立杆式太阳能供电装置论文和设计-秦磊

全文摘要

本实用新型提供了一种立杆式太阳能供电装置，属于太阳能光伏发电装置技术领域，包括立管顶部设有热量感应器，控制箱内设置PLC控制器、蓄电池以及充放电控制器；控制箱的顶部的热量感应器，热量感应器连接PLC控制器；立管的底部中间固定有轴承，轴承内圈内固定有立杆，立杆的顶部通过水平连杆连接光伏板，水平连杆穿过立管上设置的周向限位孔；立管上还设有一机电盒，机电盒内固定有伺服电机，伺服电机连接蜗杆涡轮，涡轮固定套设在立杆上，PLC控制器控制伺服电机的转动。本实用新型PLC控制器根据热量感应器监测到的太阳直射的热量分布，控制伺服电机带动立杆进行转动调整太阳能光伏板的角度，提高了对太阳直射光线的利用效率，提高了发电效率。

主设计要求

1.一种立杆式太阳能供电装置，其特征在于：包括立管(1)、光伏板(2)、热量感应器(3)、PLC控制器(17)、蓄电池(16)，所述立管(1)的顶部设有所述热量感应器(3)，所述PLC控制器(17)和所述蓄电池(16)设置在一控制箱(4)内；所述热量感应器(3)连接所述PLC控制器，所述PLC控制器(17)连接所述蓄电池(16)；所述立管(1)的底部中间固定有一轴承(5)，所述轴承(5)的内圈内固定插设有立杆(6)，所述立杆(6)的顶部固定连接有一水平连杆(7)，所述水平连杆(7)的另一端穿过所述立管(1)上设置的周向限位孔(8)后连接所述光伏板(2)；所述立管(1)上还设有一机电盒(9)，所述机电盒(9)内固定有一伺服电机(10)，所述伺服电机(10)连接有一蜗杆(11)，所述蜗杆(11)啮合一涡轮(12)，所述涡轮(12)固定套设在所述立杆(6)上，所述伺服电机(10)电性连接所述蓄电池，所述伺服电机(10)连接PLC控制器(17)。

设计方案

所述立管(1)的底部中间固定有一轴承(5)，所述轴承(5)的内圈内固定插设有立杆(6)，所述立杆(6)的顶部固定连接有一水平连杆(7)，所述水平连杆(7)的另一端穿过所述立管(1)上设置的周向限位孔(8)后连接所述光伏板(2)；

所述立管(1)上还设有一机电盒(9)，所述机电盒(9)内固定有一伺服电机(10)，所述伺服电机(10)连接有一蜗杆(11)，所述蜗杆(11)啮合一涡轮(12)，所述涡轮(12)固定套设在所述立杆(6)上，所述伺服电机(10)电性连接所述蓄电池，所述伺服电机(10)连接PLC控制器(17)。

2.根据权利要求1所述的立杆式太阳能供电装置，其特征在于：所述立管(1)的顶部侧壁上设有环形滑槽(13)，所述环形滑槽(13)内可转动的设有滑环(14)，所述滑环(14)连接所述光伏板(2)的顶部边缘。

3.根据权利要求1或2所述的立杆式太阳能供电装置，其特征在于：所述立管(1)的底端固定连接有一底座(15)。

4.根据权利要求3所述的立杆式太阳能供电装置，其特征在于：所述控制箱(4)内还设有充放电控制器(18)，所述充放电控制器(18)连接于蓄电池(16)和所述光伏板(2)之间。

5.根据权利要求4所述的立杆式太阳能供电装置，其特征在于：所述控制箱(4)内通过隔板(19)分隔成上下两层，所述充放电控制器(18)和所述PLC控制器(17)设于所述隔板(19)上，所述蓄电池(16)设于所述控制箱(4)的底部。

6.根据权利要求5所述的立杆式太阳能供电装置，其特征在于：所述控制箱(4)上还设有多个放电插口，所述放电插口与所述蓄电池(16)连接。

7.根据权利要求6所述的立杆式太阳能供电装置，其特征在于：所述控制箱(4)和所述立管(1)之间连接布线通道(20)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏发电装置技术领域，具体涉及一种光伏板可随光照角度进行旋转的立杆式太阳能供电装置。

背景技术

随着工业以及城市化的加速发展，目前对于能源的消耗越来越多，尤其是对传统能源的消耗以及达到几乎消耗殆尽的底部，因此新能源的发展日益的加快，其中以太阳能为代表的新能源产业的成长最为迅速。

在农田土壤墒情监测系统及环境监测系统中，大多使用太阳能供电设备对监测系统进行供电，大多太阳能供电设备为太阳能供电立杆，在立杆上固定光伏发电板，通过光伏发电板将太阳能转换为电能为监测系统进行供电。

但是，目前使用的立杆式太阳能发电板为野外监控、数据传输、闸门仪表等农事设备供电，光伏板在进行发电的时候的角度是固定的，其相对于阳光直射的角度的位置是一定的，但是一天之中的太阳直射的角度是持续变化的，因此目前的太阳能发电板的发电效率较低，而且对于太阳直射能量的利用率较低，影响了发电的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光伏板可随太阳光照射角度进行旋转的立杆式太阳能供电装置，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：

本实用新型提供的一种立杆式太阳能供电装置，包括立管、光伏板、热量感应器、PLC控制器、蓄电池，所述立管的顶部设有所述热量感应器，所述PLC控制器和所述蓄电池设置在一控制箱内；所述热量感应器连接所述PLC控制器，所述PLC控制器连接所述蓄电池；

所述立管的底部中间固定有一轴承，所述轴承的内圈内固定插设有立杆，所述立杆的顶部固定连接有一水平连杆，所述水平连杆的另一端穿过所述立管上设置的周向限位孔后连接所述光伏板；

所述立管上还设有一机电盒，所述机电盒内固定有一伺服电机，所述伺服电机连接有一蜗杆，所述蜗杆啮合一涡轮，所述涡轮固定套设在所述立杆上，所述伺服电机电性连接所述蓄电池，所述伺服电机连接PLC控制器。

进一步的，所述立管的顶部侧壁上设有环形滑槽，所述环形滑槽内可转动的设有滑环，所述滑环连接所述光伏板的顶部边缘。

进一步的，所述立管的底端固定连接有一底座。

进一步的，所述控制箱内还设有充放电控制器，所述充放电控制器连接于蓄电池和所述光伏板之间。

进一步的，所述控制箱内通过隔板分隔成上下两层，所述充放电控制器和所述PLC控制器设于所述隔板上，所述蓄电池设于所述控制箱的底部。

进一步的，所述控制箱上还设有多个放电插口，所述放电插口与所述蓄电池连接。

进一步的，所述控制箱和所述立管之间连接布线通道。

本实用新型有益效果：结构简单合理，热量感应器可以监测到太阳直射的热量分布，PLC控制器会控制伺服电机带动立杆进行转动，从而调整太阳能光伏板的角度，提高了对太阳直射光线的利用效率，提高了发电效率；通过充放电控制器控制蓄电池的充放电，避免了夜间蓄电池向光伏板放电，保护了蓄电池。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所述的立杆式太阳能供电装置立体结构图。

图2为本实用新型实施例所述的立杆式太阳能供电装置剖视结构图。

其中：1-立管；2-光伏板；3-热量感应器；4-控制箱；5-轴承；6-立杆；7-水平连杆；8-限位孔；9-机电盒；10-伺服电机；11-蜗杆；12-涡轮；13-环形滑槽；14-滑环；15-底座；16-蓄电池；17-PLC控制器；18-充放电控制器；19-隔板；20-布线通道。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和\/或模块，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、模块和\/或它们的组。

需要说明的是，在本实用新型所述的实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通，或两个元件的相互作用关系，除非具有明确的限定。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语 (包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本领域普通技术人员应当理解的是，附图只是一个实施例的示意图，附图中的部件或装置并不一定是实施本实用新型所必须的。

实施例

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种立杆式太阳能供电装置，包括立管1、光伏板2、热量感应器3、PLC控制器17、蓄电池16，热量感应器3设于所述立管1的顶部，所述PLC控制器17、所述蓄电池16设于一控制箱4内；所述热量感应器3连接所述PLC控制器17，所述PLC控制器17连接所述蓄电池16。

热量感应器3可实时监测太阳光的直射热量分布，将热量分布发送给PLC 控制器，PLC控制器根据接收到的热量分布，发送控制信号，例如发送控制伺服电机运行状态的控制信号等。

控制箱4通过布线通道20与立管1连通，可在布线通道20内布置电线电缆等实现蓄电池16与热量感应器3、光伏板2及伺服电机10之间的连接。在控制箱4内还可设置充放电控制器18，具体的，在控制箱4内设置一隔板19，将充放电控制器18以及PLC控制器17设于隔板19的上表面，将蓄电池16设于隔板19 的下方，位于控制箱4底部的上表面。

蓄电池16具有储电功能，白天利用光伏板2产生的电能储存在蓄电池16 中，蓄电池16可通过控制箱4上设置的放电插口来连接外部用电设备，从而为用电设备供电。在实际应用中，具体如何设置放电插口为现有技术，如，可设置为插座等设备。

充放电控制器18防止蓄电池过度充电，防止蓄电池过度放电，防止夜间蓄电池向太阳能板反向放电，进行过载保护、短路保护以及电池防反。

如图2所示，所述立管1的底部中间固定有一轴承5，所述轴承5的内圈内固定插设有立杆6，所述立杆6的顶部固定连接有一水平连杆7，所述水平连杆 7的另一端穿过所述立管1上设置的周向限位孔8后连接所述光伏板2。

立管1的底部设有轴承，立杆6的底部插入轴承5的内圈内固定，这样立杆 6可在轴承5内旋转，立杆6旋转就可带动水平连杆7连接的光伏板2进行旋转。

所述立管1上还设有一机电盒9，所述机电盒9内固定有一伺服电机10，所述伺服电机10连接有一蜗杆11，所述蜗杆11啮合一涡轮12，所述涡轮12固定套设在所述立杆6上，所述伺服电机10电性连接所述蓄电池，所述伺服电机10 连接PLC控制器。

机电盒10可保护伺服电机10避免外界环境如水分、或杂质的影响，同时，可为蜗轮蜗杆的组合提供运行空间，为伺服电机10提供支撑。

伺服电机10的旋转带动蜗杆11的旋转，蜗杆11旋转带动涡轮12旋转，涡轮12旋转带动立杆6在轴承5的支撑下旋转，立杆6的旋转通过水平连杆7带动光伏板2旋转，从而调整光伏板2与太阳光线之间的角度。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述立管1的顶部侧壁上设有环形滑槽13，所述环形滑槽13内可转动的设有滑环14，所述滑环14连接所述光伏板2 的顶部边缘。

将光伏板2倾斜一定角度，使上端与滑环14连接，本领域技术人员可根据实际情况具体设置光伏板2的倾斜角度，如，根据装置使用的地理位置具体设置光伏板2的倾斜角度。

光伏板2倾斜后的上端与滑环14连接，可使光伏板2更加牢固，滑环14设置在环形滑槽13内旋转，可使倾斜的光伏板2整体进行旋转。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述立管1的底端固定连接有一底座 15。立管1固定在底座15上，可方便固定整个装置。如，将带有底座的装置立杆埋入土内，可使装置更加牢固，也可在底座上设置螺纹孔，通过螺栓和螺纹孔的连接将装置固定在水泥地面上等，也可固定在铁制等金属制材料上，根据需要设置。

综上所述，本实用新型实施例通过在立管顶端设置的热量感应器可实时监测太阳光直射的热量分布，将热量分布信号发送至PLC控制器，PLC控制器根据热量分布信号控制伺服电机的运转；伺服电机通过蜗轮蜗杆机构带动立杆的旋转，立杆旋转带动光伏板旋转，从而调整光伏板与太阳光线间的照射角度，使光伏板随太阳光线照射角度进行旋转，从而提高了光线利用率，提高了发电效率；控制箱内设置蓄电池和充放电控制器，蓄电池用来储电，充放电控制器对整个装置进行电性保护，可延长装置的使用寿命。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

设计图

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