主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
太阳能板转动充电装置
小类:
机械与控制
简介:
我们设计的太阳能板转动装置通过使固设于支架上的太阳能板的绕轴旋转,让太阳能板的正面跟随太阳转动,满足尽可能多的时间与光保持垂直,提高太阳能的利用率。 转动装置通过单片机控制步进电机驱动涡轮蜗杆传动到太阳能板,实现板的转动。通过单片机装置的智能计时,实行时钟控制步进电机的驱动。
详细介绍:
在这个能源极为重要的新时代,节约资源,充分利用能源,保护环境,是实现可持续发展的和谐社会的关键。 太阳能板转动充电装置其主要目的是通过使太阳能板保持面向阳光,以便最大限度的吸收太阳光,最充分的利用太阳能。 市场上的太阳能板充电器,一般只能固定放置一个角度,吸收太阳能有限。我们设计的太阳能电池板转动装置有很大的转换角度。太阳能板能随着时间变化而变换方位,使正面跟随太阳转动,满足尽可能多的时间与光保持垂直,从而提高太阳能的利用率。 一、太阳能板转动充电装置实现的功能: 1.给储电池充电。 2.实现太阳能板随时间绕轴线自东向西转动,第二天能自动返程并开始新的工作。通过定位销,实现南北方向太阳能板斜度的粗调节。以适应不同季节的不同斜度的太阳接收。 3.太阳能板转动充电转置设置了按钮,可以手动调节太阳能板转动,方向。有限位开关。 二、太阳能板转动充电装置的原理: 太阳能板转动机构:支撑太阳能板转动。 太阳能板:实现充电功能。 涡轮蜗杆箱:传动动力;自锁功能,使在步进电动机不工作时,太阳能板不任意转动。 步进电动机:产生旋转的动力。 步进电动机驱动器:放大信号,驱动步进电动机。 储电池:储存电能。 单片机及电路板:提供步进电动机转动的信号,控制步进电动机运行方向和运行步数,及何时运行。 限位开关:通过结合限位开关,接通单片机,太阳能板在到底一定位置时会进行特定操作。回到起始限位点,给一个信号单片机,转动充电装置准备好重新开始工作。当一天的行程走完,走到终点限位时,通过终点限位开关,程序暂停。再通过时钟的计时,到第二天的7点,通过控制电机反转,板回到起始限位点,重新开始一天的工作 主要原理: 由电子钟发出时间信号,经单片机处理信息,发出动作信号,到步进电动机驱动器放大电流、分配脉冲,最后驱动步进电动机动作,实现太阳能板按时间规律转动。 由于步进电动机驱动器及步进电动机需要电源,所以我们选用了继电器,通过程序设计,在步进电动机需要运行时接通,停止运行时断开,不浪费电能。 三、操作方法: 接好机构图与进行正确接线,避免误接所造成的短路事故。 1、 根据不同季节,通过人工调节太阳能板的南北方向的大致定位。 2、 接通单片机电源,调节显示时钟的时间。 3、 人工控制连动按钮,让太阳能板东西方向的转动到合适位置。 4、 打开自动开关,太阳能板充电装置根据程序进行自动控制、自动运行。

作品图片

  • 太阳能板转动充电装置
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作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

太阳能板转动充电装置其主要目的是通过使太阳能板保持面向阳光,以便最大限度的吸收太阳光,最充分的利用太阳能,节约资源。 此转动装置通过单片机控制步进电机驱动涡轮蜗杆传动到太阳能板,实现板的转动。通过单片机装置的智能计时,实行时钟控制步进电机的驱动,通过电机驱动涡轮蜗杆,涡轮带动机构的横轴旋转,从而实现了将固定于横轴上的太阳能板跟随太阳旋转,保证了太阳能板最大限度的吸收太阳能。

科学性、先进性

如今的电池充电一般都是从220V交流电转换为直流冲入,这样需要耗费其他能量才能得到电能。太阳能电池板不损耗任何有限的资源,不污染环境,所用的是最纯净的能量。 市场上的太阳能板充电器,一般只能固定放置一个角度,吸收太阳能有限。我们设计的太阳能电池板转动装置有很大的转换角度,能随着时间变化而变换方位,始终保持面向阳光,吸收太阳光,最大限度的利用太阳能。 太阳能板转动装置里使用了单片机,依据日历时钟信号控制步进电机。使用了涡轮蜗杆机构,确保太阳能板的固定。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

实验室阶段

技术转让方式

电话:13597024655 QQ:1009303002

作品可展示的形式

实物、 图纸 、磁盘、现场演示 、图片 、录像

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

在能源紧缺的年代,太阳能作为一种干净的可再生能源越来越受关注,如何更充分的利用太阳能成了科研者的重点项目。本设计的太阳能板转动装置,能突破以为太阳能单一角度的吸收太阳光的弊端,实现时钟控制太阳能板的朝向,使面板能尽可能多的与太阳光形成直射,进而更充分的利用太阳能。本装置对太阳能的广泛使用具有很大的促进作用,具有很大的市场空间。

同类课题研究水平概述

太阳能的应用越来越来普遍。比如太阳能发电站,太阳能热水器,太阳能汽车,太阳能蓄电池等比比皆是。虽然现在应用比较普遍,但是利用率普遍都不高。因为现在的太阳能设备大多只能接收固定照射方向的太阳光线。 针对目前太阳能接收器对太阳能的利用率不充分的背景,各国都在开发改进接收太阳能的接收设备。当今国内外,对太阳能板转动转置都有一定的研究,有人利用PLC对太阳能板进行控制,实现太阳能板的转动;利用光敏传感器对光线的捕捉,以实行对太阳能板的定位。虽然国内外有所研究,但基于以上机构的复杂性以及成本费用太高,使得太阳能板转动转置没有得到大的推广。 我们设计的太阳能板,不仅结构美观实用,而且与同类转动机构相比,有它独到之处。就是它不仅能满足同类产品的东西转向外(地球自转方向),还能实现南北转向(即地球公转方向)。东西转向能调节每天板面跟随太阳转动,而南北转动能实现太阳能板跟随太阳的南北极地运动进行调节。同时因为太阳能板要进行南北转向的年次数比较少,每年大概就调节2到3次,故设计成人工调节,利用插销的锁紧,简单易行,而且很大程度上节约了成本,为太阳能吸收更全面,太阳能板转动机构的普及具有更大的推动作用
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