一種基于單片機控制的太陽能電池板系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及太陽能發電技術領域，尤其涉及一種基于單片機控制的太陽能電池板系統，本實用新型采用了以單片機單元為核心，集檢測、光能跟蹤、板面清潔、輸出控制為一體的技術設計，解決了傳統太陽能板控制功能簡單，效率低的技術問題，達到了自動監測輸出電能、自動清洗板面、全方位跟蹤光伏發電最大效率點的技術效果；采用無線遠程監控通信的設計方法，解決了傳統太陽能板需近距離觀察其工作狀態的技術問題，實現了實時監測、無線傳輸的技術效果；采用系統全自動智能化系統技術設計，達到了控制裝置簡易、自動化無需人為管理、保持太能板電池系統高效、穩定的技術效果。
【專利說明】
一種基于單片機控制的太陽能電池板系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及太陽能發電技術領域，尤其涉及一種基于單片機控制的太陽能電池板系統。
【背景技術】
[0002]隨著經濟全球化進程的不斷加速和工業經濟的迅猛發展，能源問題已成為人類需要迫切解決的問題，大力發展新的可替代能源已成為當務之急。太陽能是一種取之不盡用之不竭的綠色能源，太陽能發電具有充分的清潔性、絕對的安全性、資源的相對廣泛性和充足性、長壽性及維護性等其它常規能源所不具備的優點。光伏發電雖然具有以上的優勢，但是實際應用中還存在很多的問題。光伏發電的主要缺點之一是太陽能電池的效率太低，怎樣跟蹤最大光照和怎樣達到最大效率一直是重點研究問題，其次，由于處于室外所處環境較為惡劣，太陽能板板面的清潔問題也是需要注意的重點。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題，是針對上述存在的技術不足，提供了一種基于單片機控制的太陽能電池板系統，采用了以單片機單元為核心，集檢測、光能跟蹤、板面清潔、輸出控制為一體的技術設計，解決了傳統太陽能板控制功能簡單、效率低的技術問題，達到了自動監測輸出電能、自動清洗板面、全方位跟蹤光伏發電最大效率點的技術效果;采用無線遠程監控通信的設計方法，解決了傳統太陽能板需近距離觀察其工作狀態的技術問題，實現了實時監測、無線傳輸的技術效果;采用系統全自動智能化系統技術設計，達到了控制裝置簡易、自動化無需人為管理、保持太能板電池系統高效、穩定的技術效果。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:包括單片機單元、電源模塊和太陽能板;單片機單元一側I/O連接控制有位置驅動模塊、板面清潔模塊和電能輸出控制模塊，單片機單元的的另一側串口連接有通信模塊和傳感檢測模塊;位置驅動模塊、板面清潔模塊和電能輸出控制模塊的輸出端連接太陽能板，電源模塊輸出側連接單片機單元；
[0005]進一步優化本技術方案，所述的位置驅動模塊包括電機驅動模塊，電機驅動模塊的輸入側連接單片機單元，電機驅動模塊的輸出控制端連接有X軸步進電機和Y軸步進電機，X軸步進電機和Y軸步進電機連接在太陽能板上；
[0006]進一步優化本技術方案，所述的電能輸出控制模塊包括整流電路和調壓電路，太陽能板的電能輸出側連接整流電路的輸入側，整流電路的輸出側連接調壓電路的輸入測，調壓電路的輸出側連接有逆變電路；
[0007]進一步優化本技術方案，所述的板面清潔模塊包括開關電路、電子水閥和鼓風機，開關電路的信號輸入測連接單片機單元I/0 口，開關電路的控制輸出側連接有接觸器A和接觸器B，電源模塊為接觸器A和接觸器B提供電能;接觸器A連接控制電子水閥，接觸器B連接控制鼓風機;電子水閥連接有進水管和出水管，出水管連接在太陽能板上，鼓風機出風口連接在太陽能板上；
[0008]進一步優化本技術方案，所述的傳感檢測模塊包括A/D轉換器，A/D轉換器的輸入側連接有X軸光伏傳感器A、X軸光伏傳感器B、Y軸光伏傳感器A和Y軸光伏傳感器B，A/D轉換器的輸出側連接單片機單元I/O 口。
[0009]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:1、本太能板電池控制系統具有定時自動清掃板面塵土、灰漬的功能，隨時保持板面清潔，使系統發電效率一直保持在高狀態；
2、本太陽能電池控制系統對輸出電能進行整流、調壓、逆變，可依靠用戶需求進行自動調壓、調頻，保證輸出電能的有效性;3、本系統具有無線信息傳輸功能，可實時監控太陽能電池板狀態并反饋用戶。
【附圖說明】

[0010]圖1是本系統內部結構圖；
[0011 ]圖2是位置驅動模塊結構圖；
[0012]圖3是電能輸出控制模塊結構圖；
[0013]圖4是板面清潔模塊結構圖；
[0014]圖5是傳感檢測模塊結構圖；
[0015]圖6是本系統工作流程圖。
[0016]圖中，1、單片機單元;2、位置驅動模塊;3、電能輸出控制模塊;4、板面清潔模塊;5、傳感檢測模塊;6、通信模塊;7、太陽能板;8、電源模塊;21、電機驅動模塊;22、X軸步進電機；23、Y軸步進電機;31、整流電路;32、調壓電路;33、逆變電路;41、開關電路;42、接觸器A;43、接觸器B; 44、鼓風機;45、電子水閥;46、進水管;47、出水管;51、A/D轉換器;52、X軸光伏傳感器A; 53、X軸光伏傳感器B; 54、Y軸光伏傳感器A; 55、Y軸光伏傳感器B。
【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實用新型的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本實用新型的概念。
[0018]【具體實施方式】一:如圖1-6所示，包括單片機單元1、電源模塊8和太陽能板7;單片機單元I 一側I /0連接控制有位置驅動模塊2、板面清潔模塊4和電能輸出控制模塊3，單片機單元I的另一側串口連接有通信模塊6和傳感檢測模塊5;位置驅動模塊2、板面清潔模塊4和電能輸出控制模塊3的輸出端連接太陽能板7，電源模塊8輸出側連接單片機單元I;所述的位置驅動模塊2包括電機驅動模塊21，電機驅動模塊21的輸入側連接單片機單元I，電機驅動模塊21的輸出控制端連接有X軸步進電機22和Y軸步進電機23，X軸步進電機22和Y軸步進電機23連接在太陽能板7上；
[0019]所述的電能輸出控制模塊3包括整流電路31和調壓電路32，太陽能板7的電能輸出側連接整流電路31的輸入側，整流電路31的輸出側連接調壓電路32的輸入側，調壓電路32的輸出側連接有逆變電路33;所述的板面清潔模塊4包括開關電路41、電子水閥45和鼓風機44，開關電路41的信號輸入側連接單片機單元I I/0 口，開關電路41的控制輸出側連接有接觸器A 42和接觸器B 43，電源模塊8為接觸器A 42和接觸器B 43提供電能;接觸器A 42連接控制電子水閥45，接觸器B 43連接控制鼓風機44;電子水閥45連接有進水管46和出水管47，出水管47連接在太陽能板7上，鼓風機44出風口連接在太陽能板7上;所述的傳感檢測模塊5包括A/D轉換器51，A/D轉換器51的輸入側連接有X軸光伏傳感器A 52、X軸光伏傳感器B 53、Y軸光伏傳感器A 54和Y軸光伏傳感器B 55，A/D轉換器51的輸出側連接單片機單元I I/OP;
[0020]如圖1，單片機單元I首先通過傳感檢測模塊5檢測光照環境，環境合宜則通過位置驅動模塊2控制太陽能板7來跟蹤最大光照點；其次，定時控制板面清潔模塊4來對太陽能板7板面進行清洗;并通過電能輸出控制模塊3對太陽能板電池系統輸出的電能進行整流逆變等;單片機單元I通過連接通信模塊6，與外界進行無線通信，發送系統的工作狀態；電源模塊8為整個系統提供電能。
[0021]圖2為位置驅動模塊2的結構示意圖，可以發現，本系統有X軸步進電機22和Y軸步進電機23兩電機對太陽能板7進行位置控制，實現太陽能板7的雙軸跟蹤，保證其工作的有效性。
[0022]圖3中，本太陽能電池控制系統中的電能輸出控制模塊3對輸出電能進行整流、調壓、逆變，可依靠用戶需求進行自動調壓、調頻，保證輸出電能的有效性。圖4中為板面清潔模塊4，清潔時，首先通過接觸器A 42打開電子水閥45，對板面進行水洗，其次通過接觸器B43打開鼓風機44對板面進行清理，保證太陽能板板面的清潔性，提高其工作效率；圖5中，本系統含有四只光伏傳感器，對光照情況實時監控，并通過單片機單元I中的計算算出最大工作點，實現最大工作點的跟蹤。
[0023]圖6為本系統的工作流程圖，首先檢測光照是否適宜，繼而跟蹤最大光照點；并定時對本系統板面清洗，并控制輸出電壓，且本系統具有無線信息傳輸功能，可實時監控太陽能電池板狀態并反饋用戶。
[0024]應當理解的是，本實用新型的上述【具體實施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本實用新型的原理，而不構成對本實用新型的限制。因此，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。此外，本實用新型所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
【主權項】
1.一種基于單片機控制的太陽能電池板系統，其特征在于:包括單片機單元、電源模塊和太陽能板;單片機單元一側I/o連接控制有位置驅動模塊、板面清潔模塊和電能輸出控制模塊，單片機單元的另一側串口連接有通信模塊和傳感檢測模塊;位置驅動模塊、板面清潔模塊和電能輸出控制模塊的輸出端連接太陽能板，電源模塊輸出側連接單片機單元。2.根據權利要求1所述的一種基于單片機控制的太陽能電池板系統，其特征在于:位置驅動模塊包括電機驅動模塊，電機驅動模塊的輸入側連接單片機單元，電機驅動模塊的輸出控制端連接有X軸步進電機和Y軸步進電機，X軸步進電機和Y軸步進電機連接在太陽能板上。3.根據權利要求1所述的一種基于單片機控制的太陽能電池板系統，其特征在于:電能輸出控制模塊包括整流電路和調壓電路，太陽能板的電能輸出側連接整流電路的輸入側，整流電路的輸出側連接調壓電路的輸入測，調壓電路的輸出側連接有逆變電路。4.根據權利要求1所述的一種基于單片機控制的太陽能電池板系統，其特征在于:板面清潔模塊包括開關電路、電子水閥和鼓風機，開關電路的信號輸入測連接單片機單元I/O口，開關電路的控制輸出側連接有接觸器A和接觸器B，電源模塊為接觸器A和接觸器B提供電能;接觸器A連接控制電子水閥，接觸器B連接控制鼓風機;電子水閥連接有進水管和出水管，出水管連接在太陽能板上，鼓風機出風口連接在太陽能板上。5.根據權利要求1所述的一種基于單片機控制的太陽能電池板系統，其特征在于:傳感檢測模塊包括A/D轉換器，A/D轉換器的輸入側連接有X軸光伏傳感器A、X軸光伏傳感器B、Y軸光伏傳感器A和Y軸光伏傳感器B，A/D轉換器的輸出側連接單片機單元I/O 口。
【文檔編號】H02S40/10GK205725616SQ201620684711
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年7月4日
【發明人】陳亞麗, 楊偉兵, 高倩, 陳冰, 楊洋, 趙璐
【申請人】漯河職業技術學院