CN107017827A - 一种提高发电效率的光伏发电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高发电效率的光伏发电设备，包括底座、光伏板和设置在底座内的替换机构、限位机构和清洁机构，替换机构包括第一电机、第一圆柱齿轮、第二圆柱齿轮、转轴和转动杆，限位机构包括两个限位组件，清洁机构包括冲洗组件和干燥组件，该提高发电效率的光伏发电设备，设有两个光伏板，分别位于底座的外部和内部，当高温天气，外部的光伏板表面温度过高时，通过替换机构将内部的光伏板与其替换使用，再通过限位机构将光伏板固定，提高电能的转化效率；另外，当光伏板表面覆盖灰尘过多时，通过清洁机构对其进行清洁，提高其发电效率，相比人工清洁，更省时省力，减轻劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及发电设备领域，特别涉及一种提高发电效率的光伏发电设备。
背景技术
光伏发电设备是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电设备。它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行。
在光伏发电过程中，光伏板是关键的元件。但是在实际使用中，光伏板的转化效率是有限的。尤其是在高温天气，当光伏板表面温度过高时，会影响其电能的转化效率；另外当光伏板表面覆盖灰尘过多时，也同样会影响其发电效率，若通过人工清洗，则费时费力，增加了劳动强度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种提高发电效率的光伏发电设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高发电效率的光伏发电设备，包括底座、光伏板和设置在底座内的替换机构、限位机构和清洁机构，所述底座的顶部设有开口，所述光伏板倾斜设置，所述光伏板有两个，两个光伏板相互平行，两个光伏板分别位于底座的内部和外部，所述替换机构分别与两个光伏板传动连接，所述限位机构位于两个光伏板之间，所述清洁机构设置在底座的底部；
所述替换机构包括第一电机、第一圆柱齿轮、第二圆柱齿轮、转轴和转动杆，所述第一电机与第一圆柱齿轮传动连接，所述转轴水平设置，所述转轴的两端分别通过两个轴承与底座的内壁连接，所述第二圆柱齿轮套设在转轴上，所述第一圆柱齿轮与第二圆柱齿轮啮合，所述转动杆与转轴垂直且转动杆穿过转轴，所述转动杆竖向设置，所述转轴与转动杆的中心处连接，所述转动杆位于两个光伏板之间，所述转动杆的两端分别与两个光伏板固定连接；
所述限位机构包括两个限位组件，两个限位组件关于转动杆对称设置，所述限位组件包括第二电机、驱动轮、驱动杆、驱动块、支杆和限位环，所述第二电机与驱动轮传动连接，所述底座内设有导向单元，所述驱动块位于导向单元内，所述驱动块与导向单元滑动连接，所述驱动杆的一端与驱动轮铰接，所述驱动杆的另一端与驱动块铰接，所述驱动杆与驱动轮的铰接处位于驱动轮的圆心的一侧，所述驱动轮通过驱动杆驱动驱动块水平移动，所述支杆与水平面平行，所述支杆与驱动块垂直连接，所述限位环为半圆环形，所述限位环水平设置，所述支杆与限位环的外圈固定连接，所述转动杆为圆柱体，所述转动杆位于两个限位环之间，两个限位环的内圈正对设置，两个限位环均与转动杆抵靠；
所述清洁机构包括冲洗组件和干燥组件，所述冲洗组件和干燥组件分别位于底座内的光伏板的两侧，所述干燥组件位于底座内的光伏板的下方；
所述冲洗组件包括水箱、水泵和水管，所述水泵设置在水箱内，所述水管通过水泵与水箱连通，所述水管的出水口与底座内的光伏板对应；
所述干燥组件包括第三电机、连杆和风机，所述连杆水平设置，所述第三电机的输出轴与连杆垂直连接，所述第三电机和风机分别设置在连杆的两端，所述风机和第三电机分别设置在连杆的上方和下方，所述第三电机位于光伏板和风机之间。
作为优选，为了使光伏板更稳固，所述转动杆的侧面设有限位槽，所述限位槽有两个，两个限位槽分别设置在转动杆的两端，两个限位环均与设置在转动杆底端的限位槽对应。
作为优选，为了提高光伏板的稳固性，所述限位槽的顶部和底部均设有凹槽，所述凹槽内设有紧固机构，所述紧固机构包括弹簧和紧固球，所述弹簧竖向设置，所述紧固球通过弹簧与凹槽的槽底连接。
作为优选，为了保护弹簧，所述弹簧上套设有波纹管，所述波纹管的一端与凹槽的槽底连接，所述波纹管的另一端与紧固球连接。
作为优选，为了进一步提高光伏板的稳固性，所述紧固球的制作材料为橡胶。
作为优选，为了提高驱动块的滑动精度及滑动过程的稳定性，所述导向单元包括两根相互平行的导向杆，所述驱动块位于两根导向杆之间，所述驱动块分别与两个导向杆滑动连接。
作为优选，为了实现光伏板的自动替换，所述光伏板的表面设有温度传感器，所述底座内还设有PLC，所述温度传感器和第一电机、第二电机均与PLC电连接。
作为优选，为了实现对光伏板的自动清洁，所述底座内设有灰尘传感器，所述灰尘传感器和水泵、第三电机、风机均与PLC电连接。
作为优选，为了便于将清洗后的水排出，所述底座的底部设有排水口。
作为优选，为了便于底座移动，所述底座的底部设有万向轮。
本发明的有益效果是，该提高发电效率的光伏发电设备，设有两个光伏板，分别位于底座的外部和内部，当高温天气，外部的光伏板表面温度过高时，通过替换机构将内部的光伏板与其替换使用，再通过限位机构将光伏板固定，提高电能的转化效率；另外，当光伏板表面覆盖灰尘过多时，通过清洁机构对其进行清洁，提高其发电效率，相比人工清洁，更省时省力，减轻劳动强度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种提高发电效率的光伏发电设备的结构示意图。
图2是本发明的一种提高发电效率的光伏发电设备的底座、光伏板、替换机构与清洁机构的连接结构示意图。
图3是本发明的一种提高发电效率的光伏发电设备的转动杆与限位环的连接结构示意图。
图4是本发明的一种提高发电效率的光伏发电设备的转动杆与紧固机构的连接结构示意图。
图中：1.底座，2.光伏板，3.第一电机，4.第一圆柱齿轮，5.第二圆柱齿轮， 6.转轴，7.转动杆，8.第二电机，9.驱动轮，10.驱动杆，11.驱动块，12.支杆，13. 限位环，14.水箱，15.水泵，16.水管，17.第三电机，18.连杆，19.风机，20.限位槽，21.凹槽，22.弹簧，23.紧固球，24.导向杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-4所示，一种提高发电效率的光伏发电设备，包括底座1、光伏板2 和设置在底座1内的替换机构、限位机构和清洁机构，所述底座1的顶部设有开口，所述光伏板2倾斜设置，所述光伏板2有两个，两个光伏板2相互平行，两个光伏板2分别位于底座1的内部和外部，所述替换机构分别与两个光伏板2 传动连接，所述限位机构位于两个光伏板2之间，所述清洁机构设置在底座1 的底部；
当高温天气，外部的光伏板2表面温度过高时，通过替换机构将内部的光伏板2与其替换使用，再通过限位机构将光伏板2固定，提高电能的转化效率；另外，当光伏板2表面覆盖灰尘过多时，通过清洁机构对其进行清洁，提高其发电效率，相比人工清洁，更省时省力，减轻劳动强度。
所述替换机构包括第一电机3、第一圆柱齿轮4、第二圆柱齿轮5、转轴6 和转动杆7，所述第一电机3与第一圆柱齿轮4传动连接，所述转轴6水平设置，所述转轴6的两端分别通过两个轴承与底座1的内壁连接，所述第二圆柱齿轮5 套设在转轴6上，所述第一圆柱齿轮4与第二圆柱齿轮5啮合，所述转动杆7 与转轴6垂直且转动杆7穿过转轴6，所述转动杆7竖向设置，所述转轴6与转动杆7的中心处连接，所述转动杆7位于两个光伏板2之间，所述转动杆7的两端分别与两个光伏板2固定连接；
所述限位机构包括两个限位组件，两个限位组件关于转动杆7对称设置，所述限位组件包括第二电机8、驱动轮9、驱动杆10、驱动块11、支杆12和限位环13，所述第二电机8与驱动轮9传动连接，所述底座1内设有导向单元，所述驱动块11位于导向单元内，所述驱动块11与导向单元滑动连接，所述驱动杆10的一端与驱动轮9铰接，所述驱动杆10的另一端与驱动块11铰接，所述驱动杆10与驱动轮9的铰接处位于驱动轮9的圆心的一侧，所述驱动轮9通过驱动杆10驱动驱动块11水平移动，所述支杆12与水平面平行，所述支杆12 与驱动块11垂直连接，所述限位环13为半圆环形，所述限位环13水平设置，所述支杆12与限位环13的外圈固定连接，所述转动杆7为圆柱体，所述转动杆7位于两个限位环13之间，两个限位环13的内圈正对设置，两个限位环13 均与转动杆7抵靠；
当高温天气，外部的光伏板2表面温度过高时，第二电机8启动，第二电机8驱动驱动轮9转动，驱动轮9通过驱动杆10驱动驱动块11水平移动，驱动块11通过支杆12驱动限位环13水平移动，故两个限位环13相互远离，分别从转动杆7上分开，此时，第一电机3启动，第一电机3通过第一圆柱齿轮4 驱动第二圆柱齿轮5转动，并使得转轴6转动，故转动杆7转动，从而带动两个光伏板2转动，使得底座1内的光伏板2与底座1外的光伏板2交换位置，实现替换使用，再启动第二电机8，使两个限位环13靠近转动杆7，并将转动杆7夹紧，以实现对转动杆7及光伏板2的固定，因而可提高电能的转化效率。
所述清洁机构包括冲洗组件和干燥组件，所述冲洗组件和干燥组件分别位于底座1内的光伏板2的两侧，所述干燥组件位于底座1内的光伏板2的下方；
所述冲洗组件包括水箱14、水泵15和水管16，所述水泵15设置在水箱14 内，所述水管16通过水泵15与水箱14连通，所述水管16的出水口与底座1 内的光伏板2对应；
所述干燥组件包括第三电机17、连杆18和风机19，所述连杆18水平设置，所述第三电机17的输出轴与连杆18垂直连接，所述第三电机17和风机19分别设置在连杆18的两端，所述风机19和第三电机17分别设置在连杆18的上方和下方，所述第三电机17位于光伏板2和风机19之间。
当光伏板2表面覆盖灰尘过多时，水泵15开始工作，水管16通过水泵15 将水箱14内的水抽出，并对光伏板2进行冲洗，冲洗干净后，第三电机17启动，第三电机17通过连杆18驱动风机19旋转至光伏板2的正下方，启动风机 19，对光伏板2进行吹风干燥，从而提高其发电效率，相比人工清洁，更省时省力，减轻劳动强度。
作为优选，为了使光伏板2更稳固，所述转动杆7的侧面设有限位槽20，所述限位槽20有两个，两个限位槽20分别设置在转动杆7的两端，两个限位环13均与设置在转动杆7底端的限位槽20对应，因而两个限位环13可卡进限位槽20内，使得限位环13与转动杆7之间不易打滑，提高转动杆7的稳固性，从而使光伏板2更稳固。
作为优选，为了提高光伏板2的稳固性，所述限位槽20的顶部和底部均设有凹槽21，所述凹槽21内设有紧固机构，所述紧固机构包括弹簧22和紧固球 23，所述弹簧22竖向设置，所述紧固球23通过弹簧22与凹槽21的槽底连接，当限位环13卡进限位槽20内后，弹簧22可通过紧固球23分别从限位环13的顶部和底部对其施加压力，提高限位环13与紧固球23间的摩擦力，从而提高转动杆7和光伏板2的稳固性。
作为优选，为了保护弹簧22，所述弹簧22上套设有波纹管，所述波纹管的一端与凹槽21的槽底连接，所述波纹管的另一端与紧固球23连接。
作为优选，为了进一步提高光伏板2的稳固性，所述紧固球23的制作材料为橡胶，由于橡胶具有较大的摩擦系数，可进一步提高限位环13与紧固球23 间的摩擦力，从而进一步提高光伏板2的稳固性。
作为优选，为了提高驱动块11的滑动精度及滑动过程的稳定性，所述导向单元包括两根相互平行的导向杆24，所述驱动块11位于两根导向杆24之间，所述驱动块11分别与两个导向杆24滑动连接，因相互平行的导向杆24将驱动块11的滑动轨迹限定在一定范围内，故实现了其滑动过程的精确性和稳定性。
作为优选，为了实现光伏板2的自动替换，所述光伏板2的表面设有温度传感器，所述底座1内还设有PLC，所述温度传感器和第一电机3、第二电机8 均与PLC电连接，当温度传感器感应到外部的光伏板2表面温度过高时，将信号传给PLC，PLC控制第一电机3和第二电机8配合工作，从而实现光伏板2的自动替换。
作为优选，为了实现对光伏板2的自动清洁，所述底座1内设有灰尘传感器，所述灰尘传感器和水泵15、第三电机17、风机19均与PLC电连接，当灰尘传感器感应到内部的光伏板2表面积灰过多时，将信号传给PLC，PLC控制水泵15、第三电机17和风机19配合工作，从而实现对光伏板2的自动清洁。
作为优选，为了便于将清洗后的水排出，所述底座1的底部设有排水口。
作为优选，为了便于底座1移动，所述底座1的底部设有万向轮。
与现有技术相比，该提高发电效率的光伏发电设备，设有两个光伏板2，分别位于底座1的外部和内部，当高温天气，外部的光伏板2表面温度过高时，通过替换机构将内部的光伏板2与其替换使用，再通过限位机构将光伏板2固定，提高电能的转化效率；另外，当光伏板2表面覆盖灰尘过多时，通过清洁机构对其进行清洁，提高其发电效率，相比人工清洁，更省时省力，减轻劳动强度。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种提高发电效率的光伏发电设备，其特征在于，包括底座(1)、光伏板(2)和设置在底座(1)内的替换机构、限位机构和清洁机构，所述底座(1)的顶部设有开口，所述光伏板(2)倾斜设置，所述光伏板(2)有两个，两个光伏板(2)相互平行，两个光伏板(2)分别位于底座(1)的内部和外部，所述替换机构分别与两个光伏板(2)传动连接，所述限位机构位于两个光伏板(2)之间，所述清洁机构设置在底座(1)的底部；
所述替换机构包括第一电机(3)、第一圆柱齿轮(4)、第二圆柱齿轮(5)、转轴(6)和转动杆(7)，所述第一电机(3)与第一圆柱齿轮(4)传动连接，所述转轴(6)水平设置，所述转轴(6)的两端分别通过两个轴承与底座(1)的内壁连接，所述第二圆柱齿轮(5)套设在转轴(6)上，所述第一圆柱齿轮(4)与第二圆柱齿轮(5)啮合，所述转动杆(7)与转轴(6)垂直且转动杆(7)穿过转轴(6)，所述转动杆(7)竖向设置，所述转轴(6)与转动杆(7)的中心处连接，所述转动杆(7)位于两个光伏板(2)之间，所述转动杆(7)的两端分别与两个光伏板(2)固定连接；
所述限位机构包括两个限位组件，两个限位组件关于转动杆(7)对称设置，所述限位组件包括第二电机(8)、驱动轮(9)、驱动杆(10)、驱动块(11)、支杆(12)和限位环(13)，所述第二电机(8)与驱动轮(9)传动连接，所述底座(1)内设有导向单元，所述驱动块(11)位于导向单元内，所述驱动块(11)与导向单元滑动连接，所述驱动杆(10)的一端与驱动轮(9)铰接，所述驱动杆(10)的另一端与驱动块(11)铰接，所述驱动杆(10)与驱动轮(9)的铰接处位于驱动轮(9)的圆心的一侧，所述驱动轮(9)通过驱动杆(10)驱动驱动块(11)水平移动，所述支杆(12)与水平面平行，所述支杆(12)与驱动块(11)垂直连接，所述限位环(13)为半圆环形，所述限位环(13)水平设置，所述支杆(12)与限位环(13)的外圈固定连接，所述转动杆(7)为圆柱体，所述转动杆(7)位于两个限位环(13)之间，两个限位环(13)的内圈正对设置，两个限位环(13)均与转动杆(7)抵靠；
所述清洁机构包括冲洗组件和干燥组件，所述冲洗组件和干燥组件分别位于底座(1)内的光伏板(2)的两侧，所述干燥组件位于底座(1)内的光伏板(2)的下方；
所述冲洗组件包括水箱(14)、水泵(15)和水管(16)，所述水泵(15)设置在水箱(14)内，所述水管(16)通过水泵(15)与水箱(14)连通，所述水管(16)的出水口与底座(1)内的光伏板(2)对应；
所述干燥组件包括第三电机(17)、连杆(18)和风机(19)，所述连杆(18)水平设置，所述第三电机(17)的输出轴与连杆(18)垂直连接，所述第三电机(17)和风机(19)分别设置在连杆(18)的两端，所述风机(19)和第三电机(17)分别设置在连杆(18)的上方和下方，所述第三电机(17)位于光伏板(2)和风机(19)之间。
2.如权利要求1所述的提高发电效率的光伏发电设备，其特征在于，所述转动杆(7)的侧面设有限位槽(20)，所述限位槽(20)有两个，两个限位槽(20)分别设置在转动杆(7)的两端，两个限位环(13)均与设置在转动杆(7)底端的限位槽(20)对应。
3.如权利要求2所述的提高发电效率的光伏发电设备，其特征在于，所述限位槽(20)的顶部和底部均设有凹槽(21)，所述凹槽(21)内设有紧固机构，所述紧固机构包括弹簧(22)和紧固球(23)，所述弹簧(22)竖向设置，所述紧固球(23)通过弹簧(22)与凹槽(21)的槽底连接。
4.如权利要求3所述的提高发电效率的光伏发电设备，其特征在于，所述弹簧(22)上套设有波纹管，所述波纹管的一端与凹槽(21)的槽底连接，所述波纹管的另一端与紧固球(23)连接。
5.如权利要求3所述的提高发电效率的光伏发电设备，其特征在于，所述紧固球(23)的制作材料为橡胶。
6.如权利要求1所述的提高发电效率的光伏发电设备，其特征在于，所述导向单元包括两根相互平行的导向杆(24)，所述驱动块(11)位于两根导向杆(24)之间，所述驱动块(11)分别与两个导向杆(24)滑动连接。
7.如权利要求1所述的提高发电效率的光伏发电设备，其特征在于，所述光伏板(2)的表面设有温度传感器，所述底座(1)内还设有PLC，所述温度传感器和第一电机(3)、第二电机(8)均与PLC电连接。
8.如权利要求7所述的提高发电效率的光伏发电设备，其特征在于，所述底座(1)内设有灰尘传感器，所述灰尘传感器和水泵(15)、第三电机(17)、风机(19)均与PLC电连接。
9.如权利要求1所述的提高发电效率的光伏发电设备，其特征在于，所述底座(1)的底部设有排水口。
10.如权利要求1所述的提高发电效率的光伏发电设备，其特征在于，所述底座(1)的底部设有万向轮。
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