CN103034245A - 蜂窝型太阳能采集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蜂窝型立体太阳能采集装置，它包括太阳能采光板、连接轴、支架、使太阳能采光板对着太阳的跟日控制装置和驱动连接轴旋转的驱动装置，太阳能采光板由若干个采光体按蜂窝状结构立体排列而成，采光体的横截面为正六边形，采光体由开口向上的正六棱柱体和底部的正六角锥体相连而成，正六棱柱体的柱长L1为正六边形的边长L2的1.15倍～1.5倍，正六棱柱棱体的相对的两个柱面分别为光伏电池片和高反射镜片，正六角椎体的六个面均为高反射镜片并且锥面与相应的正六棱柱体柱面的夹角α为109°，正六角椎体的相对的两个锥面的夹角为142°。本发明能够始终保持采光板以一定的角度对着太阳，并且尽大可能的提高了太阳能利用率。

Description

蜂窝型太阳能采集装置
技术领域
本发明涉及一种蜂窝型立体太阳能采集装置，属于太阳能技术领域。
背景技术
目前，太阳能取之不尽、用之不竭，利用太阳能是新能源技术发展的一个重要发展方向，怎样有效利用太阳能，提高太阳能的利用效率一直是近年来科学研究和实践的重点，现有技术的太阳能采集装置多采用平面板状结构或管状结构的采光板，即利用硅晶体或其他材料制成的太阳能电池片一块一块拼接成平面板状或制成管状，占地面积大，整体效率不高，而且大多采光板也不能一直正对太阳，太阳能利用率相对低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种能够始终保持采光板对着太阳，并且太阳能利用率高的蜂窝型立体太阳能采集装置。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种蜂窝型立体太阳能采集装置，它包括立体太阳能采光板、连接轴、支架、使太阳能采光板对着太阳的跟日控制装置和驱动连接轴旋转的驱动装置，太阳能采光板安装在连接轴的顶端，连接轴可旋转地支承在支架上，所述的太阳能采光板由若干个采光体按蜂窝状结构排列而成，采光体的横截面为正六边形，采光体由均为中空的正六棱柱体和底部的正六角锥体相连而成，正六棱柱体的柱长L1为正六边形的边长L2的1.15倍～1.5倍，正六棱柱体的相对的两个柱面分别为光伏电池片和高反射镜片，正六角椎体的六个锥面均为高反射镜片，并且锥面与相应的正六棱柱体柱面的夹角α为109°，正六角椎体的相对的两个锥面的夹角为142°。
进一步，所述的太阳能采光板和连接轴之间设置有可由跟日控制装置控制伸缩的气缸，太阳能采光板铰接在连接轴的顶端，气缸的一端铰接在太阳能采光板上，气缸的另一端铰接在连接轴上。
进一步，所述的太阳能采光板上通过导电线连接有电力收集系统，电力收集系统包括蓄电池和将电力并入电网的逆变器，蓄电池与太阳能采光板电连接，逆变器与蓄电池相连接。
进一步，所述的跟日控制系统包括主控板和确定经纬度的GPS接收器，GPS接收器与主控板相连接，主控板与驱动装置相连接。
更进一步，所述的驱动装置包括电机、联轴器和具有输入轴和输出轴的减速系统，电机的电机轴与减速系统的输入轴相连接，减速系统的输出轴通过联轴器与连接轴的底端相连接。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
1、本发明能够保持采光板在一天的时间内始终以一定的角度对着太阳，从而获得较大的太阳能，尽大可能地提高太阳能的利用效率，本发明的跟日控制装置能够控制驱动装置，使连接轴旋转，使太阳能采光板在不同季节始终对着太阳。
2、本发明由于其太阳能采光板的蜂窝状的特殊结构和镜面反射原理，提高了单位土地太阳能采光板的受光面积及单位太阳能电池面积上的受光强度，从而综合提高了太阳能的利用效率。
附图说明
图1为本发明的蜂窝型太阳能采集装置的结构示意图；
图2为本发明的采光板的结构示意图；
图3为本发明的采光板中采光体的结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为本发明的采光板中采光体的立体图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1～5所示，一种蜂窝型太阳能采集装置，它包括太阳能采光板1、连接轴2、支架8、使太阳能采光板1对着太阳的跟日控制装置和驱动连接轴2旋转的驱动装置，太阳能采光板1安装在连接轴2的顶端，连接轴2可旋转地支承在支架8上，太阳能采光板1由若干个采光体1-1按蜂窝状结构排列而成，采光体1-1的横截面为正六边形，采光体1-1由正六棱柱体1-1-1和底部的正六角锥体1-1-2相连而成，采光体1-1的上方为开口形式，正六棱柱体1-1-1的柱长L1为正六边形的边长L2的1.15倍～1.5倍，正六棱柱体1-1-1有六个柱面，有三对相对的柱面，正六棱柱体1-1-1的相对的两个柱面分别为光伏电池片和高反射镜片，正六角椎体1-1-2的六个面均为高反射镜片，并且锥面与相应的正六棱柱体1-1-1柱面的夹角α为109°，正六角椎体1-1-2的相对的两个锥面的夹角为142°。光伏电池片可以采用双面光伏电池片。高反射镜片也为双面结构。这样，本发明能够保持采光板在一天的时间内始终以一定的角度对着太阳，从而获得最大的能量，最大程度地提高太阳能的利用效率，本发明的跟日控制装置能够控制驱动装置，使连接轴2旋转，使太阳能采光板1始终对着太阳。另一方面，本发明由于其太阳能采光板1的蜂窝状的特殊结构和采用了镜面反射原理，大大提高了单位土地太阳能采光板1的受光面积及单位太阳能电池面积上的受光强度，从而提高了太阳能的利用效率。
本发明的太阳能采光板1不仅在东西方向上可以跟着太阳旋转，而且可以在南北方向上具有可调性，如图1所示，太阳能采光板1和连接轴2之间设置有可由跟日控制装置控制伸缩的气缸4，太阳能采光板1铰接在连接轴2的顶端，气缸4的一端铰接在太阳能采光板1上，气缸4的另一端铰接在连接轴2上。气缸4的伸缩可以手动控制，调节频率可以为15天一次，也可以通过跟日控制装置自动控制。
为了能够将采集到的太阳能转换的电能并入电网中，如图1所示，太阳能采光板1上通过导电线连接有电力收集系统，电力收集系统包括蓄电池9和将电力并入电网的逆变器10，蓄电池9与太阳能采光板1电连接，逆变器10与蓄电池9相连接。本发明通过光伏电池片将太阳能转换为直流电能，再通过逆变器10，将直流电能转换为交流电能，并入电网中。
跟日控制装置可以采用下面的连接结构来实现，如图1所示，跟日控制系统包括主控板7和确定太阳照射角度的GPS接收器3，GPS接收器3与主控板7相连接，主控板7与驱动装置相连接。GPS接收器3接收本发明安装位置的经度、纬度和时间等信息，然后将这些信息传送给主控板7，通过主控板7控制程序的计算，主控板7输出控制信号控制驱动装置旋转连接轴2或控制驱动装置和气缸4随时改变太阳能采光板1的角度，使太阳能光伏板1始终对着太阳，从而获得最大的能量，最大程度地提高太阳能的利用效率。
驱动装置可以采用下面的连接结构来实现对连接轴2的旋转，如图1所示，驱动装置包括电机6、联轴器11和具有输入轴和输出轴的减速系统5，电机6的电机轴与减速系统5的输入轴相连接，减速系统5的输出轴通过联轴器11与连接轴2的底端相连接。
本发明的太阳能采光板1由于由多个采光体1-1按蜂窝状结构排列而成，和平面结构或管状结构的采光板相比，增加了较大比例的直接受光面积。根据几何原理，开口向上的采光体1-1，如果柱长和边长的比例为1.382∶1时，以合适的太阳照射角度按电池柱面全受光计算，受光面积为3个柱面，面积为1*1.382*3＝4.146，而六边形口的直接受光面积仅为3/2*1.732，约2.598，同样用地面积的采光板直接受光面积增加了大约60％，同样如果柱长和边长的比例为1.5∶1时，同样用地面积的采光板直接受光面积大约可以增加95％以上，；本发明的太阳能采光板1大大增加了单位面积的光照强度，由于采光体1-1由正六棱柱体1-1-1和底部的正六角锥体1-1-2相连而成，正六棱柱体1-1-1有六个柱面，相邻的柱面之间的夹角均为120度，正六棱柱体1-1-1的相对的柱面分别为光伏电池片和高反射镜片，正六棱柱体1-1-1有三个高反射镜片和三个光伏电池片，正六角椎体1-1-2的六个面均为高反射镜片，锥面与相应的正六棱柱体1-1-1柱面的夹角α为109°，正六角椎体1-1-2的相对的两个锥面的夹角为142°，因此当整个采光板表面与太阳照射角呈一定度时，第一，六角椎体高反射镜片会将椎体部分所受太阳光直接反射到电池板上，第二，由于电池板表面能反射大约40％左右的太阳光，采光体内由电池表面反射的太阳能光能够通过对面的镜片和六角椎体锥面镜片进行多角度多次的再次反射到太阳能电池片上，增加其电池单位面积上的光照强度，根据实验，通过这种镜面反射结构，单位时间和单位面积电池发电量能增加20-30％。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种蜂窝型立体太阳能采集装置，它包括立体太阳能采光板(1)、连接轴(2)、支架(8)、使太阳能采光板(1)对着太阳的跟日控制装置和驱动连接轴(2)旋转的驱动装置，太阳能采光板(1)安装在连接轴(2)的顶端，连接轴(2)可旋转地支承在支架(8)上，其特征在于：所述的太阳能采光板(1)由若干个采光体(1-1)按蜂窝状结构排列而成，采光体(1-1)的横截面为正六边形，采光体(1-1)由均为中空的正六棱柱体(1-1-1)和底部的正六角锥体(1-1-2)相连而成，正六棱柱体(1-1-1)的柱长L1为正六边形的边长L2的1.15倍～1.5倍，正六棱柱体(1-1-1)的相对的两个柱面分别为光伏电池片和高反射镜片，正六角椎体(1-1-2)的六个锥面均为高反射镜片，并且锥面与相应的正六棱柱体(1-1-1)柱面的夹角α为109°，正六角椎体(1-1-2)的相对的两个锥面的夹角为142°。
2.根据权利要求1所述的蜂窝型太阳能采集装置，其特征在于：所述的太阳能采光板(1)和连接轴(2)之间设置有可由跟日控制装置控制伸缩的气缸(4)，太阳能采光板(1)铰接在连接轴(2)的顶端，气缸(4)的一端铰接在太阳能采光板(1)上，气缸(4)的另一端铰接在连接轴(2)上。
3.根据权利要求1所述的蜂窝型太阳能采集装置，其特征在于：所述的太阳能采光板(1)上通过导电线连接有电力收集系统，电力收集系统包括蓄电池(9)和将电力并入电网的逆变器(10)，蓄电池(9)与太阳能采光板(1)电连接，逆变器(10)与蓄电池(9)相连接。
4.根据权利要求2所述的蜂窝型太阳能采集装置，其特征在于：所述的太阳能采光板(1)上通过导电线连接有电力收集系统，电力收集系统包括蓄电池(9)和将电力并入电网的逆变器(10)，蓄电池(9)与太阳能采光板(1)电连接，逆变器(10)与蓄电池(9)相连接。
5.根据权利要求1至4任一项所述的蜂窝型太阳能采集装置，其特征在于：所述的跟日控制系统包括主控板(7)和确定太阳照射角度的GPS接收器(3)，GPS接收器(3)与主控板(7)相连接，主控板(7)与驱动装置相连接。
6.根据权利要求1至4任一所述的蜂窝型太阳能采集装置，其特征在于：所述的驱动装置包括电机(6)、联轴器(11)和具有输入轴和输出轴的减速系统(5)，电机(6)的电机轴与减速系统(5)的输入轴相连接，减速系统(5)的输出轴通过联轴器(11)与连接轴(2)的底端相连接。
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