一種多功能便攜式太陽能跟蹤發電裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開一種多功能便攜式太陽能跟蹤發電裝置及方法，所述裝置由陽光自動跟蹤系統和智能電壓存儲、輸出系統構成。所述方法單片機機根據實時采集來自光敏感器輸送的電壓信號進行判斷后通過直流電機驅動模塊驅動蝸輪蝸桿減速電機依次經過一級減速齒輪傳動模塊、花鍵和旋轉主軸調節太陽能電池板角度；智能光伏控制模塊將太陽能電池板輸送的太陽能轉化為電能存儲在鉛酸電池內，并通過充電電壓顯示儀表實時顯示充電電壓；鉛酸電池通過USB可調電壓輸出接口輸出電壓，并通過輸出電壓顯示儀表實時顯示輸出電壓。本發明專利技術外形美觀、操作方便、結構簡單穩定可拆卸、便攜性能良好，具有很好的實際推廣價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種新型多功能便攜式太陽能跟蹤發電裝置及方法。這是一種機電控制相結合的清潔能源收集與利用裝置。裝置配備自動跟蹤旋轉控制系統，能夠實現電池板對太陽光的自動跟蹤，提高太陽能發電效率。同時，本裝置內置大容量鉛酸蓄電池以及通用USB可調電壓(DC0-12V)輸出接口，加之裝置整體結構可拆卸及外形美觀，簡單易用且便于攜帶等優點，尤其適合日常家庭戶外旅游及高山偏遠地區農牧民使用。
技術介紹
太陽能光伏發電作為清潔能源的代表正越來越受到人們的關注，鑒于當前光伏發電效率不高，以及家庭普及率較低等問題，課題組特別設計制作了一款新型家用太陽能跟蹤發電裝置，此裝置不僅內置太陽光自動跟蹤控制系統，能夠顯著提高發電效率，同時裝置整體結構可拆卸，具有良好的便攜性能。現有的跟蹤發電裝置存在一些不足1.方向旋轉控制結構過于復雜、系統太過笨重、制造成本較高。如申請號為CN201120104231. 9專利技術名稱為“全天域液壓驅動太陽能跟蹤系統”通過液壓驅動太陽能跟蹤系統實現實時跟蹤太陽位置。2.跟蹤控制系統功耗大、成本高。如申請號為CN201020507556. 7專利技術名稱為“一種太陽能自動跟蹤發電裝置”通過GPS芯片接收緯度、經度和其它參數來計算太陽天頂角和太陽方位角，調整太陽能電池板的角度。3.系統整體結構不可拆卸，便攜性較差。如申請號為CN200510100224. O專利技術名稱為“太陽能跟蹤驅動系統”滑塊搖桿機構驅動太陽能電池板運動。以及申請號為CN201120104231. 9專利技術名稱為“全天域液壓驅動太陽能跟蹤系統”通過液壓驅動太陽能跟蹤系統實現實時跟蹤太陽位置。4. 一些發電系統沒有通用USB可調電壓輸出接口，不方便家庭日常數碼產品及其他低壓電器的使用。如申請號為CN201110050821. 2專利技術名稱為“一種太陽能跟蹤裝置”僅實現了電池板對太陽光的自動跟蹤，但沒能將蓄電池及電壓輸出系統相結合。
技術實現思路
本專利技術目的在于針對上述問題提出，本專利技術特別在裝置整體結構和相關控制電路上進行了自主設計與實際制作。首先，在整體結構上因本專利技術的整體設計靈感來自于向日葵，所以裝置整體結構更加綠色美觀，同時在整體結構設計過程中充分考慮到高山偏遠農牧民的頻繁遷移以及家庭外出郊游時的搬運攜帶，將系統設計成整體可拆卸結構，使系統具有良好的便攜性能。除此之外，將鉛酸蓄電池與太陽能電池充電模塊緊密結合、融為一體，更加方便系統的運輸攜帶。同時，還為系統配備了當前主流的通用USB接口，加之0-12V可調電壓輸出，更加方便日常數碼產品及其他低壓直流電器的使用。本專利技術一種多功能便攜式太陽能跟蹤發電裝置，具有一套太陽光自動跟蹤系統和一套智能電壓存儲、輸出系統，其中太陽光自動跟蹤系統包括底座、太陽能電池板、光敏感器和單片機，所述智能電壓存儲、輸出系統包括智能光伏控制模塊、穩壓模塊和自動跟蹤控制系統，所述太陽光自動跟蹤系統還包括旋轉主軸、蝸輪蝸桿減速電機、直流電機驅動模塊和一級減速齒輪傳動模塊，所述智能電壓存儲、輸出系統還包括充電電壓顯示儀表、鉛酸電池、輸出電壓顯示儀表和USB可調電壓輸出接口，所述太陽能電池板經旋轉主軸依次采用花鍵和一級減速齒輪傳動模塊與底座內部的蝸輪蝸桿減速電機傳動連接；光敏感器通過傳感器支架對稱地分布在旋轉主軸兩側；單片機根據實時采集來自光敏感器輸送的電壓信號通過直流電機驅動模塊驅動蝸輪蝸桿減速電機依次經過一級減速齒輪傳動模塊、花鍵和旋轉主軸調節太陽能電池板角度；智能光伏控制模塊將太陽能電池板輸送的太陽能轉化為電能存儲在鉛酸電池內，并通過充電電壓顯示儀表實時顯示充電電壓；鉛酸電池通過USB可調電壓輸出接口輸出電壓，并通過輸出電壓顯不儀表實時顯不輸出電壓。所述USB可調電壓輸出接口還設置DC/DC降壓電源模塊。一種多功能便攜式太陽能跟蹤發電裝置的控制方法如下打開電源總開關，太陽能電池板開始為鉛酸電池充電，此時為靜態發電模式，即太陽能電池板不會對太陽光進行自動跟蹤；打開旋轉跟蹤控制開關，自動跟蹤控制系統啟動，太陽能電池板開始自動跟蹤太陽光發，單片機機根據實時采集來自光敏感器輸送的電壓信號進行判斷后通過直流電機驅動模塊驅動蝸輪蝸桿減速電機依次經過一級減速齒輪傳動模塊、花鍵和旋轉主軸調節太陽能電池板角度；智能光伏控制模塊將太陽能電池板輸送的太陽能轉化為電能存儲在鉛酸電池內，并通過充電電壓顯示儀表實時顯示充電電壓；鉛酸電池通過USB可調電壓輸出接口輸出電壓，并通過輸出電壓顯不儀表實時顯不輸出電壓。所述單片機對采集來自光敏傳感器輸送的電壓信號的判斷方法如下光敏感器將采集到的光強值轉化為對應的電壓信號并輸送至單片機，單片機對光敏傳感器采集到的光強值進行分析比較，如果兩個傳感器采集到的光強差小于設定的閥值，則不對太陽能電池板進行方向調整，如果大于設定的閥值若左側光強值大于右側，則將太陽能電池板向左轉動，若右側光強值大于左側，則將太陽能電池板向右轉動，最終使太陽能電池板始終達到正對太陽。本專利技術的有益效果是這種跟蹤發電裝置采用超低功耗MSP430單片機結合BTS7960電機驅動以及蝸輪蝸桿減速電機進行跟蹤控制。與傳統的控制方式相比，不僅節約了控制成本，降低了控制系統的自身功耗，同時蝸輪蝸桿減速電機的體積小、質量輕以及良好的自鎖性能使得系統自身的便攜性能以及太陽能電池板的方向控制更加穩定可靠。附圖說明圖1是本專利技術裝置整體結構主視圖；圖2是本專利技術裝置整體結構右視圖；圖3是本專利技術裝置自動跟蹤及智能充放電系統結構圖；圖4是本專利技術裝置自動跟蹤子程序控制原理圖；圖中1.太陽能電池板，2.光敏感器，3.傳感器支架，4.帶有花鍵結構旋轉主軸，5.充電電壓顯示儀表，6.輸出電壓顯示儀表，7.底座，8.輔助軸承，9.主軸承，10.鉛酸蓄電池，11.蝸輪蝸桿減速電機，12. —對嚙合齒輪副，13.花鍵，14.電池板拆裝旋鈕，15.電池板俯仰角調節旋鈕，16.直流電壓輸出開關，17.總開關，18.自動跟蹤控制開關，19.通用USB可調電壓輸出接口。具體實施例方式下面結合附圖1至圖4對太陽能跟蹤發電裝置進行詳細描述本專利技術一種多功能便攜式太陽能跟蹤發電裝置包括1.太陽能電池板，2.光敏感器，3.傳感器支架，4.帶有花鍵結構旋轉主軸，5.充電電壓顯示儀表，6.輸出電壓顯示儀表，7.底座，8.輔助軸承，9.主軸承，10.鉛酸蓄電池，11.蝸輪蝸桿減速電機，12. —對嚙合齒輪副，13.花鍵，14.電池板拆裝旋鈕，15.電池板俯仰角調節旋鈕，16.直流電壓輸出開關，17.總開關，18.自動跟蹤控制開關，19.通用USB可調電壓輸出接口。頂部太陽能電池板在蝸輪蝸桿減速電機驅動下實現對太陽光的自動跟蹤，同時將所發電能經智能光伏控制器輸送到裝置底部的鉛酸蓄電池內進行電能存儲。下面結合附圖對裝置自動跟蹤系統及智能充放電系統控制方法進行詳細描述如下太陽能電池板I經旋轉主軸4與基座內部的蝸輪蝸桿減速電機11通過一對嚙合齒輪副12及花鍵13進行傳動連接。光敏感器2通過傳感器支架3對稱地分布在旋轉主軸兩側。位于基座內部的MSP430單片機會實時米集來自光敏感器輸送的電壓信號,借助單片機的AD轉換模塊對兩個光敏傳感器采集到的光強值進行分析比較，如果兩個傳感器采集到的光強差小于程序設定的某本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多功能便攜式太陽能跟蹤發電裝置，具有一套太陽光自動跟蹤系統和一套智能電壓存儲、輸出系統，其中太陽光自動跟蹤系統包括底座、太陽能電池板、光敏感器和單片機，所述智能電壓存儲、輸出系統包括智能光伏控制模塊、穩壓模塊和自動跟蹤控制系統，其特征在于：所述太陽光自動跟蹤系統還包括旋轉主軸、蝸輪蝸桿減速電機、直流電機驅動模塊和一級減速齒輪傳動模塊，所述智能電壓存儲、輸出系統還包括充電電壓顯示儀表、鉛酸電池、輸出電壓顯示儀表和USB可調電壓輸出接口，所述太陽能電池板經旋轉主軸依次采用花鍵和一級減速齒輪傳動模塊與底座內部的渦輪蝸桿減速電機傳動連接；光敏感器通過傳感器支架對稱地分布在旋轉主軸兩側；單片機根據實時采集來自光敏感器輸送的電壓信號通過直流電機驅動模塊驅動渦輪蝸桿減速電機依次經過一級減速齒輪傳動模塊、花鍵和旋轉主軸調節太陽能電池板角度；智能光伏控制模塊將太陽能電池板輸送的太陽能轉化為電能存儲在鉛酸電池內，并通過充電電壓顯示儀表實時顯示充電電壓；鉛酸電池通過USB可調電壓輸出接口輸出電壓，并通過輸出電壓顯示儀表實時顯示輸出電壓。

【技術特征摘要】
1.一種多功能便攜式太陽能跟蹤發電裝置，具有一套太陽光自動跟蹤系統和一套智能電壓存儲、輸出系統，其中太陽光自動跟蹤系統包括底座、太陽能電池板、光敏感器和單片機，所述智能電壓存儲、輸出系統包括智能光伏控制模塊、穩壓模塊和自動跟蹤控制系統，其特征在于:所述太陽光自動跟蹤系統還包括旋轉主軸、蝸輪蝸桿減速電機、直流電機驅動模塊和一級減速齒輪傳動模塊，所述智能電壓存儲、輸出系統還包括充電電壓顯示儀表、鉛酸電池、輸出電壓顯示儀表和USB可調電壓輸出接口，所述太陽能電池板經旋轉主軸依次采用花鍵和一級減速齒輪傳動模塊與底座內部的渦輪蝸桿減速電機傳動連接；光敏感器通過傳感器支架對稱地分布在旋轉主軸兩側；單片機根據實時采集來自光敏感器輸送的電壓信號通過直流電機驅動模塊驅動渦輪蝸桿減速電機依次經過一級減速齒輪傳動模塊、花鍵和旋轉主軸調節太陽能電池板角度；智能光伏控制模塊將太陽能電池板輸送的太陽能轉化為電能存儲在鉛酸電池內，并通過充電電壓顯示儀表實時顯示充電電壓；鉛酸電池通過USB可調電壓輸出接口輸出電壓，并通過輸出電壓顯示儀表實時顯示輸出電壓。2.根據權利要求1所述的多功能便攜式太陽能跟蹤發電裝置，其特征在于:所述USB可調電壓輸出接口還設置DC/DC降壓電源模塊。3.—種如權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王琪，李亞輝，陳四杰，羅光亮，王珂，孫健，湯傳樂，
申請(專利權)人：江蘇科技大學，
類型：發明
國別省市：