一種跟蹤太陽能的智能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種跟蹤太陽能的智能發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能發(fā)電機(jī)沼氣發(fā)電已經(jīng)成為綠色新能源之一。但沼氣、太陽能的發(fā)電各有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，造成發(fā)電狀態(tài)不同程度的不持續(xù)、不穩(wěn)定，影響了整體并網(wǎng)運(yùn)行，大多處于水電、火電的輔助能源狀態(tài)。因此，如何克服沼氣、太陽能發(fā)電的不持續(xù)、不穩(wěn)定發(fā)電問題，使這兩種清潔能源能夠進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)、劣勢相互抵消，提供一種持續(xù)穩(wěn)定不間斷的新能源，現(xiàn)實(shí)意義十分重大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種跟蹤太陽能的智能發(fā)電系統(tǒng)，其將沼氣、太陽能這兩種不持續(xù)、不穩(wěn)定的能源進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，劣勢相互抵消，是一套能智能檢測并控制整套發(fā)電系統(tǒng)工作的智能控制系統(tǒng)；可判斷太陽光與太陽能電池板之間的角度，并隨時(shí)調(diào)整太陽能電池板的角度，以實(shí)現(xiàn)太陽能電池板能夠到達(dá)獲取最大功率位置的追蹤控制，追蹤更加精確，進(jìn)一步提尚太陽光的利用率。
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0005]一種跟蹤太陽能的智能發(fā)電系統(tǒng)，包括沼氣發(fā)電機(jī)、太陽能電池組、智控充電器、蓄電池、逆變器、控制器；所述沼氣發(fā)電機(jī)通過整流器分別與負(fù)載和控制器連接；所述太陽能電池組與控制器連接；所述控制器還依次連接智控充電器、蓄電池、逆變器后再與負(fù)載連接；還包括與控制器連接的太陽能電池跟蹤檢測控制裝置。
[0006]進(jìn)一步地，所述太陽能電池跟蹤檢測控制裝置包括根據(jù)光照強(qiáng)弱產(chǎn)生檢測電壓的檢測單元、接收檢測電壓并經(jīng)邏輯運(yùn)算產(chǎn)生控制信號的處理單元、設(shè)置在太陽能電池組的水平電機(jī)和仰角電機(jī)；所述處理單元與控制器連接以發(fā)送控制信號；所述控制器分別與水平電機(jī)和仰角電機(jī)連接，根據(jù)控制信號分別經(jīng)水平驅(qū)動(dòng)電路和仰角驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)控制水平電機(jī)和仰角電機(jī)。
[0007]進(jìn)一步地，還包括連接在所述沼氣發(fā)電機(jī)和整流器之間的調(diào)頻穩(wěn)壓器。
[0008]進(jìn)一步地，還包括連接在所述逆變器和負(fù)載之間的限流保護(hù)裝置。
[0009]進(jìn)一步地，所述控制器包括單片機(jī)、傳感器和繼電器，所述單片機(jī)分別與傳感器、繼電器連接，所述傳感器用于分別采集太陽能電池組的兩端電壓、沼氣發(fā)電機(jī)的輸出電壓及蓄電池的電壓，所述單片機(jī)通過控制繼電器的閉合與開斷，從而控制工作電路中的大電流電路的通斷。
[0010]進(jìn)一步地，所述單片機(jī)為STM32單片機(jī)。
[0011]進(jìn)一步地，所述傳感器包括與太陽能電池組狀態(tài)檢測裝置連接的第一電壓傳感器、與沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)檢測裝置連接第二電壓傳感器。
[0012]進(jìn)一步地，所述傳感器還包括第三電壓傳感器，用于采集蓄電池兩極間的電壓，以判斷所述蓄電池電量。
[0013]更進(jìn)一步地，所述繼電器包括安置在所述太陽能電池組與沼氣發(fā)電機(jī)對蓄電池充電選擇的通斷處的第一繼電器及安置在所述沼氣發(fā)電機(jī)與逆變器對負(fù)載供電選擇的通斷處的第二繼電器。
[0014]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0015]本智能發(fā)電系統(tǒng)將單片機(jī)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行整合融入，將沼氣、太陽能這兩種不持續(xù)、不穩(wěn)定的能源進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，劣勢相互抵消，是一套能智能檢測并控制整套發(fā)電系統(tǒng)工作的智能發(fā)電系統(tǒng)；
[0016]本系統(tǒng)可對太陽能電池組工作狀態(tài)、沼氣發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)、電池電量、配電輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算分析，控制電路開關(guān)電路的通斷，具有實(shí)時(shí)監(jiān)測，智能判斷，自動(dòng)切換完全的特點(diǎn)，可持續(xù)穩(wěn)定地提供不間斷的供電電力，不但可作為電網(wǎng)的輔助能源，同時(shí)也可以作為主流電源使用，適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的電力配給；
[0017]本系統(tǒng)可判斷太陽光與太陽能電池板之間的角度，并隨時(shí)調(diào)整太陽能電池板的角度，以實(shí)現(xiàn)太陽能電池板能夠到達(dá)獲取最大功率位置的追蹤控制，追蹤更加精確，進(jìn)一步提高太陽光的利用率，解決了現(xiàn)有技術(shù)中一些最大功率追蹤的方法和裝置主要基于太陽能電池的電流或電壓的歷史曲線，不夠精確的問題；
[0018]本系統(tǒng)作為控制端，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，讓用戶也可以參與整個(gè)系統(tǒng)的控制，遠(yuǎn)程監(jiān)控并決定供電方式以及供電時(shí)間。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型智能發(fā)電系統(tǒng)的原理框架圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型控制器的原理框架圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0022]請參考圖1，其顯示了一種太陽能與沼氣互補(bǔ)發(fā)電的智能發(fā)電系統(tǒng)，其包括沼氣發(fā)電機(jī)、調(diào)頻穩(wěn)壓器、整流器、太陽能電池組、智控充電器、蓄電池、逆變器、控制器和限流保護(hù)裝置，還包括用于使該系統(tǒng)成為可被遠(yuǎn)程控制的WIFI終端的WIFI通信模塊和太陽能電池跟蹤檢測控制裝置，該WIFI通信模塊和太陽能電池跟蹤檢測控制裝置均與所述控制器連接。其中，所述沼氣發(fā)電機(jī)依次連接調(diào)頻穩(wěn)壓器和整流器，所述整流器與負(fù)載連接為其直接供電；所述控制器分別與調(diào)頻穩(wěn)壓器、整流器和太陽能電池組連接，還依次連接智控充電器、蓄電池、逆變器后再與限流保護(hù)裝置連接，通過限流保護(hù)裝置與負(fù)載連接。
[0023]所述太陽能電池跟蹤檢測控制裝置包括檢測單元、處理單元、水平電機(jī)和仰角電機(jī)，所述檢測單元用于根據(jù)光照強(qiáng)弱產(chǎn)生檢測電壓，所述處理單元用于接收檢測電壓并經(jīng)邏輯運(yùn)算產(chǎn)生控制信號；所述處理單元與控制器連接以發(fā)送控制信號至該控制器；所述水平電機(jī)和仰角電機(jī)均設(shè)置在太陽能電池組，兩者均與所述控制器連接，所述控制器根據(jù)控制信號分別經(jīng)水平驅(qū)動(dòng)電路和仰角驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)控制水平電機(jī)和仰角電機(jī)。所述檢測單元起到了探測入射陽光與太陽能電池組的電池板法線之間夾角的作用。所述太陽能電池跟蹤檢測控制裝置根據(jù)檢測單元所產(chǎn)生的檢測電壓，經(jīng)過邏輯運(yùn)算的處理輸入到控制器，由控制器來判斷太陽能電池板的運(yùn)動(dòng)方向，及時(shí)地驅(qū)動(dòng)相關(guān)電機(jī)來調(diào)整太陽能電池板的姿態(tài)，使其達(dá)到吸收最大功率的位置，追蹤更加精確，解決了現(xiàn)有技術(shù)中一些最大功率追蹤的方法和裝置主要基于太陽能電池的電流或電壓的歷史曲線，不夠精確的問題。
[0024]所述WIFI通信模塊，具備上網(wǎng)功能，配合開發(fā)的相應(yīng)的遠(yuǎn)程后臺服務(wù)器和終端應(yīng)用軟件，用戶就能對本系統(tǒng)進(jìn)行隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程控制。該WIFI通信模塊可以連接到遠(yuǎn)程后臺服務(wù)器，用戶在自己的移動(dòng)終端(諸如手機(jī)、IPAD等等)上安裝相應(yīng)的APP軟件(包括1s版，安卓版等)，即可通過遠(yuǎn)程后臺服務(wù)器與本系統(tǒng)的控制器進(jìn)行綁定和實(shí)時(shí)連接，對本系統(tǒng)進(jìn)行異地遠(yuǎn)程控制；用戶也可以在異地通過Web的方式登陸遠(yuǎn)程后臺服務(wù)器對本系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)用戶可隨時(shí)觀察本系統(tǒng)工作情況，且參與整個(gè)系統(tǒng)的控制，進(jìn)行隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程控制。
[0025]所述控制器是這套系統(tǒng)的核心，可對太陽能電池組工作狀態(tài)、沼氣發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)、電池電量、配電輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算分析，控制電路開關(guān)電路的通斷，具有實(shí)時(shí)監(jiān)測，智能判斷，自動(dòng)切換完全的特點(diǎn)。
[0026]請參考圖2，所述控制器包括單片機(jī)、傳感器和繼電器，并采用專用接口進(jìn)行對接，所述單片機(jī)可以是STM32單片機(jī)，同時(shí)也可以采用其他具有相同作用的元件，本實(shí)用新型優(yōu)選STM32單片機(jī)。所述傳感器包括第一電壓傳感器、第二電壓傳感器及第三電壓傳感器，其中，所述第一電壓傳感器與太陽能電池組狀態(tài)檢測裝置連接，置于太陽能電池組輸出兩極與控制器相連端口內(nèi)，用于采集太陽能電池組的兩端電壓，以判斷所述太陽能電池組的工作狀態(tài)；所述第二電壓傳感器與所述沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)檢測裝置連接，置于調(diào)頻穩(wěn)壓器輸出兩極與控制器相連端口內(nèi)，用于采集調(diào)頻穩(wěn)壓器的輸出電壓，以判斷所述沼氣發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)；所述第三電壓傳感器置于所述蓄電池兩極與控制器相連端口內(nèi)，用于采集蓄電池兩極間的電壓，以判斷所述蓄電池電量。所采集的電壓可以直接輸入STM32單片機(jī)的10口，進(jìn)行讀取AD，將變量采回，與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，以判斷太陽能電池組的工作狀態(tài)、蓄電池電量及沼氣發(fā)電機(jī)是否工作及工作狀態(tài)。
[0027]所述繼電器包括安置在所述太陽能電池組與沼氣發(fā)電機(jī)對蓄電池充電選擇的通斷處的第一繼電器及安置在所述沼氣發(fā)電機(jī)與逆變器對負(fù)載供電選擇的通斷處的第二繼電器。該兩個(gè)繼電器由所述控制器自帶電池進(jìn)行直接供電，該電池通過分壓模塊連接單片機(jī)給單片機(jī)供電(給單片機(jī)提供合適的工作電壓)，單片機(jī)通過