CN106656001A - 基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备 - Google Patents

基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备 Download PDF

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Abstract

基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，本申请太阳能电池板倾斜安装支架上方一侧有斜面，太阳能电池板后端与太阳能电池板倾斜安装支架的斜面相连，支脚固定在底座下方，底座上固定安装有定子，定子的通孔内有转轴，转轴下端有底部固定件，定子上端面外侧的下方有压电环，转轴顶端有压板，定子上方有转子，转子在压板下方，支撑弹簧套在转轴上，支撑弹簧在轴承和底座上端凸台之间，太阳能电池板倾斜安装支架通过支撑柱与转子上端面相连。本申请将太阳能光伏发电系统与超声压电驱动器相结合，利用超声压电驱动器低速大扭矩、定位精度高等优点，结合太阳能光伏发电系统来给太阳能光伏发电系统提供跟踪太阳动力，从而提高太阳能光伏发电转化率。

Description

基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备
技术领域
本发明涉及跟踪太阳光伏发电设备领域，特别是涉及基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备。
背景技术
超声压电驱动器（或称超声电机）是20世纪80年代迅速发展起来的一种全新概念的电-机能量转换装置，其原理是利用压电材料的逆压电效应，使弹性体（定子）在超声频段内产生振动，通过定子、动子之间的摩擦输出宏观旋转运动。具有体积小、重量轻、结构紧凑、响应快、低噪声、无电磁干扰、直接驱动、定位精度高等优点，尤其具有低速大扭矩特点，特别适合光伏发电跟踪太阳需要，因为每天白天太阳高度角和方位角都是以极小的速度缓慢变化。跟踪太阳光伏发电系统比固定安装光伏发电系统可以多转化40%左右的太阳能量，因此可以将两者进行结合。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供一种基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，将太阳能光伏发电系统与超声压电驱动器相结合，利用超声压电驱动器低速大扭矩、体积小、重量轻、结构紧凑、响应快、低噪声、无电磁干扰、直接驱动、定位精度高等优点，结合太阳能光伏发电系统来给太阳能光伏发电系统跟踪太阳提供动力，从而提高太阳能转化率，为达此目的，本发明提供一种基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，包括太阳能电池板、太阳能电池板倾斜安装支架、支撑柱、底座、支脚、支撑弹簧、定子、压电环、转子、转轴和压板，所述太阳能电池板倾斜安装支架上方一侧有斜面，所述太阳能电池板后端与太阳能电池板倾斜安装支架的斜面相连，所述底座有3或4个支脚，所述支脚等角度绕底座中心线一周，所述支脚固定在底座下方，所述底座上固定安装有定子，所述底座上端凸台插装在定子的通孔内，所述底座上端面通过连接件与定子下端面相连，所述定子的通孔内有转轴，所述转轴穿过底座，所述转轴下端有底部固定件，所述定子上端面外侧的下方有压电环，所述转轴顶端有压板，所述定子上方有转子，所述转子在压板下方，所述压板下方有凸块卡在转子上端面的卡槽内，所述支撑弹簧套在转轴上，所述支撑弹簧上端有轴承，所述轴承套在转轴上，轴承的外周面与转子的内周面相连，所述支撑弹簧在轴承和底座上端凸台之间，所述支撑柱有3或4个，所述支撑柱等角度绕转轴中心线一周，所述太阳能电池板倾斜安装支架通过支撑柱与转子上端面相连。
本发明的进一步改进，所述定子上端面有波形纹路，有纹路后可以增大定子与转子之间的摩擦。
本发明的进一步改进，所述波形纹路由波形插条插装在对应插槽而成，所述定子上端面有6n个插槽，n为正整数，n≥1，所述插槽等角度绕定子中心线一周，所述波形插条有4组，每组波形插条有6n个，每组波形插条对应波形插槽，考虑整个旋转是进行采光，而一天为24个小时，故采用6的倍数的波形插条，这样可以更均匀的提供旋转动力，特别适合于光伏发电使用，并且一年分成四季，每个季节对应一组波形插条，每组波形插条波形情况不同，这样可以根据季节情况插装相应波形插条。
本发明的进一步改进，所述太阳能电池板倾斜角度为为当地纬度度数，考虑实际太阳能转化率，太阳能电池板倾角设计为当地纬度度数，以接近当地纬度为最好，南京上海地区一般为30°-35°效果最佳。
本发明的进一步改进，所述支撑柱为伸缩杆，为了便于调节太阳能电池板高度，支撑柱可使用伸缩杆。
本发明的进一步改进，所述支脚端部有踏板，所述踏板下方有针状支撑，由于本发明主要用于户外使用，故底部支撑采用针状支撑，这样支撑效果更好，适应性更广。
本发明提供一种基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，该跟踪太阳光伏发电设备底部主体采用自行设计的超声压电驱动器，利用超声压电驱动器低速大扭矩、体积小、重量轻、结构紧凑、响应快、低噪声、无电磁干扰、直接驱动、定位精度高等优点，来配合太阳能发电，其中超声压电驱动器的定子上端面有波形纹路，波形纹路根据24小时分布，可以根据需要插装不同大小或者数量的波形插条来调整密度，进而调整扭矩，顶部采用当地纬度度数倾斜太阳能电池板，经测试接近当地纬度倾斜太阳能电池板可以取得最佳收集效果，底座下端有针状支撑，采用针状支撑，地形适应性强，抗震性强。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明发电设备示意图；
图3为本发明定子结构示意图；
图示说明:
1、太阳能电池板；2、太阳能电池板倾斜安装支架；3、支撑柱；4、底座；5、支脚；6、踏板；7、针状支撑；8、轴承；9、底部固定件；10、支撑弹簧；11、定子；12、压电环；13、转子；14、转轴；15、压板；15-1、卡件；16、插槽；17、波形插条；18、连接件。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明提供一种基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，将太阳能光伏发电系统与超声压电驱动器相结合，利用超声压电驱动器低速大扭矩、体积小、重量轻、结构紧凑、响应快、低噪声、无电磁干扰、直接驱动、定位精度高等优点，结合太阳能光伏发电系统来给太阳能光伏发电系统提供跟踪太阳动力，从而提高太阳能发电转化率。
作为本发明一种实施例，本发明提供一种基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，包括太阳能电池板1、太阳能电池板倾斜安装支架2、支撑柱3、底座4、支脚5、支撑弹簧10、定子11、压电环12、转子13、转轴14和压板15，所述太阳能电池板倾斜安装支架2上方一侧有斜面，所述太阳能电池板1后端与太阳能电池板倾斜安装支架2的斜面相连，所述底座4有3或4个支脚5，所述支脚5等角度绕底座4中心线一周，所述支脚5固定在底座4下方，所述底座4上固定安装有定子11，所述底座4上端凸台插装在定子11的通孔内，所述底座4上端面通过连接件18与定子11下端面相连，所述定子11的通孔内有转轴14，所述转轴14穿过底座4，所述转轴14下端有底部固定件9，所述定子11上端面外侧的下方有压电环12，所述转轴14顶端有压板15，所述定子11上方有转子13，所述转子13在压板15下方，所述压板15下方有凸块卡在转子13上端面的卡槽内，所述支撑弹簧10套在转轴14上，所述支撑弹簧10上端有轴承8，所述轴承8套在转轴14上，轴承8的外周面与转子13的内周面相连，所述支撑弹簧10在轴承8和底座4上端凸台之间，所述支撑柱3有3或4个，所述支撑柱3等角度绕转轴14中心线一周，所述太阳能电池板倾斜安装支架2通过支撑柱3与转子13上端面相连。
作为本发明一种具体实施例，本发明提供如图1-3所示的一种基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，包括太阳能电池板1、太阳能电池板倾斜安装支架2、支撑柱3、底座4、支脚5、支撑弹簧10、定子11、压电环12、转子13、转轴14和压板15，所述太阳能电池板倾斜安装支架2上方一侧有斜面，所述太阳能电池板1后端与太阳能电池板倾斜安装支架2的斜面相连，所述太阳能电池板1倾斜角度设计为当地纬度度数，考虑实际太阳能转化率，太阳能电池板倾角设计为当地纬度度数，以接近当地纬度为最好，南京上海地区一般为30°-35°效果最佳，所述底座4有3或4个支脚5，所述支脚5等角度绕底座4中心线一周，所述支脚5固定在底座4下方，所述支脚5端部有踏板6，所述踏板6下方有针状支撑7，由于本发明主要用于户外使用，故底部支撑采用针状支撑，这样支撑效果更好，适应性更广，所述底座4上固定安装有定子11，所述底座4上端凸台插装在定子11的通孔内，所述底座4上端面通过连接件18与定子11下端面相连，所述定子11上端面有波形纹路，有纹路后可以增大定子与转子之间的摩擦，所述波形纹路由波形插条插装在对应插槽而成，所述定子上端面有6n个插槽，n为正整数，n≥1，所述插槽等角度绕定子中心线一周，所述波形插条有4组，每组波形插条有6n个，每组波形插条对应波形插槽，考虑整个旋转是进行采光，而一天为24个小时，故采用6的倍数的波形插条，这样可以更均匀的提供旋转动力，特别适合于光伏发电使用，并且一年分成四季，每个季节对应一组波形插条，每组波形插条波形情况不同，这样可以根据季节情况插装相应波形插条，所述定子11的通孔内有转轴14，所述转轴14穿过底座4，所述转轴14下端有底部固定件9，所述定子11上端面外侧的下方有压电环12，所述转轴14顶端有压板15，所述定子11上方有转子13，所述转子13在压板15下方，所述压板15下方有凸块卡在转子13上端面的卡槽内，所述支撑弹簧10套在转轴14上，所述支撑弹簧10上端有轴承8，所述轴承8套在转轴14上，轴承8的外周面与转子13的内周面相连，所述支撑弹簧10在轴承8和底座4上端凸台之间，所述支撑柱3有3或4个，所述支撑柱3等角度绕转轴14中心线一周，所述太阳能电池板倾斜安装支架2通过支撑柱3与转子13上端面相连，所述支撑柱3为伸缩杆，为了便于调节太阳能电池板高度，支撑柱可使用伸缩杆。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，包括太阳能电池板（1）、太阳能电池板倾斜安装支架（2）、支撑柱（3）、底座（4）、支脚（5）、支撑弹簧（10）、定子（11）、压电环（12）、转子（13）、转轴（14）和压板（15），其特征在于：所述太阳能电池板倾斜安装支架（2）上方一侧有斜面，所述太阳能电池板（1）后端与太阳能电池板倾斜安装支架（2）的斜面相连，所述底座（4）有3或4个支脚（5），所述支脚（5）等角度绕底座（4）中心线一周，所述支脚（5）固定在底座（4）下方，所述底座（4）上固定安装有定子（11），所述底座（4）上端凸台插装在定子（11）的通孔内，所述底座（4）上端面通过连接件（18）与定子（11）下端面相连，所述定子（11）的通孔内有转轴（14），所述转轴（14）穿过底座（4），所述转轴（14）下端有底部固定件（9），所述定子（11）上端面外侧的下方有压电环（12），所述转轴（14）顶端有压板（15），所述定子（11）上方有转子（13），所述转子（13）在压板（15）下方，所述压板（15）下方有凸块卡在转子（13）上端面的卡槽内，所述支撑弹簧（10）套在转轴（14）上，所述支撑弹簧（10）上端有轴承（8），所述轴承（8）套在转轴（14）上，轴承（8）的外周面与转子（13）的内周面相连，所述支撑弹簧（10）在轴承（8）和底座（4）上端凸台之间，所述支撑柱（3）有3或4个，所述支撑柱（3）等角度绕转轴（14）中心线一周，所述太阳能电池板倾斜安装支架（2）通过支撑柱（3）与转子（13）上端面相连。
2.根据权利要求1所述的基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，其特征在于：所述定子（11）上端面有波形纹路。
3.根据权利要求2所述的基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，其特征在于：所述波形纹路由波形插条（17）插装在对应插槽（16）而成，所述定子（11）上端面有6n个插槽（16），n为正整数，n≥1，所述插槽（16）等角度绕定子（11）中心线一周，所述波形插条（17）有4组，每组波形插条（17）有6n个，每组波形插条（17）对应波形插槽。
4.根据权利要求1所述的基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，其特征在于：所述太阳能电池板（1）倾斜角度为当地纬度度数。
5.根据权利要求1所述的基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，其特征在于：所述支撑柱（3）为伸缩杆。
6.根据权利要求1所述的基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备，其特征在于：所述支脚（5）端部有踏板（6），所述踏板（6）下方有针状支撑（7）。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111578540B (zh) * 2020-05-14 2021-07-06 西安交通大学 一种基于压电驱动的自动跟踪太阳能收集装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002101677A (ja) * 2000-09-26 2002-04-05 Canon Inc 振動波モータを駆動源とする駆動装置
JP2006193027A (ja) * 2005-01-12 2006-07-27 Seiko Epson Corp 飛行体
CN101546967A (zh) * 2009-05-08 2009-09-30 电子科技大学 一种薄型驻波旋转超声电动机
JP2009268209A (ja) * 2008-04-23 2009-11-12 Olympus Corp 超音波モータ
DE102011004662A1 (de) * 2011-02-24 2012-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Nachführsystem für eine Solaranlage

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002101677A (ja) * 2000-09-26 2002-04-05 Canon Inc 振動波モータを駆動源とする駆動装置
JP2006193027A (ja) * 2005-01-12 2006-07-27 Seiko Epson Corp 飛行体
JP2009268209A (ja) * 2008-04-23 2009-11-12 Olympus Corp 超音波モータ
CN101546967A (zh) * 2009-05-08 2009-09-30 电子科技大学 一种薄型驻波旋转超声电动机
DE102011004662A1 (de) * 2011-02-24 2012-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Nachführsystem für eine Solaranlage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111578540B (zh) * 2020-05-14 2021-07-06 西安交通大学 一种基于压电驱动的自动跟踪太阳能收集装置

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