[发明专利]一种安全高效的小型太阳能发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，特别涉及一种安全高效的小型太阳能发电装置。

背景技术

能源是促进经济发展和社会进步的原动力，从工业革命以来，人类所使用的主要能源为石化能源。然而其蕴藏量有限，大量的使用会造成全球环境生态和气候产生很大的变化。而太阳能是一种取之不尽用之不竭并且无污染的清洁能源，随着人类对能源的使用从常规能源向可再生能源转移，太阳能则成为人类理想的替代能源。而现阶段太阳能发电装置一经安装其光伏电池的位置即固定，由于太阳照射角度一直在变化，导致目前的太阳能发电效率普遍都不高，而光伏电池是整个太阳能发电系统的核心，所以如何提高光伏电池的转换效率是值得研究的。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种小型太阳能发电控制系统，使用太阳追踪技术，使得光伏电池始终面向太阳光线最强的方向，同时根据环境光强控制光伏电池对蓄电池进行充电，有效的提高了光伏电池的转换效率。

(二)技术方案

一种安全高效的小型太阳能发电装置，包括底座，所述底座上表面正中固定有水平电机，所述底座上还固定有测风单元，用于检测环境当前风速，所述水平电机与主轴啮合，所述主轴通过所述水平电机相对于所述底座转动，所述主轴上面固定安装有转动支架，所述俯仰电机固定安装在所述转动支架一侧，所述转动支架顶部安装有光伏电池，所述光伏电池通过所述俯仰电机相对于所述转动支架转动，所述底座正面还设有RS485接口；所述光伏电池上表面设有感光单元，所述感光单元包括第一～第四光线传感器和第一～第四电阻，所述第一～第四光线传感器均匀分布在所述光伏电池上表面的东、南、西、北四个位置，所述第一和第三光线传感器构成水平感光部，检测太阳由东往西运动的偏转角即方位角，所述第二和第四光线传感器构成竖直感光部，检测太阳的视高度即高度角；所述底座内部设有控制电路板，所述控制电路板分别与所述水平电机、所述测风单元、所述俯仰电机、所述光伏电池、所述RS485接口和所述感光单元电性连接；

所述控制电路板包括控制单元、驱动单元、DC-DC变换单元、充放电控制单元、RS485通信单元和蓄电池；所述感光单元输出电平变化值，送入所述控制单元的A/D口进行模数转换，所述控制单元输出PWM脉冲信号，与所述驱动单元的输入端相连接；所述驱动单元包括第一和第二光电耦合器、电机驱动器、水平电机和俯仰电机，其中所述第一和第二光电耦合器选用TLP521-4，所述电机驱动器选用八路NPN达林顿管驱动器ULN2803，所述水平电机为57BYG007，所述俯仰电机为GSP-24RW-046，所述驱动单元接收所述控制单元的驱动信号，分别控制所述水平电机和所述俯仰电机正反转，从而实现所述光伏电池正反转；所述DC-DC变换单元包括第一～第三二极管、第一电感、第一和第二电容、第五和第六电阻，其中所述第二电容为电解电容，所述DC-DC变换单元的输入端连接所述光伏电池，将所述光伏电池的输出电压变换为所述蓄电池的充电电压；所述充放电控制单元包括稳压器、第三和第四光电耦合器、第一和第二继电器、第四和第五二极管、第二电感、第三～第五电容和第七～第九电阻，其中所述稳压器选用三端稳压器7805，所述第三和第四光电耦合器为TLP521-2，所述第三和第四电容为电解电容，所述充放电控制电路接收所述控制单元的控制信号，通过所述第一和第二继电器的开关切换，控制所述蓄电池充放电；所述RS485通信单元与所述RS485接口电连接，所述控制单元通过所述RS485通信单元与上位机进行数据交换，对装置运行参数进行修改和设定。

进一步的，所述第一～第四光线传感器均选用GM5516型光敏电阻。

进一步的，所述测风单元选用风速传感器FC-2A3。

进一步的，所述控制单元选用单片机MSP430F148。

进一步的，所述光伏电池规格选用工作电压10～14V，工作电流1A。

进一步的，所述蓄电池规格选用12V-7AH。

进一步的，所述RS485通信单元选用RS485驱动器MAX487。

(三)有益效果