CN105141232B - 一种时控自动调整太阳能集电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种时控自动调整太阳能集电装置，包括支撑装置，安装于支撑装置上的光伏组件、电压逆变器和蓄电池，光伏组件与电压逆变器和蓄电池顺序相连；在支撑装置上设置有一时控器和一第一驱动装置，时控器控制第一驱动装置驱动支撑装置旋转，改变所述光伏组件的方向，使所述光伏组件时刻面向太阳的方向。本发明的时控自动调整太阳能集电装置，根据向日葵的原理将固定式光伏组件转变为通过时控器控制方向可调整形式，实现每一个光伏组件的自动调整，不需要人工干预，改变了固定方式的弊端，让太阳能设施发挥最大效率。

Description

一种时控自动调整太阳能集电装置

技术领域

本发明涉及光伏太阳能集电设施的结构与技术应用领域，具体涉及一种时控自动调整太阳能集电装置。

背景技术

太阳能做为最重要的清洁能源技术日益被重视，并应用到越来越广泛的领域。

传统太阳能光伏集电设施通常采用固定式设置方式，光伏组件以固定角度设置在于单一位置。由于每天不同时间的太阳方位不同，在不同季节太阳光角度也有所变化，使得固定方位的太阳能电路板在安装完成后只能在特定时段实现最大程度的阳光照射。在其他时段，阳光照射角度调小，太阳能收集效率低下甚至无法收集。

受限于季节和时间的变化，固定式设置角度不能实现全时段的太阳能收集，造成效率低下的情况。甚至会由于以上原因而弃用太阳能这种清洁能源，从而造成了太阳能能源应用的严重限制。

发明内容

为了解决现有技术中固定式太阳能集电设施对太阳能利用率低的问题，本发明提供一种时控自动调整太阳能集电装置。

本发明是通过下述技术方案实现的：

本发明提供一种时控自动调整太阳能集电装置，包括支撑装置，安装于支撑装置上部的光伏组件，安装于支撑装置中部的电压逆变器，以及安装于支撑装置底部或地面下的蓄电池，光伏组件与电压逆变器和蓄电池顺序相连，电压逆变器将光伏组件所发的电转换为标准电压，输入到蓄电池进行充电；在支撑装置上设置有一时控器和一第一驱动装置，时控器控制第一驱动装置驱动支撑装置旋转，从而改变光伏组件的方向，使光伏组件时刻面向太阳的方向。

作为一种可实施的方式，光伏组件可固定连接于支撑装置。根据不同时段的太阳方位，第一驱动装置受时控器的控制，带动支撑装置旋转，从而使固定连接于支撑装置上的光伏组件能向着太阳光的方向旋转，时刻将光伏组件调整至合适的方位，保证最大时限内的太阳能集电效率。

作为一种可实施的方式，本发明中的光伏组件也可以通过第二驱动装置活动连接于支撑装置，时控器同时控制第二驱动装置的运转，根据不同时间段太阳光角度的高低，调整光伏组件与太阳光线的角度。通过第一驱动装置和第二驱动装置同时调整光伏组件的方向和角度，使光伏组件的受光面时刻保持与太阳光线的垂直方向，增加太阳能的利用率。

进一步优选的，光伏组件的受光面设置有光照感应器，用于感应每一个光伏组件的光照情况，光照感应器与所述时控器相连。当光伏组件受到相邻光伏组件或其它遮挡物遮挡时，光照感应器可以感应到其光线信息，并把每一个光伏组件的光照信息传输给时控器，从而实现时控器根据不同时间的光照情况和光伏组件的光照情况控制每一个光伏组件进行不同角度和方向的转动。

进一步的，光照感应器设置于光伏组件的受光面的外缘，当光伏组件受到遮挡时，第二光照感应器能及时捕捉到信息，并通过时控器控制每一个第二驱动装置调整光伏组件改变方向和角度。更进一步的，光照感应器设置为4个，分别位于光伏组件的受光面的4角，也可以分别位于光伏组件的4个边缘。

作为一种可实施的方式，光伏组件沿支撑装置垂直设置，增大光伏组件与太阳光的接触面积，提高太阳能的利用率。

在本发明中，作为一种优选的可实施方式，光伏组件可设置为1-6个，进一步可优选为2-5个，更进一步为3-4个。

优选的，本发明的第一驱动装置设置于支撑装置的中部或底部，进一步的，时控器位于第一驱动装置的下部。

在本发明中，蓄电池存储电能，可向各种用电装置供电。蓄电池分别与第一驱动装置和第二驱动装置连接，供给驱动装置动力来源，从而实现第一驱动装置带动支撑装置的转动，第二驱动装置带动光伏组件的转动，从而实现光伏组件能够改变方向与角度，时刻保持与太阳光线的垂直。

本发明中，蓄电池设置于支撑装置的底端；也可以设置在支撑装置的地平面下，起到隐蔽的效果，避免了蓄电池被盗。进一步优选的，蓄电池上安装有防盗装置，在蓄电池被盗后，防盗装置发出报警信号，提醒工作人员出现事故，做出措施。

作为一种可实施的方式，支撑装置上还设置有电源输出接口，通过电源输出接口将蓄电池中的电源应用于用电装置。

上述技术方案具有如下有益效果：

本发明的时控自动调整太阳能集电装置，根据向日葵的原理将固定式光伏组件转变为角度可调整形式，改变了固定方式的弊端，让太阳能设施发挥最大效率。

通过设置在太阳能集电装置上的时控器，自动实现每天不同时段时刻调整光伏组件以获得最佳的朝向方向和角度，保证最大时限内的太阳能集电效率。本发明可通过时控器分别控制每一个光伏组件的自动转动调整角度，不需要人工干预，运营维护人工较少、成本较低。

该装置是在传统太阳能光伏设施的基础上做局部更新改变，可靠的控制及驱动装置，通过简单的结构技术实现，整体组件式结构便于工厂化生产，其制造品质有保障。整体组合式，安装要求低，现场组装便捷高效。模块化结构便于维护更换，系统运行具有良好保障。

目前，因为年均日照时间、光照强度等因素影响，全国很多地区无法实现太阳能的普及应用。时控式自动调整太阳能集电装置可根据每天不同时段的太阳光线条件，实时调整光伏组件的角度，大幅度提高太阳能收集效率，降低设置要求并改善设置条件，将大幅度扩展太阳能的可应用区域和范围，如果全面推广应用将节约大量用电，对节能减排做出重大贡献。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是实施例1的时控自动调整太阳能集电装置示意图；

图2是实施例2的时控自动调整太阳能集电装置示意图；

其中，1、时控器；2、光伏组件；3、第一驱动电机；4、支撑装置；5、电压逆变器；6、蓄电池；7、电源输出接口；8、第二驱动电机；9、光照感应器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种时控自动调整太阳能集电装置，包括支撑装置4，安装于支撑装置4上部的3个光伏组件2，安装于支撑装置4中部的电压逆变器5，以及安装于支撑装置4底部的蓄电池6，3个光伏组件2并联并顺序与电压逆变器5和蓄电池6相连，电压逆变器5将光伏组件2所发的电转换为标准电压，输入到蓄电池6进行充电；在支撑装置4上设置有一时控器1和一第一驱动电机3，时控器1控制第一驱动电机3驱动支撑装置4旋转，从而带动光伏组件2改变方向，使光伏组件2时刻面向太阳的方向。整个光伏组件2方向的调整过程不需要人工干预，使固定式光伏组件转变为角度可调整形式，改变了固定方式的弊端，让太阳能设施发挥最大效率。

本实施例中的3个光伏组件2设置为沿支撑装置4垂直的不同方位安装，光伏组件2通过第二驱动电机8活动连接于支撑装置4；每一个光伏组件2受光面的的四角分别设置有光照感应器9，用于感应每一个光伏组件2的光照信息；时控器1接受时间和光照感应器9的信号，控制第一驱动电机3和第二驱动电机8的运转，根据不同时间段太阳光角度的高低和每一个光伏组件的光照情况，实时调整每一个光伏组件2与太阳光线的角度。通过第一驱动电机3和第二驱动电机8同时调整光伏组件2的方向和角度，使光伏组件2的受光面时刻保持与太阳光线的垂直方向，增加太阳能的利用率。

在垂直方向上充分利用太阳能，避免了光伏组件2之间的相互遮挡，增大光伏组件2与太阳光的接触面积，提高太阳能的利用率。本发明并不限制光伏组件2的设置个数，可以根据不同地区的光照条件和地理条件对光伏组件2的个数进行相应的调整，以满足日常用电需求。

蓄电池6与第一驱动电机3和第二驱动电机8连接，供给驱动电机动力来源，从而实现第一驱动电机3驱动支撑装置4的转动，进而带动光伏组件2转动改变方向，实现第二驱动电机8驱动光伏组件2改变角度，使光伏组件2的受光面时刻保持与太阳光线的垂直方向，增加太阳能的利用率。

蓄电池6设置于支撑装置4的底端；也可以设置在支撑装置44的地平面下，起到隐蔽的效果，避免了蓄电池6被盗，同时蓄电池6上安装有防盗装置。蓄电池6采用免维护胶体电池，由2个12V 24AH串联组成，由蓄电池6通过电源输出接口7向用电装置供电，当蓄电池6放电到一定程度后，再切换220V市电供给交通设施。

本发明的时控自动调整太阳能集电装置以垂直或树状结构设置多晶硅或单晶硅光伏组件2，采用薄膜太阳能电池并联的方式，将太阳能转化为电能。白天光伏组件2所发的电通过电压逆变器5进行降压升流处理，将电压逆变为26-28V，电流做相应的提升，并将电能输入到蓄电池6中进行充电。蓄电池6存储电能，可向各种用电装置供电。蓄电池6与第一驱动电机3连接，供给第一驱动电机3动力来源，从而实现第一驱动电机3驱动支撑装置4的转动，进而带动光伏组件2转动，使其能够改变方向时刻保持面向太阳的方向。

实施例2

一种时控自动调整太阳能集电装置，包括支撑装置4，固定安装于支撑装置4上部的1个光伏组件2，安装于支撑装置4中部的电压逆变器5，以及安装于支撑装置4地面下的蓄电池6，光伏组件2顺序与电压逆变器5和蓄电池6相连，电压逆变器5将光伏组件2所发的电转换为标准电压，输入到蓄电池6进行充电；在支撑装置4上设置有一时控器1和一第一驱动电机3，时控器1控制第一驱动电机3驱动支撑装置4旋转，从而带动光伏组件2改变方向，使光伏组件2时刻面向太阳的方向。本发明的整个光伏组件2的调整过程不需要人工干预，使固定式光伏组件转变为角度与方向同时可调整形式，改变了固定方式的弊端，让太阳能设施发挥最大效率。

除上述记载的内容之外，实施例2中的其它设定均与实施例1中相同，在此不再赘述。

以上所述的具体实施方式，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方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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 (5)

1.一种时控自动调整太阳能集电装置，其特征在于，包括支撑装置，安装于所述支撑装置上的光伏组件、电压逆变器和蓄电池，所述光伏组件与所述电压逆变器和所述蓄电池顺序相连；在所述支撑装置上设置有一时控器和一第一驱动装置，所述时控器控制所述第一驱动装置驱动所述支撑装置旋转，从而改变所述光伏组件的方向，使所述光伏组件时刻面向太阳的方向；所述光伏组件通过第二驱动装置活动连接于所述支撑装置，所述时控器控制所述第二驱动装置的运转；所述光伏组件的受光面设置有光照感应器，所述光照感应器与所述时控器相连；所述光照感应器设置于所述光伏组件的受光面的外缘，所述光照感应器设置为4个，分别位于所述光伏组件的受光面的4角；当光伏组件受到相邻光伏组件或其它遮挡物遮挡时，光照感应器感应到其光线信息，并把每一个光伏组件的光照信息传输给时控器，从而实现时控器根据不同时间的光照情况和光伏组件的光照情况控制每一个光伏组件进行不同角度和方向的转动。

2.根据权利要求1任意一项所述的时控自动调整太阳能集电装置，其特征在于，所述光伏组件沿所述支撑装置垂直设置。

3.根据权利要求2所述的时控自动调整太阳能集电装置，其特征在于，所述光伏组件设置为1-6个。

4.根据权利要求1所述的时控自动调整太阳能集电装置，其特征在于，所述蓄电池与所述第一驱动装置和第二驱动装置连接，供给动力来源。

5.根据权利要求1所述的时控自动调整太阳能集电装置，其特征在于，所述支撑装置上还设置有电源输出接口。