本发明涉及船用光伏板领域，尤其涉及一种可降低风阻的光伏板调节装置及控制方法。
背景技术：
1、为应对气候变化和减小环境质量的压力，国内外都在大力推动可再生能源的发展，太阳能作为一种储量巨大，清洁可持续的能源形式，被广泛应用于各行各业。近年来，在船舶上安装光伏板以进行光伏发电已成为趋势。
2、目前在船舶上的光伏板，大多数采用固定的方式安装，大部分船用光伏板的安装仅考虑了发电量，忽视了在海上可能遇到的大风天气对光伏板的风阻影响；如此一来，当遇到恶劣天气时，由于无法改变光伏板的位置而可能造成阻力持续较大且容易被损坏，增加了运维成本。此外，海上的风力较大，若在船只上安装了较多光伏板，在提升发电量的同时会增加船体的整体风阻，这会增加船体能源能耗，降低航行稳定性。
技术实现思路
1、本发明提供了一种可降低风阻的光伏板调节装置及控制方法，目的是为了解决船用光伏板会产生较多风阻且无法调节位置的问题。
2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
3、一种可降低风阻的光伏板调节装置，包括：风速风向检测系统、控制器、旋转支撑平台、光伏板支架、旋转系统和光伏板折叠系统；
4、所述风速风向检测系统信号连接控制器，将探测到的船只周围风流的风速和风向信息传输至控制器；
5、所述光伏板支架上安装光伏板，光伏板支架的一端与旋转支撑平台的一端铰接；
6、在光伏板支架的另一端与旋转支撑平台的另一端之间设有光伏板折叠系统，通过光伏板折叠系统改变光伏板支架和旋转支撑平台之间的夹角；
7、旋转支撑平台的底部连接旋转系统，旋转系统带动旋转支撑平台转动改变朝向；
8、控制器，控制器信号连接风速风向检测系统、旋转系统和光伏板折叠系统，根据风速、风向对旋转系统和光伏板折叠系统输出调整指令。
9、进一步，旋转系统包括旋转装置外壳和位于旋转装置外壳内的旋转部件，旋转部件包括旋转电机、齿轮传动单元、涡轮蜗杆传动单元；所述旋转电机的输出端和蜗杆之间通过齿轮传动单元啮合传动；涡轮蜗杆传动单元将电机输出的旋转运动转化为轴向旋转运动；涡轮蜗杆传动单元中的涡轮与旋转支撑平台的底部传动连接，带动旋转支撑平台及其上的安装光伏板支架、光伏板折叠系统同步转动。
10、进一步，涡轮蜗杆传动单元包括2根蜗杆和蜗轮，2根蜗杆的端部通过齿轮传动单元与所述旋转电机啮合传动；2根蜗杆位于蜗轮两侧却通过蜗纹啮合传动；蜗轮的上下两端分别与上层交叉滚子轴承的内圈和下层交叉滚子轴承的内圈动力连接，下层交叉滚子轴承安装在涡轮支撑平台上；上层交叉滚子轴承的内圈上表面与旋转平台连接环的下表面相接触并固定连接，旋转平台连接环的上表面与旋转支撑平台相接触并固定。
11、进一步，蜗杆设置若干轴承以轴承固定支架，通过轴承固定支架与旋转装置外壳连接。
12、进一步，光伏板折叠系统包括液压杆，液压杆两端分别与旋转支撑平台、光伏板支架的表面铰接，液压杆配有电机，由电机驱动液压杆完成伸、缩动作。
13、进一步，在旋转支撑平台上设置两个支架铰链支座，分别位于光伏板支架的两侧；支架旋转轴贯穿光伏板支架和两个光伏板支架铰链支座，实现光伏板支架与光伏板支架铰链支座之间的可转动连接。
14、一种可降低风阻的光伏板调节控制方法，基于上述一种可降低风阻的光伏板调节装置，光伏板调节控制方法包括如下步骤：
15、步骤1，由风速仪检测船只周围风流的风速，根据风速控制光伏板折叠系统工作，调节光伏板支架和旋转支撑平台之间的夹角；
16、步骤2，当风速在允许范围内，由风向仪(10)检测船只周围风流的风向，根据航向和风向的夹角，对旋转支撑平台的旋转角度、光伏板支架与旋转支撑平台之间的角度均进行调整。
17、进一步，设定风速阈值，若当前风速大于等于风速阈值，液压杆向下拉动光伏板支架并贴近旋转支撑平台，以减小风阻。
18、进一步，当风速小于风速阈值，且风向与船只航行方向夹角在0°～90°之间时，完全撑开液压杆，并旋转调整旋转支撑平台角度，使光伏板支架背面直迎来风；
19、当风速小于风速阈值，且风向与船只航行方向夹角在90°～180°之间时，调整液压杆的伸缩长度和旋转支撑平台的旋转角度，使光伏板支架与风流方向平行。
20、一种船舶，在该船舶上应用上述一种可降低风阻的光伏板调节装置。
21、有益效果:
22、本发明提出的一种可降低风阻的光伏板调节装置及控制方法旨在通过调整光伏板的角度和位置，最大限度地减小风阻。装置可以根据实时的风速和风向信息，自动调整光伏板的倾斜角度和朝向，使其与风流方向保持最佳角度，减少气流的分离和湍流，从而降低风阻。控制方法基于先进的传感技术和自动控制系统，能够实时监测风速和方向，并通过旋转电机和电动液压杆调整光伏板的角度和位置。通过精确的控制，可以在不影响发电效率的前提下，最大程度地减小风阻，提高船只的能源利用效率和航行稳定性。
23、这项技术的研发和应用，将为海上光伏发电系统的可持续发展提供重要支持。它不仅能够充分利用太阳能资源，还能够解决光伏板带来的阻力问题，提高船只的能源效率和环境友好性。通过减小风阻，这项技术还有助于降低航行成本和减少碳排放，为可持续海上交通提供新的解决方案。
24、这种可降低风阻的光伏板调节装置及控制方法有着广阔的应用前景，可以在海上船只领域以及其他需要光伏发电的移动平台上发挥重要作用。
1.一种可降低风阻的光伏板调节装置，其特征在于，包括：风速风向检测系统、控制器、旋转支撑平台(3)、光伏板支架(9)、旋转系统和光伏板折叠系统；
2.根据权利要求1所述的一种可降低风阻的光伏板调节装置，其特征在于，旋转系统包括旋转装置外壳(1)和位于旋转装置外壳(1)内的旋转部件，旋转部件包括旋转电机(101)、齿轮传动单元、涡轮蜗杆传动单元；所述旋转电机(101)的输出端和蜗杆之间通过齿轮传动单元啮合传动；涡轮蜗杆传动单元将电机输出的旋转运动转化为轴向旋转运动；涡轮蜗杆传动单元中的涡轮与旋转支撑平台(3)的底部传动连接，带动旋转支撑平台(3)及其上的安装光伏板支架(9)、光伏板折叠系统同步转动。
3.根据权利要求2所述的一种可降低风阻的光伏板调节装置，其特征在于，涡轮蜗杆传动单元包括2根蜗杆和蜗轮(114)，2根蜗杆的端部通过齿轮传动单元与所述旋转电机(101)啮合传动；2根蜗杆位于蜗轮(114)两侧却通过蜗纹啮合传动；蜗轮(114)的上下两端分别与上层交叉滚子轴承(104)的内圈和下层交叉滚子轴承(110)的内圈动力连接，下层交叉滚子轴承(110)安装在涡轮支撑平台(113)上；上层交叉滚子轴承(104)的内圈上表面与旋转平台连接环(2)的下表面相接触并固定连接，旋转平台连接环(2)的上表面与旋转支撑平台(3)相接触并固定。
4.根据权利要求2所述的一种可降低风阻的光伏板调节装置，其特征在于，蜗杆设置若干轴承以及轴承固定支架，通过轴承固定支架与旋转装置外壳(1)连接。
5.根据权利要求1所述的一种可降低风阻的光伏板调节装置，其特征在于，光伏板折叠系统包括液压杆(7)，液压杆(7)两端分别与旋转支撑平台(3)、光伏板支架(9)的表面铰接，液压杆(7)配有电机(6)，由电机(6)驱动液压杆(7)完成伸、缩动作。
6.根据权利要求1所述的一种可降低风阻的光伏板调节装置，其特征在于，在旋转支撑平台(3)上设置两个支架铰链支座(4)，分别位于光伏板支架(9)的两侧；支架旋转轴(12)贯穿光伏板支架(9)和两个光伏板支架铰链支座(4)，实现光伏板支架(9)与光伏板支架铰链支座(4)之间的可转动连接。
7.一种可降低风阻的光伏板调节控制方法，其特征在于，基于权利要求1所述的一种可降低风阻的光伏板调节装置，光伏板调节控制方法包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种可降低风阻的光伏板调节控制方法，其特征在于，设定风速阈值，若当前风速大于等于风速阈值，液压杆(7)向下拉动光伏板支架(9)并贴近旋转支撑平台(3)，以减小风阻。
9.根据权利要求7所述的一种可降低风阻的光伏板调节控制方法，其特征在于，当风速小于风速阈值，且风向与船只航行方向夹角在0°～90°之间时，完全撑开液压杆(7)，并旋转调整旋转支撑平台(3)角度，使光伏板支架(9)背面直迎来风；
10.一种船舶，其特征在于，在该船舶上应用如权利要求1所述的一种可降低风阻的光伏板调节装置。
