一種高效太陽能板系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高效太陽能板系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]太陽能板組件是一種暴露在陽光下便會集熱，將光能轉換為直流電的發(fā)電裝置，由幾乎全部以半導體物料(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致任何損耗。簡單的光伏電池可為手表及計算機提供能源，較復雜的光伏系統(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，這些光伏設施通常被稱為附設于建筑物的光伏系統(tǒng)。
[0003]由于相對于某一個固定地點的太陽能光伏發(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、單片機或電腦軟件中，也就是靠計算太陽位置以實現(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)和設定，一旦安裝，就不便移動或裝拆，每次移動完就必須重新設定數(shù)據(jù)和調整各個參數(shù)；原理、電路、技術、設備復雜，非專業(yè)人士不能夠隨便操作。

【發(fā)明內容】

[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，進而提高太陽能轉化效率，此外，光檢測單元能夠精確的感應到光照的強度和照射的方向，從而配合其他各個單元實現(xiàn)太陽能板的精確控制，各個方向的轉動器包括橫向轉動器和縱向轉動器，分別調節(jié)，從而實現(xiàn)太陽能板的周向調整，進而提高轉化率。光伏架上的不同電池晶片通過PLC控制器的控制，不僅能夠實現(xiàn)太陽能板的高效轉化，還能夠根據(jù)不同的光照強度選擇合適的太陽能晶片，從而實現(xiàn)太陽能晶片的適當使用，提高轉化率，本裝置結構簡單，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化率。本系統(tǒng)由PLC控制器統(tǒng)一控制，以便于實現(xiàn)優(yōu)化配比，從而有效的保證設別的安全性和耐久度。
[0005]本發(fā)明采用的技術方案如下:
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置的四棱柱結構的光伏架，光伏架的側面分別為晶體硅側、薄膜側、及石墨烯側、陶瓷側；晶體硅側表面設置有若干串聯(lián)的晶體硅太陽電池片，薄膜側設置有若干串聯(lián)的薄膜太陽能電池片，石墨烯側表面設置有若干串聯(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 )、轉動單元，包括固定在固定架上的轉動機構；轉動機構包括橫向轉動器、縱向轉動器、及翻轉器；橫向轉動器包括橫向轉動電機和橫向變速齒輪，橫向轉動電機通過齒輪比為80-120的該橫向變速齒輪控制固定架在橫向0-45度的范圍內轉動；縱向轉動器包括縱向轉動電機、縱向變速齒輪，縱向轉動電機通過齒輪比為120-150的縱向變速齒輪控制固定架在縱向0-40度范圍內轉動；翻轉器包括鎖定機構、齒輪機構、及翻轉電機，翻轉電機通過齒輪機構控制光伏組件轉動，從而改變光伏組件朝上的側面，鎖定機構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 ;感光孔的底部設有一個光敏電阻，在感光孔中部的側壁上均勾分布有四個光敏電阻，在感光孔上部的側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，該溫度控制器設置在光伏架內，用于控制光伏組件的溫度調節(jié)；
(6)、清洗單元，包括清洗裝置，該清洗裝置設置包括清洗電機、清洗刷、清洗噴霧裝置，在固定架上設置有放置清洗刷的滑軌，清洗電機控制清洗刷沿滑軌滑動并使清洗刷擦洗光伏架的下側面，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，進而提高太陽能轉化效率，此外，光檢測單元能夠精確的感應到光照的強度和照射的方向，從而配合其他各個單元實現(xiàn)太陽能板的精確控制，各個方向的轉動器包括橫向轉動器和縱向轉動器，分別調節(jié)，從而實現(xiàn)太陽能板的周向調整，進而提高轉化率。光伏架上的不同電池晶片通過PLC控制器的控制，不僅能夠實現(xiàn)太陽能板的高效轉化，還能夠根據(jù)不同的光照強度選擇合適的太陽能晶片，從而實現(xiàn)太陽能晶片的適當使用，提高轉化率。
[0007]
更進一步，所述控制系統(tǒng)的光檢測方法:
(1)、光線進入感光孔中，被設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動單元動作并調節(jié)固定架的位置，進而使光線進入感光孔的位置更深；
(3)、設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節(jié)固定架的位置，使設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入孔中，從而影響其精確性，設置在感光孔孔壁上，能夠根據(jù)入射光的位置和感應到光線的感光原件的位置，進而便于PLC控制器控制固定架的位置調整。
[0009] 更進一步，所述控制系統(tǒng)的轉動調節(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動電機以200-250r/min的轉速轉動，縱向轉動電機以220-280r/min的轉速轉動；
(2)、當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動電機以80-100r/min的轉速轉動，橫向轉動電機以90-110r/min的轉速轉動；
(3)、當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動電機或橫向轉動電機以30-35r/min的轉動速度轉動，進而調節(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)、當夜間無法檢測到光線時，或光強度小于設定值時，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，將橫向轉動電機與縱向轉動電機分開調節(jié)并分階段調節(jié)，減少誤動作，進而減輕PLC的控制壓力，能夠實現(xiàn)精確控制，能夠陽光的轉動而自動調節(jié)，進而實現(xiàn)精確控制，提尚太陽能板的穩(wěn)定性。
[0011]
更進一步，所述控制系統(tǒng)的光伏組件調節(jié)方法:
(1)、光檢測單元檢測到日光照度大于2600LX時，控制單元控制翻轉器轉動，使光伏組件的石墨烯側朝上；溫度控制器控制石墨烯側的平均溫度為30°C ;
(2)、當光伏單元的輸出功率與負載的額定功率的比值大于1.3且日光照度不小于2000Lx時，控制翻轉器轉動至晶體硅側朝上；溫度控制器控制晶體硅側的平均溫度為26。。；
(3)、當日光照度為1800-2600LX且光伏單元的輸出功率與負載的額定功率的比值小于0.8時，控制翻轉器轉動，使翻轉器的晶體硅側斜向40度向上同時石墨烯側斜向50度向上；溫度控制器控制石墨烯側和晶體硅側的平均溫度為27°C ;
(4)、當日光照度為1000-1800LX且光伏單元的輸出功率與負載的額定功率的比值不小于1時；翻轉器控制薄膜側斜向30度向上、單晶硅側斜向60度向上；溫度控制器控制石墨烯側和晶體硅側的平均溫度為23°C ;
(5)、當日光照度為300-1000LX時，翻轉器控制薄膜側向上；溫度控制器控制薄膜側的平均溫度為21°C ;
(6)、當日光照度小于300Lx時，翻轉器控制陶瓷側向上；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)不同的太陽光照強度和根據(jù)不同的負載需要的耗電量，選擇不同側面的太陽能晶片，實現(xiàn)合理搭配，保證太陽能晶片能夠實現(xiàn)高效轉化的同時，防止過多產生的電量對負載或其他部件的影響，進而提高太陽能電池片和負載的使用壽命。
[0013]
更進一步，所述控制系統(tǒng)的光伏組件清洗方法:
(1)、當光伏架的側面需要清洗時，翻轉器將該側面翻轉至向下的位置，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，清洗電機動作并控制清洗