一种输出功率最优化调节的光伏发电装置
技术领域
本实用新型涉及太阳能光伏发电技术领域，具体涉及一种输出功率最优化调节的光伏发电装置。
背景技术
如今随着国家的工业化发展，煤、石油、天然气等不可再生能的化石能源逐渐趋向枯竭，环境的污染问题也越来越严重，可持续发展及生态文明建设成为人们日益关注的话题。此时，以太阳能为代表的可再生能源异军突起，方兴未艾。太阳能清洁环保，没有任何污染并且取之不尽用之不竭。其可以就地开发的特点对于交通不发达的乡村，海岛来说，太阳能发电是一种很好的选择。
目前市面上见到的光伏发电装置，其电池板通常是固定不可调节的，我们知道太阳每天东升西落，随着地球的自转和公转，太阳的位置一年四季也不尽相同。因为光电转化效率只有在太阳光垂直照射到光伏电池板时才达到最高值，所以太阳能电池板固定式的光伏发电装置功率传输效率不尽人意。另一种常见的太阳能的自动追踪装置是通过计算来不同地点一年中每天每时每刻的太阳光方位角来实现的，此装置的缺陷是不便移动，设备复杂，拆装麻烦。还有一些装置是通过调节两块完全相同的电池板之间的夹角，以两块电池板的能流密度是否相等为判断条件来提高太阳能利用率的，此方法的缺陷是两电池板之间的夹角一直存在，无法真正意义上接收垂直照射的太阳光。因此提高太阳能的利用效率成为了光伏发电领域的主要难题，申请号为CN201611211868.1的专利提出了一种投影式太阳光检测装置，其具体原理是在太阳检测盘中间固定一根竖直杆，检测盘上固定了电压计量芯片，根据电压计量芯片的电压值来确定竖杆的投影位置和长度，此装置的缺陷是当日升刚开始或日落要结束时，竖杆在圆盘水平面上的投影会超过圆盘本身，这样就不能计算出投影的长度，太阳的方位角也自然无法确定。申请号为CN201810288507.X的专利中的太阳光检测装置通过由许多个光敏电阻单元组成的球形光敏电阻装置进行太阳光检测的，此装置的缺陷是无法精准识别太阳光方位角，因为许多光敏电阻可能会同时接检测到光度相近太阳光，这会使检测输出的结果变得模糊，具有不确定性。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术不足，提供一种输出功率最优化调节的光伏发电装置。该装置圆形轨道、万向轮与伞齿轮及横向连接柱的配合，克服了现有专利中太阳光检测模块与太阳能光伏电池板互相干扰，太阳光检测模块在一定区域内检测不到太阳光，光伏电池板在一定角度内会有太阳光检测模块投影以致传输效率下降的情况，以及现有光伏发电装置的不灵活和阳光检测装置输出结果不精确的缺点。本装置提升了光电转化的功率传输效率，并提供清洁装置，确保光伏电池板、支撑台以及圆形轨道的洁净，这不仅使太阳光每时每刻都垂直照射在电池板上，而且使每项器材都处在最优的工作状态。
本实用新型技术方案为：
一种输出功率最优化调节的光伏发电装置，包括光伏电池板角度/方向调节模块、散热模块、清洁模块、太阳光检测模块、控制模块和锂电池充放电模块；其中，其中，光伏电池板角度/方向调节模块设置在太阳光检测模块的圆形轨道上，散热模块和清洁模块、控制模块固定于光伏电池板角度/方向调节模块上，锂电池充放电模块固定于太阳光检测模块的下方；
所述光伏电池板角度/方向调节模块的下支撑台固定在万向轮上，支撑台为长方形板状结构，竖直支撑柱固定在下支撑台的中心处，支撑台的四个边角处分别安装有一个滚轮；下支撑台两长边内侧的中心处固定有两个机械轨道，两个机械轨道均为直立的长形凹槽，凹槽内部设有齿条；每个机械轨道上套有一个可移动外壳，每个可移动外壳上均固定了一个步进电机；每个可移动外壳的两个侧面均固定一个机械臂，每个机械臂的末端均与一根链条的一端相连，与内侧机械臂相连的两个链条分别通过各自的滚轮和光伏电池板内侧的下部边角相连；与外侧机械臂相连的两个链条分别通过各自的滚轮和光伏电池板内侧的上部边角相连；下支撑台的短边侧的中心处通过转轮固定有一旋转轴支架，转轮还与竖直固定在下支撑台里的一个步进电机相连；上支撑台的中心处固定于竖直支撑柱上，上支撑台为长方形板状结构；光伏电池板一端固定于支撑台的外侧长边的长转轴处；
所述光伏电池板角度/方向调节模块的横向连接柱是一个Z型结构的连接柱，它的一端和下支撑台内侧长边的中点和相连，另一端和竖直支撑柱的相连，横向连接柱中间固定有一个步进电机，该步进电机的齿轮和伞齿轮啮合，伞齿轮通过支撑杆固定在圆形轨道的中心；底部安装有三个内弧形支撑片；
所述的支撑台的外侧长边处的两个滚轮的位置均高于内侧长边处的两个滚轮3～5厘米。
所述太阳光检测模块的光敏多面体的下侧面的中心固定在中心柱上，中心柱立于伞齿轮的中心处。
所述的光敏多面体是顶部为平面的半球形结构，包括10条均匀分布的经线(包括顶点的水平面形成的圆周线和半圆底部形成的圆周线)和9条均匀分布的纬线，共计形成82个区域，每个区域的中心均设有一个柱形孔，柱形孔内部设有一个光敏电阻；每一排柱形孔的中心轴线的角度(与水平线的夹角)均比同一列中上一个柱形孔轴线的角度递减10°。(即顶部区域的柱形孔轴线的角度是90度，光敏多面体最底部柱形孔轴线与水平面夹角为0°；)
所述清洁模块的组成包括第一机械臂、第一运动臂、第二机械臂和第二运动臂；第一机械臂的下部通过旋转轴与第一步进电机键连接；第一机械臂的上端嵌有第一运动臂，第二步进电机固定在第一机械臂的上端的外壁，其齿轮与第一运动臂上的齿条啮合；第一运动臂的顶端与水平旋转轴相连，第一运动臂还和竖直旋转轴相连；竖直旋转轴与第二机械臂的一端相连；第二机械臂的另一端嵌有第二运动臂一端，第二机械臂的另一端的外壁固定第三步进电机，第三步进电机的齿轮与第二运动臂上的齿条啮合；第二运动臂9的末端固定有毛刷。
所述散热模块固定安装在上支撑台上位置对称的两个打通的圆柱形孔中，每个柱形孔的底部分别固定有一个散热扇支撑台，每个散热扇支撑台都通过三个支柱和支撑台固定，每个散热扇支撑台安装有一个散热风扇。
风扇和充电模块中的锂电池相连。
所述的控制模块的组成包括数模转换芯片和单片机(或DSP)，二者相连。
锂电池充放电模块为锂电池；散热风扇和充电模块中的锂电池相连；
所述的单片机分别与光伏电池板角度/方向调节模块中的3个步进电机、清洁模块中5 个步进电机分别相连；光敏多面体装置通过线缆和模数转换芯片相连。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的光伏电池板角度/方向调节模块避免了现在很多太阳能自动追踪装置的缺陷，有一些太阳能自动追踪装置采用旋转底座的方式来调节光伏板的方向，太阳能检测装置与光伏电池板转动装置并行放置在地面上，并且为了检测结果精确通常两个模块的距离很近，这时如果光伏电池板转动装置的高度高于太阳光检测装置，那么总有一部分角度的太阳光是被光伏电池板转动装置挡住而照射不到太阳光检测装置的；如果太阳光检测装置高于光伏电池板的高度，那么也总有一部分角度的太阳光会被太阳光检测装置挡住进而在光伏板上形成局域的阴影面积，影响光伏发电装置的功率传输效率；所以本实用新型的光伏电池板角度/方向调节模块采用万向轮带动装置旋转的方式替代底座旋转带动装置旋转的方式是更合理、更高效、更具有可行性的；采用步进电机控制最主要原因是它每步的精度在百分之三到百分之五，且每步的误差不会积累，可以实现很小的步进角，控制更精确；第四步进电机和伞齿轮相啮合，步进电机固定在横向连接柱上，第四步进电机传动轮的转动带动横向连接柱以及万向轮在圆形轨道里转动，这样就带动整个光伏电池板角度/方向调节模块转动，光伏电池板垂直于地面时整个光伏电池板角度和方向调节装置达到最大高度，此最大高度比太阳光检测模块低5-10cm，这样就确保了即既不会挡住太阳光检测模块又不会使光伏电池板上产生投影；万向轮的万向轴可使滚轮水平旋转，滚轮轴可使滚轮滚动，表现形式为前进或后退，这样可保证滚轮在圆形轨道里顺利地进行圆周运动；第五步进电机和第六步进电机的传动齿轮和机械轨道上的齿条相啮合，步进电机传动轮的转动带动可移动外壳在机械轨道上上下移动，进而带动内侧的两个机械臂和外侧的两个机械臂上下移动(所述内外侧是对于中心柱而言的)，这样连接光伏电池板与机械臂的四条链条就可收紧和放松，每侧两个链条收紧和放松程度一致，但两侧的两组链条收紧放松程度呈负相关，上支撑台外侧长边的两个滚轮比支撑台高2-3cm，这样当光伏电池板平置于上支撑台时，外侧的两个链条可以提供足够大的垂直向上的分力使光伏板抬起。
2、本实用新型的太阳光检测模块有82个面，光敏多面体装置包括10条均匀分布的经线 (包括顶点的水平面形成的圆周线和半圆底部形成的圆周线)和9条均匀分布的纬线，从纬度方向上自下向上的第一组的所有平面与水平面夹角为90°，其余组的平面与水平面夹角依次以10°递减，第十组只有一个面且与水平面夹角为0°；从经度上一共等分为九组，每个平面的左右两边和与之相对应的九边形的中心点连接线之间的角度为40°，其中每个平面面积大小完全相同；这样设计的太阳光检测装置既可以避免漫反射，也可以避免太阳光同时照射到一块区域上导致不能精确识别到太阳光方位角；每个圆柱形小孔的最深处固定一个光敏电阻，每个光敏电阻都连接一条导线，这些导线被环形夹捆成一束导线组，并通过中心支柱的空心，与控制模块相连；并且整个太阳光检测装置稍高于光伏电池板角度和方向调节装置的最大高度。
3、本实用新型的清洁模块由两个机械臂、两个运动臂和三个旋转轴组成，下支撑台短侧边内侧中间区域设有凹槽，凹槽下方固定一个步进电机，步进电机的传动齿轮放置在凹槽上，旋转轴支架与传动齿轮固定，所以清洁装置可以以旋转抽支架处为原点进行水平方向360°的旋转；当清洁装置水平放置于下支撑台时，两个机械臂和运动臂的下侧面均可与下支撑台的上侧面重合；两个机械臂与运动臂的交界出分别固定两个步进电机，步进电机的传动齿轮与运动臂轨道齿条啮合，传动齿轮的转动带动运动臂的伸长和回缩；第一运动臂与第二机械臂之间设有两个旋转轴，一个可以水平方向旋转，一个可以竖直方向旋转，这两个旋转轴的组合可以实现万向轴的功能，这样整个清洁装置就可以360°地清洁光伏装置的任一角落，它可清洗下支撑台、上支撑台、光伏电池板、散热扇、圆形轨道、横向连接柱以及中心支柱；下支撑台到上支撑台之间的距离大于运动臂回缩到最短时清洁装置垂直于下支撑台时的最大距离，这样可以保证清洁装置不会卡在下支撑台和上支撑台之间。
4、本实用新型的散热模块由两个安装在上支撑台中的三叶片散热扇装置构成，已有实验数据表明当光伏电池板的温度过高时，光伏电池板的光电转化效率随之下降，所以此模块对于整个智能光伏发电装置的功率传输效率的提高是有作用的，
5、本实用新型的控制模块采用ADC0808模数转换芯片以及ATSC51单片机或DSP控制， ADC0808不仅包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，还提供8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，可直接输入8个单端的模拟信号分时进行模数的转换，因此，用它采集数据高效且简单；控制模块的控制中心通过采集到的数据对异步电机进行控制控制光伏电池板的水平方向旋转角度及竖直方向的旋转角度来实现太阳光的自动追踪功能。
6、本实用新型的锂电池充放电模块的功能是存贮部分电能，为控制模块提供足够的电能，在控制中心发出控制信号使电机的动作时，也能有效保证电机的启动、运行和制动，并同时为散热装置、清洁装置提供相应的电能。
附图说明
图1是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的整体模块示意图；
图2是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的光伏电池板角度/方向调节模块细节示意图；
图3是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的万向轮细节示意图；
图4是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的步进电机与伞齿轮的细节连接图；
图5是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的步进电机与机械轨道齿条细节示意图；
图6是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的机械轨道、移动外壳、机械臂与链条的细节连接图；
图7是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的链条及滚轮细节连接图；
图8是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的由下向上的仰视图；
图9是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的太阳光检测模块细节连接图；
图10是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的清洗装置细节连接图；
图11是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的清洗装置的清洁刷及步进电机细节连接图；
图12是本实用新型输出功率最优化调节的光伏发电装置的散热装置的细节连接图；
图中，1.光伏电池板角度/方向调节模块、2.散热模块、3.清洁模块、4.太阳光检测模块、 5.控制模块、6.锂电池充放电模块、1-1.光伏电池板、1-2.上支撑台、1-2-1.散热扇支撑台、 1-2-2.散热扇支撑台、1-3.竖直支撑柱、1-4机械轨道、1-4-1.机械轨道齿条、1-5.滚轮、 1-6.链条、1-6-1.链条滚轮、1-6-2.链条滚轮、1-6-3.链条滚轮、1-6-4.链条滚轮、1-7.可移动外壳、1-7-1.步进电机、1-8链条、1-9.机械臂、1-10.旋转轴支架、1-11.下支撑台、1-12.机械臂、1-13.万向轮、1-13-1.万向轮外壳、1-13-2.万向轴、1-13-3.万向滚轮、1-14.机械轨道、1-15.机械臂、1-16机械臂、1-17.链条、1-18链条、1-19.机械轨道、1-20.横向连接柱、1-21.步进电机、1-22.伞齿轮、1-22-1.内弧形支撑片、1-22-2.内弧形支撑片、1-22-3. 内弧形支撑片、1-22-4.横向支撑杆、1-22-5.横向支撑杆、1-22-6.横向支撑杆、1-22-7.横向支撑杆、1-22-8.滚珠轴承、1-23.圆形轨道、1-23-1.外弧形支撑片、1-23-2.外弧形支撑片、1-23-3.外弧形支撑片、1-24.可移动外壳、1-25.步进电机、2-1.三叶片散热扇、2-2.三叶片散热扇、3-1.清洁刷旋转轴、3-2.步进电机、3-3.机械臂、3-4.步进电机、3-5.运动臂、3-6.步进电机、3-7.步进电机、3-8.机械臂、3-8-1.步进电机、3-9.运动臂、3-9-1、软毛毛刷、4-1.中心柱、4-2.光敏多面体下侧面、4-3.光敏多面体、4-4.第一组侧面、4-5多面体柱形孔。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本实用新型做进一步详述：
如图1所示，本实用新型所述的输出功率最优化调节的光伏发电装置，包括光伏电池板角度/方向调节模块1、散热模块2、清洁模块3、太阳光检测模块4、控制模块5和锂电池充放电模块6；其中，其中，光伏电池板角度/方向调节模块1设置在太阳光检测模块4的圆形轨道上，散热模块2和清洁模块3、控制模块5固定于光伏电池板角度/方向调节模块1上，锂电池充放电模块6固定于太阳光检测模块4的下方；
所述光伏电池板角度/方向调节模块1可以太阳光检测模块4为中心以圆周转动；太阳光检测模块4在圆形轨道的圆心处，由三个弧度为60°的内弧形支撑片固定在地面上，并且太阳光检测模块比光伏电池板角度/方向调节模块1的最大高度高5-10cm；散热模块安装于光伏电池板角度/方向调节模块1的上支撑台的下方；清洁模块3固定在光伏电池板角度/方向调节模块1的下支撑台上方；控制模块5固定在光伏电池板角度/方向调节模块1的上支撑台的下方，与万向轮相隔一定的距离确保万向轮可以正常转动，锂电池充放电模块6固定在伞齿轮底座的正下方。
如图2所示，所述光伏电池板角度/方向调节模块1的下支撑台1-11固定在万向轮1-13 上，支撑台1-11为带圆角的长方体板状结构，竖直支撑柱1-3是一圆柱体，固定在下支撑台1-11的中心处；下支撑台1-11两长边内侧的中心处固定有两个机械轨道1-4及1-14，两个机械轨道为直立的长形凹槽，凹槽内部设有齿条；可移动外壳1-7套在机械轨道1-4上(同理可移动外壳1-24相应地套在机械轨道1-14上)，每个可移动外壳上均固定了一个步进电机，每个可移动外壳的两个侧面分别固定两个机械臂，其中一个可移动外壳的两个侧面分别固定了机械臂1-12、1-15(另一个可移动外壳的两个侧面固定了1-9以及1-16)；每个可移动外壳外侧固定的两个机械臂为一组；每一组机械臂的横向总长度比支撑台1-2长6厘米，每个机械臂超出支撑台1-2短边侧3cm；每个机械臂的末端均与一根链条的一端相连，与内侧机械臂相连的两个链条分别和光伏电池板1-1内侧的下部边角相连；与外侧机械臂相连的两个链条分别和光伏电池板1-1内侧的上部边角相连；(所述机械臂和光伏电池板的内侧和外侧是相对于太阳光检测模块的中心柱而言的)；下支撑台1-11的短边侧的中心处设有一对与传动齿轮固定的旋转轴支架1-10，传动齿轮由步进电机驱动，步进电机竖直固定在下支撑台1-11里，下支撑台11凹槽上传动齿轮的旋转带动旋转轴支架1-10的转动；上支撑台1-2 的中心处固定于竖直支撑柱1-3上，上支撑台1-2为长方形板状结构，支撑台1-2中安装了散热模块2，支撑台1-2的四个边角处分别安装了滚轮，每条链条穿过各自的滚轮，光伏电池板1-1一端固定于支撑台1-2的外侧长边的长转轴处(所述的外侧是相对于中心柱而言的)，链条1-6和链条1-18同时拉紧时，链条1-17和1-8同时放松，但始终保持每条链条处在绷紧状态，这样可以使光伏电池板1-1以支撑台1-2的长侧边的长转轴为中心以任意角度旋转。
所述光伏电池板1-1吸收的部分电能储存在锂电池充放电模块6的锂电池里，将电能提供给装置中的步进电机或直流负载使用，另一部分电能通过并网逆变器和低通滤波器后直接并网发电。
如图3所示，所述光伏电池板角度/方向调节模块1的万向轮1-13，万向轴1-13-2可以在水平旋转360°，它在实际中的旋转角度根据所述光伏电池板角度/方向调节模块1的旋转角度决定，万向轴1-13-2不需要控制中心控制，它在整个光伏电池板角度/方向调节模块1 旋转时可实现被动旋转，其内部由推力轴承和向心轴承组成，它们整体嵌在轴承座里；万向轮外壳1-13-1和万向轴1-13-2的轴承座固定，万向轮外壳1-13-1的下方两侧与万向滚轮1-13-3的旋转轴固定；万向轮固定在下支撑台1-11下方的中心处，再加上万向轮有一定宽度又被锁在圆形轨道1-23的凹槽内，所以可以确保模块1顺利滚动；
如图4所示，所述光伏电池板角度/方向调节模块1的横向连接柱1-20是一个Z型结构的连接柱，它的一端和下支撑台1—11内侧长边的中点和相连，另一端和中心柱相连，步进电机1-21的齿轮和伞齿轮1-22啮合，步进电机1-21固定在横向连接柱1-20中间，伞齿轮1-22固定在三个内弧形支撑片上，步进电机1-21随着它的传动齿轮的旋转而传动，步进电机1-21的旋转带动下支撑台1-11及下方的万向轮1-13的滚动进而带动整个光伏电池板角度 /方向调节模块1的旋转。
如图5及图6所示，所述光伏电池板角度/方向调节模块1的机械轨道1-4固定在下支撑台1-11长边侧的中心处，步进电机1-7-1的传动齿轮与机械轨道1-14上的齿条啮合，步进电机1-7-1与可移动外壳1-24固定，单片机ATSC51通过控制步进电机1-7-1传动齿轮的旋转来控制可移动外壳1-24的上下滑动，进而控制机械臂1-12及1-15的上下移动，这样一组链条1-8及1-17即可收紧或放松；另一侧的机械轨道1-4、机械臂1-9、机械臂1-16以及链条1-6和链条1-18动作原理相同，唯一不同的是两组链条收紧和放松的状态相反，也就是设置电机的运行程序时，使步进电机1-24和1-7-1的传动齿轮的运动方向相反，一个向上，另一个向下，这样一组链条同时收紧，另一组同时放松或一组同时放松或另一组同时收紧；三叶片散热扇的支撑台1-2-1及1-2-2固定于上支撑台1-2的两个柱形孔内。
如图7所示，所述光伏电池板角度/方向调节模块1的四条链条分别以滚轮1-5-1、1-5-2、 1-5-3、1-5-4为支点滑动；链条滚轮1-5-4及1-5-2固定在比上支撑台1-2高2-3cm处，这样能保证当光伏电池板1-1平置于上支撑台1-2上时有足够大的垂直向上的分力使光伏电池板1-1抬起，另一侧的一组链条滚轮1-5-1及1-5-3与上支撑台1-2保持水平，且这四个链条滚轮的滚轮宽度比链条的宽度宽5mm，保证链条滑动的过程中不会被卡住。
如图8所示，所述光伏电池板角度/方向调节模块1及光太阳光检测模块4分别由内外弧形撑片固定在地面上，三块外弧形支撑片1-23-1、1-23-2及1-23-3的弧度为60°，每个外弧形支撑片之间的夹角为60°并固定于圆形轨道1-23上；三块内弧形支撑片1-22-1、1-22-3 和1-22-3的弧度也都为60°，每个内弧形支撑片之间的夹角为60°并固定于伞齿轮1-22下方；太阳光检测模块4的滚珠轴承1-22-8固定在中心柱4-1下五分之一到四分之一处，它与横向连接柱1-20固定，并随着滚珠轴承1-22-8的旋转而转动；横向支撑杆1-22-4、1-22-5、 1-22-6及1-22-7相互垂直，两个相邻横向支撑杆之间的夹角为90°，它们将伞齿轮1-22固定在圆形轨道1-23的中心处。
如图9所示，所述太阳光检测模块4的光敏多面体4-3的下侧面4-2的中心固定在中心柱4-1上，所述光敏多面体装置包括10条均匀分布的经线(包括顶点的水平面形成的圆周线和半圆底部形成的圆周线)和9条均匀分布的纬线，整个光敏多面体4-3除去下侧面4-2共有82个面，光敏多面体装置的所有平面从纬度方向上一共分为10组，从下向上的第一组的所有平面与水平面夹角为90°，其余组的平面与水平面夹角依次递减，第十组只有一个面，与水平面夹角为0°；从经度上一共等分为九组，其中每个平面面积大小完全相同，且每个平面的左右两边和与之相对应的九边形的中心点连接线之间的角度为40°，这样设计的太阳光检测装置既可以避免漫反射，也可以避免太阳光同时照射到一块区域上导致不能精确识别到太阳光方位角；多面体的每个面中心处都有一个柱形孔(每一排柱形孔的中心轴线的角度 (与水平线的夹角)均比同一列中上一个柱形孔轴线的角度递减10°。(即顶部区域的柱形孔轴线的角度是90度，光敏多面体最底部柱形孔轴线与水平面夹角为0°；))，如多面体柱形孔4-5的最深处固定一个光敏电阻，每个侧面柱形孔中的光敏电阻都连接一条导线，这些导线被环形夹捆成一束导线组，并通过中心支柱的空心，与控制模块相连，模拟电信号通过ADC0808转换为数字信号传到控制器ATSC51单片机或DSP中，控制器内部自带编程系统，我们把写好的代码输入到控制器中，控制器对转换得到的数字信号进行处理和分析，从而输出步进电机1-21旋转的角度；整个太阳光检测装置比光伏电池板角度和方向调节装置高出5-10cm。
如图10及11所示，所述清洁模块3的组成包括第一机械臂3-3、运动臂3-5、第二机械臂3-8和第二运动臂3-9；第一机械臂3-3的下部通过清洁刷旋转轴3-1与步进电机3-2键连接；第一机械臂3-3的上端嵌有第一运动臂3-5，步进电机3-4固定在第一机械臂3-3的上端的外壁，其齿轮与第一运动臂3-5上的齿条啮合；第一运动臂3-5的顶端与水平旋转轴 3-6相连，第一运动臂3-5还和竖直旋转轴3-7相连；竖直旋转轴3-7与第二机械臂3-8的一端相连；第二机械臂3-8的另一端嵌有第二运动臂3-9一端，第二机械臂3-8的另一端的外壁固定有步进电机3-8-1，步进电机3-8-1的齿轮与第二运动臂3-9上的齿条啮合；第二运动臂3-9的末端固定有毛刷；
所述清洁刷的旋转轴3-1固定于清洁支架1-10上，且运动臂3-5及运动臂3-9回缩到最短时，装置中的下支撑台1-11及上支承台1-2之间的垂直距离大于支撑臂3-3的长度加上旋转轴3-7的宽度以及步进电机的长度。
所述的毛刷3-9-1采用软毛材质，如羊毛或猪鬃；
所述的步进电机3-2、步进电机3-4、步进电机3-8-1、步进电机3-8-1以及旋转轴3-7 对应的步进电机等5个步进电机相同；
所述步进电机3-2的传动轴传动时会带动机械臂3-3在竖直面上180°的旋转，因为旋转轴支架1-10与凹槽内的传动齿轮固定，所以当传动齿轮转动时，机械臂3-3可以在水平方向360°旋转；因为步进电机3-4的传动齿轮与运动臂3-5的齿条啮合，所以步进电机3-4传动齿轮的转动带动运动臂3-5的伸长或回缩；步进电机3-6以上述相同的方式可带动旋转轴水平方向180°旋转，旋转轴3-7也以同样的方式可在竖直方向180°旋转，旋转角度的范围随着情况的不同而变化，这样两个旋转轴的拼接加上清洁刷旋转轴3-1组成的整体清洁刷即可清洁装置的任意角度，运动臂3-9可通过固定在机械臂3-8上的步进电机3-8-1的传动轮传动而伸长或回缩；运动臂3-5及运动臂3-9回缩到最短时，装置中的下支撑台1-11及上支撑台1-2之间的垂直距离大于支撑臂3-3的长度加上旋转轴3-7的宽度以及步进电机的长度，这样能保证清洁模块3在清洁下支撑台1-11之后可以顺利越过支撑台1-2来清洁上支撑台1-2、光伏板1-1、圆形轨道1-23以及中心柱4-1等等，真正的实现多角度的清洁。
如图12所示，所述散热模块2固定安装在上支撑台1-2上，上支撑台1-2中有两个打通的圆柱形孔，每个柱形孔的底部分别固定散热扇支撑台1-2-1和散热扇支撑台1-2-2，两散热扇支撑台1-2-1和1-2-2都通过三个支柱和支撑台固定，散热扇2-1和2-2分别固定于散热扇支撑台1-2-1和1-2-2上，风扇定时开启工作，防止光伏电池板温度过高影响光电转换效率；风扇和充电模块中的锂电池相连。
所述的控制模块5的组成包括数模转换芯片(ADC0808)和ATSC51单片机(或DSP)，二者相连；锂电池充放电模块6为锂电池。
所述的单片机分别与光伏电池板角度/方向调节模块1中的3个步进电机、清洁模块3中 5个步进电机分别相连；光敏多面体装置通过线缆和模数转换芯片相连；
所述的控制模块5通过与清洁模块3及太阳光检测模块4相连，对这些模块进行数据的采集和控制，定时控制清洁刷的开启和制动和清洁顺序。锂电池充放电模块6存储部分电能，将电能提供给装置中的步进电机或直流负载使用，光伏电池板吸收的另一部分电能通过并网逆变器和低通滤波器后直接并网发电；并分别与太阳光检测模块、光伏电池板角度/方向调节模块、散热模块、所有步进电机、清洁模块以及控制模块相连，为各种模块的动作提供足够的电能。
本实用新型一种输出功率最优化调节的光伏发电装置的工作原理是：当太阳光照射到太阳光检测模块4上的光敏电阻多面体4-3时，总有一个侧面会接收到直射的太阳光，因为多面体及柱形孔的设计，使得光敏电阻之间接收的光的强弱有很大的差别，具有唯一性和确定性，接收到阳光的光敏电阻将信号传输给控制模块5，控制模块中的ADC0808数模转换芯片将模拟电信号转化为数字信号传输到控制器ATSC51单片机或DSP中，控制器内部程序将光强最强的信号分析和识别出来，再经过程序的运算计算出光伏电池板角度/方向调节模块1中光伏电池板1-1须旋转的水平角度和竖直角度；通过输出结果控制步进电机1-21动作的角度和时间来控制光伏电池板1-1的水平旋转角，步进电机1-21的动作，带动万向轮1-13在圆形轨道1-23中滚动进而带动光伏电池板1-1的水平旋转，通过输出结果对机械轨道1-4和1-14 外的可移动外壳上步进电机的控制，带动机械臂1-9、1-16(1-15、1-12)上下移动，两组机械臂移动方向相反，从而带动每组链条1-6、1-18(1-17、1-8)的移动，进而带动光伏电池板1-1以长侧边旋转轴为中心在竖直方向旋转；控制模块5同时控制散热模块2定时开启和制动，起到散热作用，进一步提高光伏发电装置的功率传输效率；清洁模块3实质是一个万向刷，控制模块5分别与光伏电池板角度/方向调节模块1、散热模块2、清洁模块3及太阳光检测模块4相连，对这些模块进行数据的采集和控制，定时控制清洁刷的开启和制动和清洁顺序，顺序依次为光伏电池板1-1、上支撑台1-2、下支撑台1-11、支撑竖直柱1-3、机械轨道及机械臂、链条、圆形轨道1-23、太阳光检测模块4；锂电池充放电模块6存储部分电能并分别与太阳光检测模块、光伏电池板角度/方向调节模块、散热模块、所有步进电机、清洁模块以及控制模块相连，为各种模块的动作提供足够的电能；操控中涉及的软件或协议也均为公知技术。
本实用新型一种输出功率最优化调节的光伏发电装置，所用的器件和零部件都是电气工程及机械领域的技术人员所熟知的，可以通过购买得到，所有器件之间的连接方式和零部件的安装方式，也是本技术领域的技术人员所熟知的。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本申请权利要求保护的范围。
本实用新型未述及之处适用于现有技术。
