一種高效太陽能板系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高效太陽能板系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能板組件是一種暴露在陽光下便會集熱，將光能轉(zhuǎn)換為直流電的發(fā)電裝置，由幾乎全部以半導(dǎo)體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。由于沒有活動的部分，故可以長時間操作而不會導(dǎo)致任何損耗。簡單的光伏電池可為手表及計算機(jī)提供能源，較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋提供照明，并為電網(wǎng)供電。太陽能板組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，以產(chǎn)生更多電力。天臺及建筑物表面均會使用太陽能板組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。
[0003]由于相對于某一個固定地點(diǎn)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太陽的光照角度時時刻刻都在變化，如果太陽能電池板能夠時刻正對太陽，發(fā)電效率才會達(dá)到最佳狀態(tài)。世界上通用的太陽跟蹤控制系統(tǒng)都需要根據(jù)安放點(diǎn)的經(jīng)瑋度等信息計算一年中的每一天的不同時刻太陽所在的角度，將一年中每個時刻的太陽位置存儲到PLC、單片機(jī)或電腦軟件中，也就是靠計算太陽位置以實(shí)現(xiàn)跟蹤。采用的是電腦數(shù)據(jù)理論，需要地球經(jīng)瑋度地區(qū)的數(shù)據(jù)和設(shè)定，一旦安裝，就不便移動或裝拆，每次移動完就必須重新設(shè)定數(shù)據(jù)和調(diào)整各個參數(shù)；原理、電路、技術(shù)、設(shè)備復(fù)雜，非專業(yè)人士不能夠隨便操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述存在的問題，提供一種高效太陽能板系統(tǒng)，能夠統(tǒng)一控制整個太陽能板，在太陽能板的上方的固定架的朝向能夠有PLC控制器控制，使太陽能板能夠始終朝向陽光照射方向，進(jìn)而提高太陽能轉(zhuǎn)化效率，此外，光檢測單元能夠精確的感應(yīng)到光照的強(qiáng)度和照射的方向，從而配合其他各個單元實(shí)現(xiàn)太陽能板的精確控制，各個方向的轉(zhuǎn)動器包括橫向轉(zhuǎn)動器和縱向轉(zhuǎn)動器，分別調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)太陽能板的周向調(diào)整，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)化率。光伏架上的不同電池晶片通過PLC控制器的控制，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能板的高效轉(zhuǎn)化，還能夠根據(jù)不同的光照強(qiáng)度選擇合適的太陽能晶片，從而實(shí)現(xiàn)太陽能晶片的適當(dāng)使用，提高轉(zhuǎn)化率，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，易于推廣，能夠有效提高太陽能板的使用壽命和太陽能轉(zhuǎn)化率。本系統(tǒng)由PLC控制器統(tǒng)一控制，以便于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配比，從而有效的保證設(shè)別的安全性和耐久度。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明公開了一種高效太陽能板系統(tǒng)，包括:
(1)、控制單元，包括PLC控制器及供電電路，PLC用于控制供電電路供電；
(2)、光伏單元，包括光伏組件，光伏組件包括若干并列設(shè)置的四棱柱結(jié)構(gòu)的光伏架，光伏架的側(cè)面分別為晶體硅側(cè)、薄膜側(cè)、及石墨烯側(cè)、陶瓷側(cè)；晶體硅側(cè)表面設(shè)置有若干串聯(lián)的晶體硅太陽電池片，薄膜側(cè)設(shè)置有若干串聯(lián)的薄膜太陽能電池片，石墨烯側(cè)表面設(shè)置有若干串聯(lián)的石墨烯太陽能電池片；該石墨烯太陽能電池片是以石墨烯作為透光電極； (3 )、轉(zhuǎn)動單元，包括固定在固定架上的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括橫向轉(zhuǎn)動器、縱向轉(zhuǎn)動器、及翻轉(zhuǎn)器；橫向轉(zhuǎn)動器包括橫向轉(zhuǎn)動電機(jī)和橫向變速齒輪，橫向轉(zhuǎn)動電機(jī)通過齒輪比為80-120的該橫向變速齒輪控制固定架在橫向0-45度的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動；縱向轉(zhuǎn)動器包括縱向轉(zhuǎn)動電機(jī)、縱向變速齒輪，縱向轉(zhuǎn)動電機(jī)通過齒輪比為120-150的縱向變速齒輪控制固定架在縱向0-40度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動；翻轉(zhuǎn)器包括鎖定機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、及翻轉(zhuǎn)電機(jī)，翻轉(zhuǎn)電機(jī)通過齒輪機(jī)構(gòu)控制光伏組件轉(zhuǎn)動，從而改變光伏組件朝上的側(cè)面，鎖定機(jī)構(gòu)用于鎖定光伏組件以便于光伏組件定位或定向；
(4)、光檢測單元，包括固定在固定架上的入射光檢測器，入射光檢測器包括豎直的感光孔，深孔的深度與孔徑的比值不小于5 ;感光孔的底部設(shè)有一個光敏電阻，在感光孔中部的側(cè)壁上均勾分布有四個光敏電阻，在感光孔上部的側(cè)壁上均勾分布有四個光敏電阻；光敏電阻均與PLC控制器相連；
(5)、溫度控制單元，包括溫度控制器，該溫度控制器設(shè)置在光伏架內(nèi)，用于控制光伏組件的溫度調(diào)節(jié)；
(6)、清洗單元，包括清洗裝置，該清洗裝置設(shè)置包括清洗電機(jī)、清洗刷、清洗噴霧裝置，在固定架上設(shè)置有放置清洗刷的滑軌，清洗電機(jī)控制清洗刷沿滑軌滑動并使清洗刷擦洗光伏架的下側(cè)面，該清洗噴霧裝置用于向清洗刷噴出清洗噴霧；
控制單元分別與光伏單元、轉(zhuǎn)動單元、光檢測單元、溫度控制單元、清洗單元相連，并控制各單元相互配合。
[0006]由于上述系統(tǒng)，能夠統(tǒng)一控制整個太陽能板，在太陽能板的上方的固定架的朝向能夠有PLC控制器控制，使太陽能板能夠始終朝向陽光照射方向，進(jìn)而提高太陽能轉(zhuǎn)化效率，此外，光檢測單元能夠精確的感應(yīng)到光照的強(qiáng)度和照射的方向，從而配合其他各個單元實(shí)現(xiàn)太陽能板的精確控制，各個方向的轉(zhuǎn)動器包括橫向轉(zhuǎn)動器和縱向轉(zhuǎn)動器，分別調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)太陽能板的周向調(diào)整，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)化率。光伏架上的不同電池晶片通過PLC控制器的控制，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能板的高效轉(zhuǎn)化，還能夠根據(jù)不同的光照強(qiáng)度選擇合適的太陽能晶片，從而實(shí)現(xiàn)太陽能晶片的適當(dāng)使用，提高轉(zhuǎn)化率。
[0007]
更進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)的光檢測方法:
(1)、光線進(jìn)入感光孔中，被設(shè)于感光孔上部的光敏電阻檢測到，然后控制單元接收該光敏電阻的信號，并計算得到光線與感光孔軸線的夾角大于設(shè)定值；
(2)、控制單元根據(jù)檢測到光線的光敏電阻在感光孔中的位置控制轉(zhuǎn)動單元動作并調(diào)節(jié)固定架的位置，進(jìn)而使光線進(jìn)入感光孔的位置更深；
(3)、設(shè)于感光孔中部的光敏電阻檢測到光線后，控制單元再次計算得到光線與感光孔軸線的夾角的范圍；
(4)、控制單元根據(jù)檢測到光線的光敏電阻在感光孔中的位置調(diào)節(jié)固定架的位置，使設(shè)于感光孔底部的光敏電阻檢測到光線。
[0008]由于上述方法，感光孔較深，能夠避免干擾光纖進(jìn)入孔中，從而影響其精確性，設(shè)置在感光孔孔壁上，能夠根據(jù)入射光的位置和感應(yīng)到光線的感光原件的位置，進(jìn)而便于PLC控制器控制固定架的位置調(diào)整。
[0009] 更進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)方法:
(1)、控制單元檢測并計算得到光線與光伏組件所在面的法線的夾角在縱向上不小于20度或在橫向上不小于25度，控制單元控制終向轉(zhuǎn)動電機(jī)以200-250r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，縱向轉(zhuǎn)動電機(jī)以220-280r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動；
(2)、當(dāng)光線與光伏組件所在面的法線的夾角在縱向上的夾角為8-20度或在縱向上的夾角為8-20度，控制單元控制縱向轉(zhuǎn)動電機(jī)以80-100r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，橫向轉(zhuǎn)動電機(jī)以90-110r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動；
(3)、當(dāng)光線與光伏組件所在面的法線的夾角在縱向上的夾角為小于8度或在縱向上的夾角小于8度，控制單元控制縱向轉(zhuǎn)動電機(jī)或橫向轉(zhuǎn)動電機(jī)以30-35r/min的轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動，進(jìn)而調(diào)節(jié)光線與光伏組件所在面的法線的夾角，使該夾角小于8度；
(4)、當(dāng)夜間無法檢測到光線時，或光強(qiáng)度小于設(shè)定值時，控制單元控制光伏組件所在面平行于水平面。
[0010]由于上述方法，將橫向轉(zhuǎn)動電機(jī)與縱向轉(zhuǎn)動電機(jī)分開調(diào)節(jié)并分階段調(diào)節(jié)，減少誤動作，進(jìn)而減輕PLC的控制壓力，能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制，能夠陽光的轉(zhuǎn)動而自動調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確控制，提尚太陽能板的穩(wěn)定性。
[0011]
更進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)的光伏組件調(diào)節(jié)方法:
(1)、光檢測單元檢測到日光照度大于2600LX時，控制單元控制翻轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)動，使光伏組件的石墨烯側(cè)朝上；溫度控制器控制石墨烯側(cè)的平均溫度為30°C ;
(2)、當(dāng)光伏單元的輸出功率與負(fù)載的額定功率的比值大于1.3且日光照度不小于2000Lx時，控制翻轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)動至晶體硅側(cè)朝上；溫度控制器控制晶體硅側(cè)的平均溫度為26。。；
(3)、當(dāng)日光照度為1800-2600LX且光伏單元的輸出功率與負(fù)載的額定功率的比值小于0.8時，控制翻轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)動，使翻轉(zhuǎn)器的晶體硅側(cè)斜向40度向上同時石墨烯側(cè)斜向50度向上；溫度控制器控制石墨烯側(cè)和晶體硅側(cè)的平均溫度為27°C ;
(4)、當(dāng)日光照度為1000-1800LX且光伏單元的輸出功率與負(fù)載的額定功率的比值不小于1時；翻轉(zhuǎn)器控制薄膜側(cè)斜向30度向上、單晶硅側(cè)斜向60度向上；溫度控制器控制石墨烯側(cè)和晶體硅側(cè)的平均溫度為23°C ;
(5)、當(dāng)日光照度為300-1000LX時，翻轉(zhuǎn)器控制薄膜側(cè)向上；溫度控制器控制薄膜側(cè)的平均溫度為21°C ;
(6)、當(dāng)日光照度小于300Lx時，翻轉(zhuǎn)器控制陶瓷側(cè)向上；溫度控制器控制光伏架表面的溫度平均為20°C。
[0012]由于上述方法，能夠根據(jù)不同的太陽光照強(qiáng)度和根據(jù)不同的負(fù)載需要的耗電量，選擇不同側(cè)面的太陽能晶片，實(shí)現(xiàn)合理搭配，保證太陽能晶片能夠?qū)崿F(xiàn)高效轉(zhuǎn)化的同時，防止過多產(chǎn)生的電量對負(fù)載或其他部件的影響，進(jìn)而提高太陽能電池片和負(fù)載的使用壽命。
[0013]
更進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)的光伏組件清洗方法:
(1)、當(dāng)光伏架的側(cè)面需要清洗時，翻轉(zhuǎn)器將該側(cè)面翻轉(zhuǎn)至向下的位置，完成后向控制單元發(fā)送信號； (2)、控制單元接收到信號后，向清洗單元發(fā)送控制命令，清洗電機(jī)動作并控制清洗