本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电旋转跟踪发电系统及方法。
背景技术：
风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的的可再生能源能源。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25v变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220v市电，保证稳定使用。
传统的风力发电都是独立工作、互不兼容。光伏发电太阳能板朝一个方向接收阳光、不能全天跟踪太阳照射方向、降低了光伏太阳能板的使用率。风力发电机只能用来发电、当风量降低到1.5m/s时，风力发电机停止，降低了风力发电机使用率、降低了电池补充能源的效率。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种光伏发电旋转跟踪发电系统，包括：风力光伏发电控制组件，电机和蓄电池；
电机上端设有导电滑环；
导电滑环上端设有支撑板；
支撑板上连接有感光支架和转动光伏发电组件；
转动光伏发电组件设有转动轴，连杆机构以及光伏发电机构；
连杆机构的中心与转动轴固定连接；
连杆机构的两端连接光伏发电机构；
光伏发电机构靠近感光支架设置；
感光支架上设有至少两个光敏电阻和风力传感器；
转动轴的底端穿过支撑板与电机的连接轴连接；
风力光伏发电控制组件设有单片机，风力发电控制器和光伏发电控制器；
电机通过风力发电控制器连接蓄电池；
光伏发电机构通过光伏发电控制器连接蓄电池；
单片机通过与光敏电阻连接获取当前环境的光强度，并根据当前的光强度控制光伏发电控制器给蓄电池充电；
单片机通过与风力传感器连接获取当前环境的风速，并根据当前的风速控制风力发电控制器给蓄电池充电。
进一步需要说明的是，风力光伏发电控制组件还设有电机控制电路；
单片机通过电机控制电路与电机连接；
当当前环境的风速大于预设风速时，单片机控制风力发电控制器连接蓄电池，通过风力发电给蓄电池充电；
当当前环境的风速小于预设风速，光强度大于预设光强度时，单片机控制光伏发电控制器连接蓄电池，通过光伏发电给蓄电池充电。
进一步需要说明的是，感光支架上还设有太阳光照角度传感器；
风力光伏发电控制组件还设有太阳状态信息模块和转动角度获取模块；
太阳状态信息模块与单片机通信连接，太阳状态信息模块用于向单片机提供当前日期、经纬度数据以及时间数据，并通过太阳位置获取算法获取当日的日落与日出时间；
单片机控制光伏发电控制器给蓄电池充电时，单片机通过转动角度获取模块实时获取电机的转动角度，单片机通过太阳光照角度传感器获取太阳光照角度，并控制电机运行，驱动转动轴带动光伏发电机构旋转对准太阳光，并每经过一预设时长后，单片机再控制电机动作，使光伏发电机构与太阳光保持在预设的角度范围内。
进一步需要说明的是，连杆机构设有至少两根连杆；
连杆之间平行设置；连杆的两端分别连接光伏发电机构的背部；
转动轴与每根连杆的中心连接；
光伏发电机构为片状结构，光伏发电机构的横截面为圆头尖尾翼型；
设置在连杆两端的光伏发电机构的圆头尖尾翼型反向设置。
进一步需要说明的是，风力光伏发电控制组件还设有电机供电电路，电池电压检测电路，风力发电电压检测电路以及光伏发电电压检测电路；
蓄电池通过电机供电电路给电机供电；
电池电压检测电路，风力发电电压检测电路以及光伏发电电压检测电路分别与单片机连接；
单片机采用stc89le52单片机，或采用pic16f1939单片机。
进一步需要说明的是，电机包括：壳体，转子，定子，四个电刷和滑环；
定子和转子分别固设在壳体，定子固设在壳体的内壁，并与壳体内壁绝缘连接；定子为圆弧状；
转子设有三个转子感应端，三个转子感应端均匀布设；定子设置在三个转子感应端的外部；滑环设置在转子的转轴上；
每个电刷分别与滑环连接；
每两个电刷为一组，形成第一电刷组和第二电刷组；
第一电刷组和第二电刷组相差120°。
进一步需要说明的是，壳体的一侧设有转子同轴电缆引出线，壳体的另一侧设有定子同轴电缆引出线。
进一步需要说明的是，电机竖直安装，电机连接轴向上；
电机，导电滑环以及支撑板分别固设在固定框架上。
本发明还提供一种光伏发电旋转跟踪发电方法，方法包括：
当前环境的风速大于预设风速时，风力驱动转动光伏发电组件旋转，带动电机运转；
单片机控制风力发电控制器连接蓄电池，使电机作为发电机通过风力发电给蓄电池充电；
充电达到预设阈值时，停止充电。
方法还包括：
当前环境的风速小于预设风速，光强度大于预设光强度时，单片机控制光伏发电控制器连接蓄电池，通过光伏发电给蓄电池充电。
单片机通过转动角度获取模块获取转动光伏发电组件的当前角度信息；
单片机获取当前日期、经纬度数据以及时间数据，并通过太阳位置获取算法获取当日的日落与日出时间；
单片机控制蓄电池给电机供电，电机运行，驱动转动轴带动光伏发电机构旋转对准太阳光；
光伏发电机构进行光伏发电，并通过光伏发电控制器给蓄电池充电；
单片机通过转动角度获取模块实时获取电机的转动角度，单片机通过太阳光照角度传感器获取太阳光照角度，并控制电机运行，驱动转动轴带动光伏发电机构旋转，使光伏发电机构与太阳光保持预设角度；
每经过一预设时长后，单片机再控制电机动作，使光伏发电机构与太阳光保持在预设的角度范围内；
充电达到预设阈值时，停止充电。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供的光伏发电旋转跟踪发电系统实现了风力发电和光伏发电的结合使用。风力发电时，电机可以作为发电机来使用，作为风力发电使用的转动光伏发电组件，设置了光伏发电机构的横截面为圆头尖尾翼型，这样提升了风力发电的效果，保证在当风量降低到1.5m/s时，能够持续旋转，实现风力发电。如果光强度较大时，可以通过光伏发电来进行给蓄电池充电。电机可以作为电动机使用，通过调节光伏发电机构旋转，使光伏发电机构与太阳光保持预设角度，满足光伏发电的发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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发明的一些实施例，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为光伏发电旋转跟踪发电系统示意图；
图2为转动光伏发电组件示意图；
图3为转动光伏发电组件示意图；
图4为光伏发电旋转跟踪发电系统实施例示意图；
图5为圆头尖尾翼型的光伏发电机构与风力之间的作用示意图。
具体实施方式
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。
本发明提供一种光伏发电旋转跟踪发电系统，如图1至5所示，包括：风力光伏发电控制组件1，电机2和蓄电池23；电机2上端设有导电滑环3；导电滑环3上端设有支撑板4；支撑板4上连接有感光支架5和转动光伏发电组件7；
为了便于固定安装使用，电机2竖直安装，电机连接轴向上；电机2，导电滑环3以及支撑板4分别固设在固定框架8上。
风力光伏发电控制组件1，电机和蓄电池23三者之间通过线缆10连接，线缆10穿过导电滑环3。
转动光伏发电组件7设有转动轴11，连杆机构以及光伏发电机构13；连杆机构的中心与转动轴11固定连接；连杆机构的两端连接光伏发电机构13；光伏发电机构13靠近感光支架5设置；
感光支架5上设有至少两个光敏电阻26和风力传感器24；转动轴11的底端穿过支撑板4与电机2的连接轴连接；
连杆机构设有至少两根连杆；连杆12之间平行设置；连杆12的两端分别连接光伏发电机构13的背部；转动轴11与每根连杆的中心连接；光伏发电机构13为片状结构，光伏发电机构13的横截面为圆头尖尾翼型；设置在连杆两端的光伏发电机构13的圆头尖尾翼型反向设置。
这里，采用电机垂直安装、通过导电环托起支撑板4，连杆机构按照当地阳光倾斜角度安装，制作成流线型的，对面制作等重量的流线型、形成h型对称翼型风轮由两片与转轴平行的叶片阻成，叶片截面为流线型的对称翼型，以相反方向安装在风力机转轴两侧，风轮绕风力机转轴旋转。图5表示其结构。除了在0度与180度的位置，相对风速不产生升力，在其它六个位置上叶片受到的升力均能在运动方向产生转矩，在90度与270度能提供最大的转矩，这些转矩，都朝着同一旋转方向，这就是达里厄风力机能在风力下旋转的道理。使得转动光伏发电组件7在一定的风力作用下能够驱动电机作为发电机使用，实现最佳效果的风力发电。
风力光伏发电控制组件1设有单片机21，风力发电控制器24和光伏发电控制器25；电机2通过风力发电控制器24连接蓄电池23；光伏发电机构13通过光伏发电控制器25连接蓄电池23；单片机21通过与光敏电阻26连接获取当前环境的光强度，并根据当前的光强度控制光伏发电控制器25给蓄电池23充电；单片机21通过与风力传感器24连接获取当前环境的风速，并根据当前的风速控制风力发电控制器24给蓄电池23充电。
作为一个本发明的实施例，风力光伏发电控制组件1还设有电机控制电路28；
单片机21通过电机控制电路28与电机连接；当当前环境的风速大于预设风速时，单片机21控制风力发电控制器24连接蓄电池23，通过风力发电给蓄电池23充电；当当前环境的风速小于预设风速，光强度大于预设光强度时，单片机21控制光伏发电控制器25连接蓄电池23，通过光伏发电给蓄电池23充电。
感光支架5上还设有太阳光照角度传感器41；风力光伏发电控制组件1还设有太阳状态信息模块42和转动角度获取模块44；
太阳状态信息模块42与单片机21通信连接，太阳状态信息模块42用于向单片机21提供当前日期、经纬度数据以及时间数据，并通过太阳位置获取算法获取当日的日落与日出时间；
单片机21控制光伏发电控制器25给蓄电池23充电时，单片机21通过转动角度获取模块44实时获取电机的转动角度，单片机21通过太阳光照角度传感器41获取太阳光照角度，并控制电机运行，驱动转动轴11带动光伏发电机构13旋转对准太阳光，并每经过一预设时长后，单片机21再控制电机动作，使光伏发电机构13与太阳光保持在预设的角度范围内。
优选的，太阳能板两侧安装有两个光敏电阻26、当太阳光采光强度大时、光伏板发电并且由电机带着随着光照射方向水平移动，当风力超过3m/s时h型风扇转动带着发电机发电给蓄电池23充电。最大程度实现光伏风力发电。光敏电阻262根线、两个光敏电阻264根线加上太阳能板2根线，总计6根线。采用6路导电滑环3作为引入引出控制系统线。
这样实现了风力发电和光伏发电的切换使用，并且基于风力和光伏发电的最优化来进行发电。
本发明中，风力光伏发电控制组件1还设有电机供电电路29，电池电压检测电路45，风力发电电压检测电路46以及光伏发电电压检测电路47；蓄电池23通过电机供电电路29给电机供电；电机实现既可以作为电动机使用也可以作为发电机来使用。
具体的，电机包括：壳体31，转子32，定子33，四个电刷34和滑环35；
定子33和转子32分别固设在壳体31，定子33固设在壳体的内壁，并与壳体31内壁绝缘连接；定子33为圆弧状；转子32设有三个转子感应端，三个转子感应端均匀布设；定子33设置在三个转子感应端的外部；滑环35设置在转子32的转轴上；每个电刷34分别与滑环35连接；每两个电刷34为一组，形成第一电刷组35和第二电刷组36；第一电刷组35和第二电刷组36相差120°。壳体31的一侧设有转子同轴电缆引出线37，壳体31的另一侧设有定子同轴电缆引出线38。电机基于磁铁的同极相斥，异极相吸的原理来进行，因为定子33为圆弧状，为全包裹在转子外部，所以可以实现如果定子和转子为相同极性时，可以实现转子靠近定子时相互排斥。如果定子和转子为不同极性，可以实现相互吸引来进行发电和电动，这样有效的将电动机和发电机结合在一起。
为了能够实时监控系统电压状态，电池电压检测电路45，风力发电电压检测电路46以及光伏发电电压检测电路47分别与单片机21连接；单片机21采用stc89le52单片机21，或采用pic16f1939单片机21。
基于上述系统本发明还提供一种光伏发电旋转跟踪发电方法，风力发电时，
当前环境的风速大于预设风速时，风力驱动转动光伏发电组件7旋转，带动电机运转；
单片机21控制风力发电控制器24连接蓄电池23，使电机作为发电机通过风力发电给蓄电池23充电；充电达到预设阈值时，停止充电。
光伏发电时，当前环境的风速小于预设风速，光强度大于预设光强度时，单片机21控制光伏发电控制器25连接蓄电池23，通过光伏发电给蓄电池23充电。单片机21通过转动角度获取模块44获取转动光伏发电组件7的当前角度信息；
单片机21获取当前日期、经纬度数据以及时间数据，并通过太阳位置获取算法获取当日的日落与日出时间；
单片机21控制蓄电池23给电机供电，电机运行，驱动转动轴11带动光伏发电机构13旋转对准太阳光；
光伏发电机构13进行光伏发电，并通过光伏发电控制器25给蓄电池23充电；
单片机21通过转动角度获取模块44实时获取电机的转动角度，单片机21通过太阳光照角度传感器41获取太阳光照角度，并控制电机运行，驱动转动轴11带动光伏发电机构13旋转，使光伏发电机构13与太阳光保持预设角度；
每经过一预设时长后，单片机21再控制电机动作，使光伏发电机构13与太阳光保持在预设的角度范围内；充电达到预设阈值时，停止充电。
预设光强度和预设风速可以基于实际需要进行设置这里不做限定。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种光伏发电旋转跟踪发电系统，其特征在于，包括：风力光伏发电控制组件，电机和蓄电池；
电机上端设有导电滑环；
导电滑环上端设有支撑板；
支撑板上连接有感光支架和转动光伏发电组件；
转动光伏发电组件设有转动轴，连杆机构以及光伏发电机构；
连杆机构的中心与转动轴固定连接；
连杆机构的两端连接光伏发电机构；
光伏发电机构靠近感光支架设置；
感光支架上设有至少两个光敏电阻和风力传感器；
转动轴的底端穿过支撑板与电机的连接轴连接；
风力光伏发电控制组件设有单片机，风力发电控制器和光伏发电控制器；
电机通过风力发电控制器连接蓄电池；
光伏发电机构通过光伏发电控制器连接蓄电池；
单片机通过与光敏电阻连接获取当前环境的光强度，并根据当前的光强度控制光伏发电控制器给蓄电池充电；
单片机通过与风力传感器连接获取当前环境的风速，并根据当前的风速控制风力发电控制器给蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的光伏发电旋转跟踪发电系统，其特征在于，
风力光伏发电控制组件还设有电机控制电路；
单片机通过电机控制电路与电机连接；
当当前环境的风速大于预设风速时，单片机控制风力发电控制器连接蓄电池，通过风力发电给蓄电池充电；
当当前环境的风速小于预设风速，光强度大于预设光强度时，单片机控制光伏发电控制器连接蓄电池，通过光伏发电给蓄电池充电。
3.根据权利要求2所述的光伏发电旋转跟踪发电系统，其特征在于，
感光支架上还设有太阳光照角度传感器；
风力光伏发电控制组件还设有太阳状态信息模块和转动角度获取模块；
太阳状态信息模块与单片机通信连接，太阳状态信息模块用于向单片机提供当前日期、经纬度数据以及时间数据，并通过太阳位置获取算法获取当日的日落与日出时间；
单片机控制光伏发电控制器给蓄电池充电时，单片机通过转动角度获取模块实时获取电机的转动角度，单片机通过太阳光照角度传感器获取太阳光照角度，并控制电机运行，驱动转动轴带动光伏发电机构旋转对准太阳光，并每经过一预设时长后，单片机再控制电机动作，使光伏发电机构与太阳光保持在预设的角度范围内。
4.根据权利要求1或2所述的光伏发电旋转跟踪发电系统，其特征在于，
连杆机构设有至少两根连杆；
连杆之间平行设置；连杆的两端分别连接光伏发电机构的背部；
转动轴与每根连杆的中心连接；
光伏发电机构为片状结构，光伏发电机构的横截面为圆头尖尾翼型；
设置在连杆两端的光伏发电机构的圆头尖尾翼型反向设置。
5.根据权利要求1或2所述的光伏发电旋转跟踪发电系统，其特征在于，
风力光伏发电控制组件还设有电机供电电路，电池电压检测电路，风力发电电压检测电路以及光伏发电电压检测电路；
蓄电池通过电机供电电路给电机供电；
电池电压检测电路，风力发电电压检测电路以及光伏发电电压检测电路分别与单片机连接；
单片机采用stc89le52单片机，或采用pic16f1939单片机。
6.根据权利要求1或2所述的光伏发电旋转跟踪发电系统，其特征在于，
电机包括：壳体，转子，定子，四个电刷和滑环；
定子和转子分别固设在壳体，定子固设在壳体的内壁，并与壳体内壁绝缘连接；定子为圆弧状；
转子设有三个转子感应端，三个转子感应端均匀布设；定子设置在三个转子感应端的外部；滑环设置在转子的转轴上；
每个电刷分别与滑环连接；
每两个电刷为一组，形成第一电刷组和第二电刷组；
第一电刷组和第二电刷组相差120°。
7.根据权利要求5所述的光伏发电旋转跟踪发电系统，其特征在于，
壳体的一侧设有转子同轴电缆引出线，壳体的另一侧设有定子同轴电缆引出线；
电机竖直安装，电机连接轴向上；
电机，导电滑环以及支撑板分别固设在固定框架上。
8.一种光伏发电旋转跟踪发电方法，其特征在于，方法包括：
当前环境的风速大于预设风速时，风力驱动转动光伏发电组件旋转，带动电机运转；
单片机控制风力发电控制器连接蓄电池，使电机作为发电机通过风力发电给蓄电池充电；
充电达到预设阈值时，停止充电。
9.根据权利要求8所述的光伏发电旋转跟踪发电方法，其特征在于，方法还包括：
当前环境的风速小于预设风速，光强度大于预设光强度时，单片机控制光伏发电控制器连接蓄电池，通过光伏发电给蓄电池充电。
10.根据权利要求9所述的光伏发电旋转跟踪发电方法，其特征在于，
单片机通过转动角度获取模块获取转动光伏发电组件的当前角度信息；
单片机获取当前日期、经纬度数据以及时间数据，并通过太阳位置获取算法获取当日的日落与日出时间；
单片机控制蓄电池给电机供电，电机运行，驱动转动轴带动光伏发电机构旋转对准太阳光；
光伏发电机构进行光伏发电，并通过光伏发电控制器给蓄电池充电；
单片机通过转动角度获取模块实时获取电机的转动角度，单片机通过太阳光照角度传感器获取太阳光照角度，并控制电机运行，驱动转动轴带动光伏发电机构旋转，使光伏发电机构与太阳光保持预设角度；
每经过一预设时长后，单片机再控制电机动作，使光伏发电机构与太阳光保持在预设的角度范围内；
充电达到预设阈值时，停止充电。
技术总结