一种具有宽电压输入的户外电源太阳能板及其控制方法与流程

本发明涉及新能源，具体涉及一种具有宽电压输入的户外电源太阳能板及其控制方法。

背景技术：

1、户外和应急场景下，便携式储能电池搭配便携式太阳能电池板就形成一个小型的太阳能发电系统，实现持续离网发电和充电，在户外露营、户外直播、户外施工、外景拍摄、家庭应急用电等耗电量大的场景得到广泛应用。例如，房车用电场景下，如果在房车内放置户外电源，就可以在车里使用大部分家用电器，通过连接在太阳能板，可以将电力储存在户外电源中；例如，通过将太阳能板生成的电力储存在户外电源中，可以在停电时用作应急电源。尽管户外电源与太阳能板构成的系统得到了广泛应用，但现有的户外电源太阳能板的控制方方案并不完善，不够智能和准确。

技术实现思路

1、本发明正是基于上述问题，提出了一种具有宽电压输入的户外电源太阳能板及其控制方法，通过本发明方案，不仅能对太阳能板进行精确地安装与调整，而且还能根据当前环境和户外电源的状态智能地调整太阳能板的工作参数，以最佳工作状态适应当前环境和户外电源的充电/用电需求。

2、有鉴于此，本发明的一方面提出了一种具有宽电压输入的户外电源太阳能板，包括：控制处理器、获取模块、太阳能电池、玻璃、背板、框架和连接器；

3、所述获取模块被配置为：

4、获取第一预期地点的第一点云数据，并根据所述第一点云数据建立所述第一预期地点的地理三维模型；

5、获取所述太阳能板的第二点云数据，并根据所述第二点云数据建立所述太阳能板的第一三维模型；

6、所述控制处理器被配置为：

7、根据所述地理三维模型和所述第一三维模型生成所述太阳能板的多个安装方案；

8、从所述多个安装方案中选择第一安装方案安装所述太阳能板；

9、所述获取模块被配置为：在所述太阳能板工作过程中，获取当前环境的第一环境数据、所述太阳能板的第一工作数据和户外电源的第二工作数据；

10、所述控制处理器被配置为：根据所述第一环境数据、所述第一工作数据和所述第二工作数据对所述太阳能板进行控制。

11、可选地，所述根据所述地理三维模型和所述第一三维模型生成所述太阳能板的多个安装方案的步骤，所述控制处理器被配置为：

12、根据所述地理三维模型，分析地形地貌，确定潜在的多个第一设置点位；

13、在所述多个第一设置点位生成第一三维支架模型，并导入所述太阳能板的所述第一三维模型进行匹配布局，形成多个备选安装方案；

14、对所述多个备选安装方案进行日照分析，确定发电量能满足所述户外电源的负载需求的多个初步安装方案；

15、对所述多个初步安装方案进行环境影响分析，选择符合第一预设影响数据的点位和布局得到多个基本安装方案；

16、根据第一预设安全要求和第一预设移动要求对所述多个基本安装方案进行修改形成最终的所述多个安装方案。

17、可选地，所述从所述多个安装方案中选择第一安装方案安装所述太阳能板，所述控制处理器被配置为：

18、根据所述地理三维模型、所述第一三维模型和所述第一安装方案，确定对应的第一安装位置；

19、当到达所述第一预期地点对应的实际地点时，获取当前位置信息；

20、根据所述第一安装位置和所述当前位置信息，标记出所述第一安装位置对应的实际安装点位；

21、根据所述实际安装点位，安装所述太阳能板的第一安装支架；

22、根据所述地理三维模型、所述第一三维模型和所述第一安装方案，生成安装完成状态下的第一虚拟三维模型；

23、将所述第一虚拟三维模型投影到所述第一安装位置所在的空间，并调整至所述第一虚拟三维模型中对应的所述地理三维模型部分与实际地理形态相匹配得到第一虚拟投影状态；

24、根据所述第一虚拟投影状态，对所述太阳能板进行调整以完成安装。

25、可选地，所述根据所述第一环境数据、所述第一工作数据和所述第二工作数据对所述太阳能板进行控制的步骤，所述控制处理器被配置为：

26、从所述第一环境数据中获取第一环境光照强度、第一温度数据，判断是否达到所述太阳能板启动工作的第一预设启动条件；

27、获取所述太阳能板的第一实时工作电压和第一实时工作电流，并计算其第一当前输出功率；

28、获取所述户外电源的第一实时输入电压数据，并与其正常工作电压范围进行比较；

29、如果输入电压低于范围下限，发出提高太阳能板输出功率的控制信号，以增加其输入电压；

30、如果高于范围上限，发出降低太阳能板输出功率的控制信号，以减小其输入电压，力求将输入电压控制在正常工作范围内；

31、根据所述户外电源的第一工作负载变化数据，相应发出控制信号调节所述太阳能板的输出功率，以满足不同负载需求，当负载增加时提高输出，当负载减小时降低输出；

32、若所述户外电源进入某种故障状态，及时发出关闭所述太阳能板的控制信号，以隔离其输入，防止故障扩大，待故障排除后再重新启动所述太阳能板。

33、可选地，所述获取所述太阳能板的第一实时工作电压和第一实时工作电流，并计算其第一当前输出功率的步骤，所述控制处理器被配置为：

34、通过以下公式计算所述第一当前输出功率：

35、i＝i1-i2*e^((v1-v)/avt)；

36、p＝v*(i1-i2*e^((v1-v)/a*vt))；

37、其中，p为所述第一当前输出功率，单位为w；v为所述第一实时工作电压，单位为伏特；i为所述第一实时工作电流，i1为所述太阳能板的短路电流，单位安培；i2为所述太阳能板的饱和电流，单位安培；v1为所述太阳能板的开路电压，单位伏特；vt为所述太阳能板的热电势，单位伏特，一般为0.026伏特；a为所述太阳能板的理想系数，取值范围1-2。

38、本发明的另一方面提供一种具有宽电压输入的户外电源太阳能板控制方法，应用于一种具有宽电压输入的户外电源太阳能板，所述具有宽电压输入的户外电源太阳能板包括控制处理器、获取模块、太阳能电池、玻璃、背板、框架和连接器，所述具有宽电压输入的户外电源太阳能板控制方法包括：

39、所述获取模块获取第一预期地点的第一点云数据，并根据所述第一点云数据建立所述第一预期地点的地理三维模型；

40、所述获取模块获取所述太阳能板的第二点云数据，并根据所述第二点云数据建立所述太阳能板的第一三维模型；

41、所述控制处理器根据所述地理三维模型和所述第一三维模型生成所述太阳能板的多个安装方案；

42、所述控制处理器从所述多个安装方案中选择第一安装方案安装所述太阳能板；

43、在所述太阳能板工作过程中，所述获取模块获取当前环境的第一环境数据、所述太阳能板的第一工作数据和户外电源的第二工作数据；

44、所述控制处理器根据所述第一环境数据、所述第一工作数据和所述第二工作数据对所述太阳能板进行控制。

45、可选地，所述控制处理器根据所述地理三维模型和所述第一三维模型生成所述太阳能板的多个安装方案的步骤，包括：

46、根据所述地理三维模型，分析地形地貌，确定潜在的多个第一设置点位；

47、在所述多个第一设置点位生成第一三维支架模型，并导入所述太阳能板的所述第一三维模型进行匹配布局，形成多个备选安装方案；

48、对所述多个备选安装方案进行日照分析，确定发电量能满足所述户外电源的负载需求的多个初步安装方案；

49、对所述多个初步安装方案进行环境影响分析，选择符合第一预设影响数据的点位和布局得到多个基本安装方案；

50、根据第一预设安全要求和第一预设移动要求对所述多个基本安装方案进行修改形成最终的所述多个安装方案。

51、可选地，所述控制处理器从所述多个安装方案中选择第一安装方案安装所述太阳能板，包括：

52、根据所述地理三维模型、所述第一三维模型和所述第一安装方案，确定对应的第一安装位置；

53、当到达所述第一预期地点对应的实际地点时，获取当前位置信息；

54、根据所述第一安装位置和所述当前位置信息，标记出所述第一安装位置对应的实际安装点位；

55、根据所述实际安装点位，安装所述太阳能板的第一安装支架；

56、根据所述地理三维模型、所述第一三维模型和所述第一安装方案，生成安装完成状态下的第一虚拟三维模型；

57、将所述第一虚拟三维模型投影到所述第一安装位置所在的空间，并调整至所述第一虚拟三维模型中对应的所述地理三维模型部分与实际地理形态相匹配得到第一虚拟投影状态；

58、根据所述第一虚拟投影状态，对所述太阳能板进行调整以完成安装。

59、可选地，所述控制处理器根据所述第一环境数据、所述第一工作数据和所述第二工作数据对所述太阳能板进行控制的步骤，包括：

60、从所述第一环境数据中获取第一环境光照强度、第一温度数据，判断是否达到所述太阳能板启动工作的第一预设启动条件；

61、获取所述太阳能板的第一实时工作电压和第一实时工作电流，并计算其第一当前输出功率；

62、获取所述户外电源的第一实时输入电压数据，并与其正常工作电压范围进行比较；

63、如果输入电压低于范围下限，发出提高太阳能板输出功率的控制信号，以增加其输入电压；

64、如果高于范围上限，发出降低太阳能板输出功率的控制信号，以减小其输入电压，力求将输入电压控制在正常工作范围内；

65、根据所述户外电源的第一工作负载变化数据，相应发出控制信号调节所述太阳能板的输出功率，以满足不同负载需求，当负载增加时提高输出，当负载减小时降低输出。

66、若所述户外电源进入某种故障状态，及时发出关闭所述太阳能板的控制信号，以隔离其输入，防止故障扩大，待故障排除后再重新启动所述太阳能板。

67、可选地，所述获取所述太阳能板的第一实时工作电压和第一实时工作电流，并计算其第一当前输出功率的步骤，包括：

68、通过以下公式计算所述第一当前输出功率：

69、i＝i1-i2*e^((v1-v)/avt)；

70、p＝v*(i1-i2*e^((v1-v)/a*vt))；

71、其中，p为所述第一当前输出功率，单位为w；v为所述第一实时工作电压，单位为伏特；i为所述第一实时工作电流，i1为所述太阳能板的短路电流，单位安培；i2为所述太阳能板的饱和电流，单位安培；v1为所述太阳能板的开路电压，单位伏特；vt为所述太阳能板的热电势，单位伏特，一般为0.026伏特；a为所述太阳能板的理想系数，取值范围1-2。

72、采用本发明的技术方案，通过所述获取模块获取第一预期地点的第一点云数据，并根据所述第一点云数据建立所述第一预期地点的地理三维模型；所述获取模块获取所述太阳能板的第二点云数据，并根据所述第二点云数据建立所述太阳能板的第一三维模型；所述控制处理器根据所述地理三维模型和所述第一三维模型生成所述太阳能板的多个安装方案；所述控制处理器从所述多个安装方案中选择第一安装方案安装所述太阳能板；在所述太阳能板工作过程中，所述获取模块获取当前环境的第一环境数据、所述太阳能板的第一工作数据和户外电源的第二工作数据；所述控制处理器根据所述第一环境数据、所述第一工作数据和所述第二工作数据对所述太阳能板进行控制。通过本发明方案，利用点云数据建立目的地和太阳能板的精确的三维模型，为根据地理环境安装太阳能板和精确控制太阳能板提供了基础；在所述太阳能板工作过程中，根据当前环境的第一环境数据、太阳能板的第一工作数据和户外电源的第二工作数据对太阳能板进行控制，使其能够智能地根据当前环境和户外电源的状态调整工作参数，以最佳工作状态适应当前环境和户外电源的充电/用电需求。