CN107132858A - 一种光伏发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏发电装置，属于光伏发电设备技术领域。本发明所提供的光伏发电板包括安装架、第一安装板、第二安装板、光伏板、动力机构、检测机构和控制机构，通过将光伏板安装在第一安装板和第二安装板之间，利用动力机构驱动第一安装板和/或第二安装板旋转，能够改变光伏板与安装架之间的相对角度，通过在光伏板上设置检测机构，能够获取太阳光的照射角度，控制机构能够根据太阳光照射角度的变化规律实时控制第一安装板和/或第二安装板旋转角度，进而使光伏板所在平面与太阳光的照射角度垂直，从而使光伏板充分接收太阳光，提高光伏板的发电效率，增加发电量，提高发电的稳定性。

Description

一种光伏发电装置

技术领域

本发明涉及光伏发电设备技术领域，尤其涉及一种能够自动追踪太阳光的光伏发电装置。

背景技术

太阳能作为一种清洁、高效、永不枯竭的新兴绿色能源，具有安全可靠、无噪声、无污染等诸多优点，可广泛用于社会生活的各个领域。因此，最大范围内利用太阳能对保护环境具有重要意义。光伏发电是根据光生伏特效应远离，利用太阳能电池将太能光能直接转化为电能，光伏发电系统主要由太阳电池板、控制器和逆变器组成。

现有一般通过在阳光充足的地域建立光伏发电站来进行集体发电，然后通过电网将电分配至需要的区域，由于需要用电的区域与发电区域可能距离较远，在传输过程中，不可避免的存在大量的损耗，不利于能源的节约，且长距离传输对传输设备的要求很高。太阳能建筑一体化越来越流行，其是随着人们环保意识的提高和光伏板的普及发展起来，通过合理利用建筑物的外墙或者顶楼来安装光伏板，为该建筑物自助供电，从而缩短传输距离，尽可能提高能源的利用率。然而，由于太阳光的照射角度时刻在发生变化，照射到光伏板上的光也随之时刻发生变化，以相同角度固定安装在建筑物上的光伏发电装置存在发电效率低以及电能不稳定等问题，严重影响太阳能建筑一体化的普及以及用户的体验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够自动追踪太阳能的光伏发电装置，该光伏发电装置能够根据太阳能的照射角度自动调整光伏板的方位角或倾斜角度，以便于充分接收太阳光，提高光伏板的发电效率，增加发电量，提高发电的稳定性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种光伏发电装置，包括：

安装架，其包括平行设置的第一横杆和第二横杆；

第一安装板，所述第一安装板通过第一旋转组件与所述第一横杆转动连接；

第二安装板，所述第二安装板通过第二旋转组件与所述第二横杆转动连接；

光伏板，所述光伏板设置于所述第一安装板和所述第二安装板之间，所述光伏板一端与所述第一安装板固定连接，另一端与所述第二安装板固定连接；

动力机构，所述动力机构用于驱动所述第一安装板和/或第二安装板旋转；

检测机构，所述检测机构设置于所述光伏板上，用于获取太阳光的照射角度；及

控制机构，所述控制机构能够根据所述照射角度的变化规律控制所述第一安装板和/或第二安装板的旋转角度。

作为优选，所述动力机构包括伸缩杆和旋转杆，所述旋转杆与所述第二横杆平行设置，所述伸缩杆一端与所述第二横杆转动连接，另一端与所述旋转杆转动连接，所述伸缩杆用于驱动所述旋转杆绕所述伸缩杆与所述第二横杆的连接端旋转，所述第二安装板远离所述第二横杆的一端与所述旋转杆转动连接。

作为优选，所述第一安装板靠近所述第一横杆的一端设置有第一卡槽，所述第二安装板靠近所述第二横杆的一端设置有第二卡槽，所述光伏板一端卡接在所述第一卡槽内，另一端卡接在所述第二卡槽内。

作为优选，所述第一安装板和所述第二安装板均为F形板，所述F形板包括底板和两个立板，所述立板垂直凸设在所述底板的一端，两个所述立板之间形成所述第一卡槽或第二卡槽。

作为优选，所述底板为三角形板。

作为优选，所述第一旋转组件包括钢管和第一轴承，所述钢管一端设置有外螺纹，所述第一横杆上设置有螺纹孔，所述第一安装板上设置有第一安装孔，所述第一轴承设置在所述第一安装孔内，所述钢管的螺纹端与所述第一横杆通过螺纹固定连接，另一端置于所述第一轴承的轴承孔内。

作为优选，所述第二旋转组件包括销轴和第二轴承，所述第二横杆上设置有第二安装孔，所述第二安装板上设置有第三安装孔，所述第二轴承设置在所述第三安装孔内，所述销轴一端穿过所述第二安装孔且与所述第二横杆固定连接，所述销轴另一端置于所述第二轴承的轴承孔内。

作为优选，所述安装架为矩形框架，其还包括平行设置的第一立杆和第二立杆，所述第一立杆和所述第二立杆上均设置有连接板，所述连接板用于连接立柱。

作为优选，所述立柱远离所述连接板的一端设置有卡爪或者安装盘。

作为优选，所述控制机构的控制模式包括光线控制和/或时间控制。

本发明的有益效果：

本发明所提供的光伏发电板包括安装架、第一安装板、第二安装板、光伏板、动力机构、检测机构和控制机构，通过将光伏板安装在第一安装板和第二安装板之间，利用动力机构驱动第一安装板和/或第二安装板旋转，能够改变光伏板与安装架之间的相对角度，通过在光伏板上设置检测机构，能够获取太阳光的照射角度，控制机构能够根据太阳光照射角度的变化规律实时控制第一安装板和/或第二安装板旋转角度，进而使光伏板所在平面与太阳光的照射角度垂直，从而使光伏板充分接收太阳光，提高光伏板的发电效率，增加发电量，提高发电的稳定性。

附图说明

图1是本发明所提供的光伏发电装置的结构示意图；

图2是本发明所提供的动力机构的前视图；

图3是本发明所提供的动力结构的状态图一；

图4是本发明所提供的动力结构的状态图二；

图5是图1中A部分的局部放大图；

图6是图1中B部分的局部放大图；

图7是本发明所提供的第一旋转组件的结构示意图；

图8是本发明所提供的第二旋转组件的结构示意图；

图9是本发明所提供的第一安装板的俯视图；

图10是本发明所提供的第一安装板的剖视图。

图中：1、安装架；101、第一横杆；102、第二横杆；103、第一立杆；104、第二立杆；

2、光伏板；3、第一安装板；301、底板；302、立板、303、第一安装孔；

4、第二安装板；5、连接板；6、旋转杆；7、伸缩杆；

8、第一旋转组件；801、钢管；802、第一轴承；803、螺母；9、第二旋转组件；901、销轴；902、第二轴承。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1至图4所示，光伏发电装置包括安装架1、光伏板2、第一安装板3、第二安装板4、动力机构、检测机构和控制机构，安装架1包括平行设置的第一横杆101和第二横杆102，第一安装板3通过第一旋转组件8与第一横杆101转动连接，第二安装板4通过第二旋转组件9与第二横杆102转动连接，光伏板2设置于第一安装板3和第二安装板4之间，光伏板2一端与第一安装板3固定连接，光伏板2另一端与第二安装板4固定连接，光伏板2能够随第一安装板3和第二安装板4在第一横杆101和第二横杆102之间同步转动，动力机构用于驱动第一安装板3和/或第二安装板4旋转，检测机构设置于光伏板2上，用于获取太阳光的照射角度，控制机构能够根据太阳光的照射角度的变化规律控制第一安装板3和/或第二安装板4的旋转角度。

通过将光伏板2安装在第一安装板3和第二安装板4之间，利用动力机构驱动第一安装板3和/或第二安装板4旋转，能够改变光伏板2与安装架1之间的相对角度，通过在光伏板2上设置检测机构，能够获取太阳光的照射角度，控制机构能够根据太阳光照射角度的变化规律实时控制第一安装板3和/或第二安装板4旋转角度，进而使光伏板2所在平面与太阳光的照射角度处于最合适的角度，从而使光伏板2能够充分接收太阳光，提高光伏板2的发电效率，增加发电量，提高发电的稳定性。

具体的，第一横杆101和第二横杆102之间可以设置多个光伏板2，多个光伏板2平行设置，每一光伏板2上设置有一第一安装板3和第二安装板4，且均能够随与该光伏板2固定连接的第一安装板3和第二安装板4同步转动。光伏板2的安装数量、型号以及材质根据具体情况具体设定，在此不做限制。

如图2至图4所示，动力机构包括伸缩杆7和旋转杆6，旋转杆6与第二横杆102平行设置，旋转杆6与第二横杆102之间平行设置有多个第二安装板4，第二安装板4一端与第二横杆102转动连接，第二安装板4远离第二横杆102的一端与旋转杆6转动连接。伸缩杆7一端与第二横杆102转动连接，伸缩杆7另一端与旋转杆6转动连接，伸缩杆7用于驱动旋转杆6绕伸缩杆7与第二横杆102的连接端旋转，伸缩杆7的长度能够根据需求自动调节。图3为伸缩杆7为原长度时的状态图，此时光伏板2与安装架1倾斜设置，图4为伸缩杆7在伸长时的状态图，此时光伏板2与安装架1平行设置，倾斜角度根据太阳光的照射角度决定。利用伸缩杆7来调整光伏板2相对于安装架1的倾斜角度，不仅结构简单、调节范围大，调节平稳，还能够用于调整多个光伏板2，有利于多个光伏板2的同步运动，相比于利用多个电机调节分别调整多个光伏板2的倾斜角度，利用伸缩杆7和旋转杆6有利于节约能源、降低成本、减小整个装置的体积。动力机构可以为一套，用来驱动第一安装板3或者第二安装板4；也可以设置为两套，一套用于驱动第一安装板3，另一套用来驱动第二安装板4，但是设置两套动力机构，不仅要求安装精度高，还要求控制精度也高，如果两套动力机构驱动出现偏差，将严重影响光伏板2的运动轨迹，因此在本实施例中，仅设置一套动力结构，且该套动力机构与第二安装板4连接，与第二安装板4连接的动力机构不易对光伏板2形成遮挡。

为了快速将光伏板2与第一安装板3和第二安装板4固定连接，提高光伏板2运动的平稳性，在第一安装板3靠近第一横杆101的一端设置有第一卡槽，第二安装板4靠近第二横杆102的一端设置有第二卡槽，光伏板2一端卡接在第一卡槽内，另一端卡接在第二卡槽内。相比于利用旋转轴直接将光伏板2转动安装在第一安装板3和第二安装板4上，将光伏板2两端分别卡接在第一卡槽和第二卡槽内，有助于提高固定连接的接触面积，从而能够提高连接强度和运动的稳定性。为了进一步提高连接强度，可以将光伏板2置于第一卡槽和第二卡槽内后，在第一卡槽和第二卡槽内注胶来提高连接强度，防止光伏板2在旋转过程中与第一卡槽和第二卡槽脱离。

第一安装板3和第二安装板4的结构可以相同，也可以不同，在本实施例中为了减少设计量，方便统一制造，将第一安装板3和第二安装板4的结构设置为相同。以第一安装板3为例，如图9和图10所示，第一安装板3为F形板，其具体包括底板301和两个立板302，底板301为三角形板，两个立板302垂直凸设在底板301的底边端，两个立板302之间形成第一卡槽。当然在其他实施例中底板301也可以为四边形或者其他形状，相对于其他形状，三角形有助于节约材料。

第一安装板3利用第一旋转组件8安装在第一横杆101上，如图5和图7所示，第一旋转组件8具体包括钢管801和第一轴承802，钢管801一端设置有外螺纹，第一横杆101对应的设置有螺纹孔，第一安装板3靠近第一卡槽的一端设置有第一安装孔303，第一轴承802设置在第一安装孔303内，钢管801的螺纹端与第一横杆101通过螺纹固定连接，钢管801的另一端穿过第一轴承802的轴承孔与第一安装板3转动连接，为了提高连接稳定性，在钢管801上位于第一横杆101的两端设置有螺母803。

第二安装板4利用第二旋转组件9安装在第二横杆102上，如图6和图8所示，第二旋转组件9包括销轴901和第二轴承902，第二横杆102上设置有第二安装孔，第二安装板4上设置有第三安装孔，第二轴承902设置于第三安装孔内，销轴901一端穿过第二安装孔且与第二横杆102固定连接，销轴901另一端置于第二轴承902的轴承孔内。

将第一旋转组件8和第二旋转组件9的结构设置为不同，能够达到方便安装的目的，在安装过程中，首先将第一安装板3和第二安装板4与光伏板2固定连接，第二旋转组件9与第二横杆102固定连接，然后将销轴901插入第二安装板4上的第三安装孔内，最后逐步旋转钢管801进入螺纹孔，使钢管801的非螺纹端进入第一安装板3上的第一安装孔303内，从而实现光伏板2的安装。

为了将光伏发电装置安装至各种不同的建筑物上，例如围栏、幕墙或者门窗上等，将安装架1设置为矩形框架，安装架1上还包括第一立杆103和第二立杆104，第一立杆103和第二立杆104上均设置有连接板5，连接板5为L形板，用于连接立柱(图中未示出)，立柱用于支撑光伏发电装置，立柱远离连接板5的一端设置有卡爪和安装盘，根据光伏发电装置需要安装的位置来决定具体选用卡爪和安装盘，如果是安装在围栏等由杆状结构组成的框架上时，选择采用卡爪，如果是安装在平面上，则选择用安装盘。

控制机构的控制模式包括光线控制和/或时间控制，光线控制即根据检测机构采集到的太阳光照射角度直接控制光伏板2，而时间控制则是在通过记录光伏发电装置安装位置处多天的太阳光照射角度变化数据，总结出变化规律，然后控制机构根据该规律控制光伏板2在一天不同时段内的角度变化。当然也可以将光线控制和时间控制结合起来，由于一年四季不同时节，同一位置的太阳光照射规律不尽相同，在某一特定时间段内，可以先采用光线控制控制光伏板2的倾斜角度，同时记录变化规律，然后直接利用该变化规律控制光伏板2，然后过去特定时间后，再次利用光线控制控制光伏板2，同时再次记录变化规律，如此往复，有利于在保证控制精度的同时简化控制过程。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏发电装置，其特征在于，包括：

安装架(1)，其包括平行设置的第一横杆(101)和第二横杆(102)；

第一安装板(3)，所述第一安装板(3)通过第一旋转组件(8)与所述第一横杆(101)转动连接；

第二安装板(4)，所述第二安装板(4)通过第二旋转组件(9)与所述第二横杆(102)转动连接；

光伏板(2)，所述光伏板(2)设置于所述第一安装板(3)和所述第二安装板(4)之间，所述光伏板(2)一端与所述第一安装板(3)固定连接，另一端与所述第二安装板(4)固定连接；

动力机构，所述动力机构用于驱动所述第一安装板(3)和/或第二安装板(4)旋转；

检测机构，所述检测机构设置于所述光伏板(2)上，用于获取太阳光的照射角度；及

控制机构，所述控制机构能够根据所述照射角度的变化规律控制所述第一安装板(3)和/或第二安装板(4)的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述动力机构包括伸缩杆(7)和旋转杆(6)，所述旋转杆(6)与所述第二横杆(102)平行设置，所述伸缩杆(7)一端与第二横杆(102)转动连接，另一端与所述旋转杆(6)转动连接，所述伸缩杆(7)能够驱动所述旋转杆(6)绕所述伸缩杆(7)与所述第二横杆(102)的连接端旋转，所述第二安装板(4)远离所述第二横杆(102)的一端与所述旋转杆(6)转动连接。

3.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述第一安装板(3)靠近所述第一横杆(101)的一端设置有第一卡槽，所述第二安装板(4)靠近所述第二横杆(102)的一端设置有第二卡槽，所述光伏板(2)一端卡接在所述第一卡槽内，另一端卡接在所述第二卡槽内。

4.根据权利要求3所述的光伏发电装置，其特征在于，所述第一安装板(3)和所述第二安装板(4)均为F形板，所述F形板包括底板(301)和两个立板(302)，所述立板(302)垂直凸设在所述底板(301)的一端，两个所述立板(302)之间形成所述第一卡槽或第二卡槽。

5.根据权利要求4所述的光伏发电装置，其特征在于，所述底板(301)为三角形板。

6.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述第一旋转组件(8)包括钢管(801)和第一轴承(802)，所述钢管(801)一端设置有外螺纹，所述第一横杆(101)上设置有螺纹孔，所述第一安装板(3)上设置有第一安装孔(303)，所述第一轴承(802)设置在所述第一安装孔(303)内，所述钢管(801)的螺纹端与所述第一横杆(101)通过螺纹固定连接，另一端置于所述第一轴承(802)的轴承孔内。

7.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述第二旋转组件(9)包括销轴(901)和第二轴承(902)，所述第二横杆(102)上设置有第二安装孔，所述第二安装板(4)上设置有第三安装孔，所述第二轴承(902)设置在所述第三安装孔内，所述销轴(901)一端穿过所述第二安装孔且与所述第二横杆(102)固定连接，所述销轴(901)另一端置于所述第二轴承(902)的轴承孔内。

8.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述安装架(1)为矩形框架，其还包括平行设置的第一立杆(103)和第二立杆(104)，所述第一立杆(103)和所述第二立杆(104)上均设置有连接板(5)，所述连接板(5)用于连接立柱。

9.根据权利要求8所述的光伏发电装置，其特征在于，所述立柱远离所述连接板的一端设置有卡爪或者安装盘。

10.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述控制机构的控制模式包括光线控制和/或时间控制。