CN103049000B - 一种滴漏式光伏发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滴漏式光伏发电装置，包括太阳能光伏电板、下部设有定位孔的上支撑柱、下支撑柱、设有凹孔的平台、盛有液体的液体箱、绳索和弹性装置；液体箱上设有可调出水阀门；上支撑柱固定连接在太阳能光伏电板的背面，上支撑柱的中部与下支撑柱的顶部固定连接，下支撑柱位于平台的凹孔中，且下支撑柱和平台凹孔之间设有转动轴承；弹性装置连接在平台的顶面；绳索的一端与弹性装置连接，绳索的另一端穿过上支撑柱的定位孔，与液体箱连接，液体箱位于平台外侧，液体箱处于悬空状态；绳索与上支撑柱的定位孔固定连接。该滴漏式光伏发电装置结构简单、成本低，可实现对太阳的跟踪。

Description

一种滴漏式光伏发电装置
技术领域
本发明属于太阳能应用技术领域，具体来说，涉及一种滴漏式光伏发电装置。
背景技术
当今世界，能源危机以及环境污染问题越来越引起人们的重视，太阳能作为一种新型可再生能源，由于其环境友好性特点，其利用日益广泛。太阳能具有“能量密度低、间歇性、空间分布随时变化”等特点，因此对太阳能利用技术提出了更高的要求。提高太阳能的利用率是目前太阳能利用技术的重点和难点。
提高太阳能的利用率可以从两个方面出发，一是提高太阳能的接受效率；二是提高太阳能利用装置的能效特性。后者主要从能量转换的角度出发，可以通过对太阳能装置的材料、形状等的改进来提高太阳能利用率。而太阳能跟踪装置则是从前者出发，研究太阳能接收效率的提高方法。
无论何种太阳能装置，当其太阳接收装置能始终与太阳光线保持垂直时，就可以大大提高单位面积的太阳能利用率。近年来，国内外已开展了许多这方面的研究。香港大学的SUMHui教授研究了太阳角度与能量接受率间的关系，结果发现：实施太阳跟踪技术后，太阳能利用率提高了37.7%。现有的太阳跟踪技术中，两轴自动跟踪研究最多，它能同时跟踪太阳的方位角与高度角，使太阳光始终垂直照射在太阳能收集器，大大提高了太阳能利用率。两轴跟踪效果虽好，但其结构复杂、跟踪电机功率大、装置成本高、机械磨损大，不适于偏远地区大规模投入使用。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种滴漏式光伏发电装置，该滴漏式光伏发电装置结构简单、成本低，可实现对太阳光的跟踪。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种滴漏式光伏发电装置，该光伏发电装置包括太阳能光伏电板、下部设有定位孔的上支撑柱、下支撑柱、设有凹孔的平台、盛有液体的液体箱、绳索和弹性装置；液体箱设有可调出水阀门；上支撑柱固定连接在太阳能光伏电板的背面，上支撑柱的中部与下支撑柱的顶部固定连接，下支撑柱位于平台的凹孔中，且下支撑柱和平台凹孔之间设有转动轴承；弹性装置位于平台顶面，且弹性装置一端固定连接在平台上；绳索的一端与弹性装置连接，绳索的另一端穿过上支撑柱的定位孔，与液体箱连接，液体箱位于平台外侧，液体箱处于悬空状态；绳索与上支撑柱的定位孔固定连接。
进一步，所述的弹性装置包括定位板和弹簧，定位板固定连接在平台顶面，弹簧的一端固定连接在定位板上，弹簧的另一端与绳索的一端连接。
进一步，所述的滴漏式光伏发电装置，还包括定滑轮，定滑轮固定在平台的侧边，并且，绳索绕在定滑轮上。
进一步，所述的滴漏式光伏发电装置，还包括环形压片，环形压片套装在下支撑柱的外表面，且环形压片嵌至在平台凹孔的顶端。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）结构简单。传统的光伏发电装置其跟踪控制方式为电机控制式，因此其结构复杂，且跟踪电机功率较大。而本发明采用的控制方式为弹簧辅助滴漏式控制，通过滴漏过程中液体箱重力变化与弹簧共同作用于上支撑柱，从而带动太阳能光伏电板转动。因此本发明的光伏发电装置大大简化了结构，并且可以实现对太阳光的跟踪。
（2）成本低。传统的电机控制式光伏发电装置，由于电机功率较大，设备成本较高。而本发明控制设备为液体箱及弹性装置，且设备运行过程中，液体可循环利用，因此其成本大大降低，在实现跟踪太阳光的目的下，提高了装置的性价比。
（3）维修方便，适合大规模投入使用。与电机控制式光伏发电装置相比，本发明大大简化了结构，减少了电机控制过程中传动机构产生的机械磨损，因此降低了故障概率；同时，即使在故障条件下，由于结构的简单，其维修也更为方便，维修成本更低。因此，本发明装置更适合大规模投入使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中弹性装置的安装示意图。
图中有：太阳能光伏电板1、上支撑柱2、下支撑柱3、平台4、液体箱5、绳索6、转动轴承7、可调出水阀门8、定位板9、弹簧10、定滑轮11、环形压片12、积液容器13、预埋件14、加强杆15。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图1和图2所示，本发明的一种滴漏式光伏发电装置，包括太阳能光伏电板1、下部设有定位孔的上支撑柱2、下支撑柱3、设有凹孔的平台4、盛有液体的液体箱5、绳索6和弹性装置。液体箱5上设有可调出水阀门8。通过调节可调出水阀门8，可以控制液体箱5中液体的流出速度。可调出水阀门8位于液体箱5的底面为佳。上支撑柱2固定连接在太阳能光伏电板1的背面。上支撑柱2的中部与下支撑柱3的顶部固定连接。下支撑柱3位于平台4的凹孔中。下支撑柱3的上部伸出平台4的凹孔。下支撑柱3和平台4凹孔之间设有转动轴承7。通过转动轴承7，下支撑柱3可以在平台4凹孔中旋转。弹性装置位于平台4顶面，且弹性装置一端固定连接在平台4上。绳索6的一端与弹性装置连接，绳索6的另一端穿过上支撑柱2的定位孔，与液体箱5连接。液体箱5位于平台4外侧，液体箱5处于悬空状态。绳索6与上支撑柱2的定位孔固定连接。绳索6可带动上支撑柱2旋动。弹性装置和液体箱5分别位于上支撑柱2两侧。
进一步，所述的弹性装置包括定位板9和弹簧10，定位板9固定连接在平台4顶面，弹簧10的一端固定连接在定位板9上，弹簧10的另一端与绳索6的一端连接。
进一步，所述的滴漏式光伏发电装置，还包括定滑轮11，定滑轮11固定在平台4的侧边，并且，绳索6绕在定滑轮11上。设置定滑轮11，有利于避免绳索6和平台4直接接触摩擦，提高液体箱5和弹簧10之间平衡的准确性。
进一步，所述的滴漏式光伏发电装置，还包括环形压片12，环形压片12套装在下支撑柱3的外表面，且环形压片12嵌至在平台4凹孔的顶端。设置环形压片12，可防止下支撑柱3在平台4凹孔中转动时转动轴承7弹出。
进一步，所述的滴漏式光伏发电装置，还包括加强杆15，该加强杆15连接在太阳能光伏电板1底面和上支撑柱2之间。设置加强杆15，可以增强太阳能光伏电板1底面和上支撑柱2之间连接的牢靠性。
进一步，所述的滴漏式光伏发电装置，还包括积液容器13，该积液容器13位于液体箱5的正下方。设置积液容器13，可以收集从可调出水阀门8流出的液体。对于积液容器13收集的液体，可以重复利用。
进一步，所述的滴漏式光伏发电装置，还包括预埋件14，该预埋件14固定连接在平台4的底面。设置预埋件14，将预埋件14埋入土体中，有利于提高整个光伏发电装置的稳固性。
进一步，所述的转动轴承7为两个，两个转动轴承7分别嵌至在平台4凹孔的上部和下部。两个转动轴承7分别嵌至在平台4凹孔的上部和下部，有利于确保下支撑柱3转动灵敏，减小下支撑柱3与平台4凹孔内壁之间的摩擦。
上述结构的滴漏式光伏发电装置的工作原理是：打开可调出水阀门8时，液体箱5中液体流出。这样，液体箱5整体的重量减小。在弹簧10的牵引作用下，上支撑柱2向西转动，达到新的平衡位置。在平衡位置，太阳能光伏电板1都与太阳光线垂直。这就实现了在东西方向上对太阳光的跟踪。
上述结构的滴漏式光伏发电装置中，绳索6的一端与弹性装置连接，绳索6的另一端与液体箱5连接，并且绳索6与上支撑柱2的定位孔固定连接。这样，液体箱5的重力变化时，导致弹簧10伸缩变化，进而带动绳索6移动。绳索6移动又带动上支撑柱2和下支撑柱3旋动。上支撑柱2的旋动带动太阳能光伏电板1的移动，使得太阳能光伏电板1始终和太阳光线垂直。液体箱5上设置的可调出水阀门8可随时调节水流速度。根据设备安装地的太阳运动规律，来确定不同时段水流速度，从而实现太阳能电板对太阳光线的被动式跟踪。
早晨，太阳能光伏电板1在液体箱5重力作用下，正对太阳升起位置，为跟踪做好准备。当太阳升起时，打开可调出水阀门8，液体从液体箱5中流出。根据地区太阳运行特点，调整可调出水阀门8，从而调节水流速度。液体箱5的重力变化时，会导致太阳能光伏电板1的移动，并使得太阳能光伏电板1始终和太阳光线垂直。液体箱5上设置的可调出水阀门8可随时调节水流速度，实现对太阳光的跟踪。在一天跟踪结束后，晚上时段，可由工作人员将积液容器13中收集的水添加到液体箱5中，此时可调出水阀门8处于关闭状态。太阳能光伏电板1在重力作用下回到初始位置，为次日跟踪做好准备。
为了实现跟踪角度范围，所用的弹簧10应具有足够大的弹性系数及伸缩范围；液体箱5的容积为1m3。与现有技术相比较，本发明的光伏发电装置可大大降低制造成本，简化结构，提高性价比，并且安装更方便，可适应于偏远地区大规模使用。
上述实施例对于本领域技术人员而言，阅读本说明书后无须付出创造性劳动即可实现，在此就不详述了。当然，在本发明的发明构思下，本发明有多种具体实施形式，可根据具体环境具体设计，在此就不详述了。

Claims (5)

1.一种滴漏式光伏发电装置，其特征在于，该光伏发电装置包括太阳能光伏电板(1)、下部设有定位孔的上支撑柱(2)、下支撑柱(3)、设有凹孔的平台(4)、盛有液体的液体箱(5)、绳索(6)和弹性装置；液体箱(5)设有可调出水阀门(8)；上支撑柱(2)固定连接在太阳能光伏电板(1)的背面，上支撑柱(2)的中部与下支撑柱(3)的顶部固定连接，下支撑柱(3)位于平台(4)的凹孔中，且下支撑柱(3)和平台(4)凹孔之间设有转动轴承(7)；弹性装置位于平台(4)顶面，且弹性装置一端固定连接在平台(4)上；绳索(6)的一端与弹性装置连接，绳索(6)的另一端穿过上支撑柱(2)的定位孔，与液体箱(5)连接，液体箱(5)位于平台(4)外侧，液体箱(5)处于悬空状态；绳索(6)与上支撑柱(2)的定位孔固定连接；
所述的弹性装置包括定位板(9)和弹簧(10)，定位板(9)固定连接在平台(4)顶面，弹簧(10)的一端固定连接在定位板(9)上，弹簧(10)的另一端与绳索(6)的一端连接；
定滑轮(11)固定在平台(4)的侧边，并且，绳索(6)绕在定滑轮(11)上；
积液容器(13)位于液体箱(5)的正下方；
可调出水阀门(8)位于液体箱(5)的底部。
2.按照权利要求1所述的滴漏式光伏发电装置，其特征在于，还包括环形压片(12)，环形压片(12)套装在下支撑柱(3)的外表面，且环形压片(12)嵌至在平台(4)凹孔的顶端。
3.按照权利要求2所述的滴漏式光伏发电装置，其特征在于，还包括加强杆(15)，该加强杆(15)连接在太阳能光伏电板(1)底面和上支撑柱(2)之间。
4.按照权利要求1所述的滴漏式光伏发电装置，其特征在于，还包括预埋件(14)，该预埋件(14)固定连接在平台(4)的底面。
5.按照权利要求4所述的滴漏式光伏发电装置，其特征在于，所述的转动轴承(7)为两个，两个转动轴承(7)分别嵌至在平台(4)凹孔的上部和下部。
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