测太阳能发电板2前后左右的光源。

本实施例中，所述太阳能发电板2包括用于储存直流电的光伏蓄电池。

本实施例中，如图3所示，所述逆变电路包括pwm控制芯片sg3525、场效应管q1、场效应管q2、场效应管q3、发光二极管led1、开关k1、可变电阻rw、非极性电容c1、非极性电容c2、非极性电容c3、非极性电容c4、非极性电容ct、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8和电阻rt，以及直流电输入端in和交流电输出端out；所述直流电输入端in的正极端子通过电阻r1与场效应管q1的栅极连接，且与交流电输出端out的正极端子连接，所述直流电输入端in的负极端子与场效应管q1的源极连接，所述场效应管q1的漏极、场效应管q2的漏极、场效应管q3的漏极、电阻r3的一端、电阻r5的一端、电阻r6的一端、电阻r7的一端、非极性电容c1的一端、非极性电容ct的一端和可变电阻rw不动端的一端均与pwm控制芯片sg3525的第12引脚连接，所述pwm控制芯片sg3525的第14引脚通过电阻r2与场效应管q2的栅极连接，且与电阻r3的另一端连接，所述pwm控制芯片sg3525的第11引脚通过电阻r4与场效应管q3的栅极连接，且与电阻r5的另一端连接，所述场效应管q2的源极与交流电输出端out的b相端子连接，且与非极性电容c2的一端连接，所述场效应管q3的源极与交流电输出端out的a相端子连接，且与非极性电容c2的另一端连接，所述pwm控制芯片sg3525的第5引脚与非极性电容ct的另一端连接，且通过电阻r8与pwm控制芯片sg3525的第7引脚连接，所述pwm控制芯片sg3525的第6引脚与电阻rt的一端连接，所述电阻rt的另一端和可变电阻rw不动端的另一端均与可变电阻rw的滑动端连接，所述pwm控制芯片sg3525的第1引脚、电阻r6的另一端和电阻r7的另一端均与发光二极管led1的阴极连接，所述pwm控制芯片sg3525的第13引脚、第15引脚、发光二极管led1的阳极和非极性电容c3的一端均与开关k1的一端连接，所述开关k1的另一端与非极性电容c1的另一端连接，所述pwm控制芯片sg3525的第10引脚与非极性电容c3的另一端连接，且与交流电输出端out的正极端子连接，所述pwm控制芯片sg3525的第8引脚通过非极性电容c4与交流电输出端out的正极端子连接，所述pwm控制芯片sg3525的第2引脚与第16引脚连接。

具体实施时，pwm控制芯片sg3525产生pwm,不涉及软件编程,只需搭建外围器件,结构简单,易于实现。

本实用新型使用时，在太阳能发电板2的四周安装四路检测光源的光敏电阻，分别检测太阳能发电板2前后左右的光源，当太阳光移动时，由于四个光敏电阻位置的不同，采集到的光照强度也不同，反应出的电压值也就不同，控制器13采集不同的电压值，并控制第一舵机3和第二舵机4的转向。为了获得太阳能发电板2最大的仰角，第一舵机3和第二舵机4相互垂直安装。通过控制第一舵机3和第二舵机4的转动角度，带动第一连杆8和第二连杆11上下运动，第一连杆8和第二连杆11配合运动，带动太阳能发电板2的俯仰角度改变，实现太阳能发电板2自动追踪太阳光源，始终保持太阳能发电板2正对太阳光方向。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。