CN107276510A - 一种结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，包括底座、支柱、太阳能板、调向单元、驱动单元、支撑杆、防护机构、铰接单元和两个支撑单元，太阳能板上设有条形开口，防护机构包括防护板、固定杆、滑环和两个侧板，支撑单元包括气缸、活塞、第三连杆、第四连杆、支杆和通气管，通气管内设有阀门，该结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置通过关闭阀门保持气缸内气压，使活塞高度固定不变，从而保证了在强风天气下太阳能板的角度固定，防止其晃动产生的连接部件的损坏，不仅如此，通过驱动单元拉动防护机构向下转动，使防护板覆盖在太阳能板表面，防止其受冰雹撞击损坏，从而有效地保护了装置，使其能适应恶劣的天气环境。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电设备领域，特别涉及一种结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置。
背景技术
太阳能是最清洁的能源，太阳能资源非常丰富，太阳能发电装置是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种新型发电装置，在发电装置上，太阳电池经过串并联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，配上功率控制器、储能装置、变换器就组成了太阳能光伏发电装置。近年来，随着太阳电池效率的提高与成本下降，太阳能发电装置开始得到了广泛应用。
为了能充分吸收太阳能，这些光伏发电装置通常设置在户外，但是在户外时装置经常会遭受各类恶劣天气的侵袭干扰，导致装置无法正常发电。当遭遇到狂风天气时，由于太阳能板的面积较大，导致太阳能板会受到很大的风力作用，太阳能板产生晃动，与支撑部件之间产生振动或松动，导致设备无法正常调节太阳能板的角度，严重时太阳能板还会从支撑部件上脱落，而当遇到冰雹天气时，密集的冰雹砸在太阳能板上，使太阳能板承受极大的冲击力，容易产生损坏，从而导致装置无法发电运行。
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，提供一种结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，包括底座、支柱、太阳能板、调向单元、驱动单元、支撑杆、防护机构、铰接单元和两个支撑单元，所述支柱的底端固定在底座上，所述支柱的顶端与太阳能板铰接，所述调向单元设置在支柱的一侧且与太阳能板传动连接，所述驱动单元设置在支柱的另一侧，所述太阳能板上设有条形开口，所述条形开口套设在支撑杆上，所述防护机构设置在太阳能板的一侧且通过铰接单元与太阳能板连接，所述驱动单元通过支撑杆与防护机构传动连接；
所述防护机构包括防护板、固定杆、滑环和两个侧板，所述防护板固定在两个侧板的一侧且远离太阳能板，所述固定杆的两端分别固定在两个侧板上，所述滑环套设在固定杆上且与支撑杆固定连接；
两个所述支撑单元分别设置在底座的两侧，所述支撑单元包括气缸、活塞、第三连杆、第四连杆、支杆和通气管，所述活塞的底端设置在气缸内，所述活塞的顶端通过第三连杆与第四连杆的底端铰接，所述第四连杆的顶端与支杆的底端铰接，所述支杆的顶端固定在太阳能板上，所述通气管设置在气缸的一侧且靠近支柱，所述通气管内设有阀门。
作为优选，为了能够根据太阳光的方向调向太阳能板的角度，提高设备的发电效率，所述调向单元包括第二驱动电机、第一连杆、第二连杆和铰接块，所述第二驱动电机固定在支柱上且与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与铰接块铰接，所述铰接块固定在太阳能板的下方。
作为优选，为了驱动防护机构转动，所述驱动单元包括第一驱动电机、缓冲块、第一驱动轴和移动块，所述第一驱动电机和缓冲块均固定在支柱上，所述第一驱动电机与第一驱动轴传动连接，所述第一驱动轴的外周设有外螺纹，所述移动块套设在第一驱动轴上且与支撑杆铰接，所述移动块内设有内螺纹，所述移动块内的内螺纹与第一驱动轴上的外螺纹相匹配。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一驱动电机的驱动力，所述第一驱动电机为直流伺服电机。
作为优选，为了实现防护机构的转动，所述铰接单元包括插杆、第一侧杆、第一套环和两个连接组件，所述第一套环通过第一侧杆与防护板固定连接，所述第一套环套设在插杆上，两个所述连接组件分别设置在第一套环的两侧，所述连接组件包括第二侧杆和第二套环，所述第二套环通过第二侧杆与太阳能板固定连接，所述插杆的两端分别设置在两个第二套环内。
作为优选，为了便于冰雹冲击防护板后能从防护板上滑落，所述防护板的竖向截面的形状为圆弧形。
作为优选，为了使太阳能板反射的光线照射到防护板内侧时，能够通过反射照射到太阳能板上，从而进一步提高设备的发电效率，所述防护板靠近太阳能板的一侧贴有反光膜。
作为优选，为了固定活塞的移动方向，所述气缸内设有限位环，所述限位环固定在气缸的内壁上且套设在活塞上。
作为优选，为了将气缸与底座连接，保证设备整体结构的稳固性，所述支撑单元还包括连接板，所述气缸通过连接板与底座固定连接。
作为优选，利用钛合金材质坚固的特点，为了防止支撑杆变形，所述支撑杆为钛合金杆。
该太阳能发电装置在户外运行时，当遭遇强风天气时，为了保证设备整体结构的稳固性，通过关闭阀门，使气缸与外部隔绝，这样就保证了气缸内部的气压稳定，使活塞的高度位置固定不变，从而使支撑单元中的第三连杆和第四连杆的角度固定保持不变，保证了太阳能板角度的稳固性，防止其受风吹产生晃动。当强风过后，打开阀门，气缸通过通气管与外部保持连通，这样就方便调向单元对太阳能板的角度进行调节，由第二驱动电机带动第一连杆转动，通过第二连杆使的铰接块位置发生变化，进而调节了太阳能板的角度，由于支撑单元中气缸与外部连通，从而使得活塞能够根据太阳能板角度的变化进行相应的高度位置调整。该结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置通过关闭阀门保持气缸内气压，使活塞高度固定不变，从而保证了在强风天气下太阳能板的角度固定，防止其晃动产生的连接部件的损坏。
在遭遇冰雹天气时，通过支柱一侧的驱动单元中的第一驱动电机运行，带动第一驱动轴转动，使移动块向下移动，通过支撑杆拉动防护机构中的滑环向下移动，滑环电动固定杆，使防护板和两个侧板向下转动，从而使防护板覆盖在太阳能板的表面，防止太阳能板受冰雹撞击损坏，从而有效地保护了装置，使其能适应恶劣的天气环境。该结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置通过驱动单元拉动防护机构向下转动，使防护板覆盖在太阳能板表面，防止其受冰雹撞击损坏，从而有效地保护了装置，使其能适应恶劣的天气环境。
本发明的有益效果是，该结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置通过关闭阀门保持气缸内气压，使活塞高度固定不变，从而保证了在强风天气下太阳能板的角度固定，防止其晃动产生的连接部件的损坏，不仅如此，通过驱动单元拉动防护机构向下转动，使防护板覆盖在太阳能板表面，防止其受冰雹撞击损坏，从而有效地保护了装置，使其能适应恶劣的天气环境。
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是本发明的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置的结构示意图；
图2是本发明的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置的防护机构的结构示意图；
图3是本发明的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置的铰接单元的结构示意图；
图4是本发明的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置的驱动单元的结构示意图；
图5是本发明的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置的调向单元的结构示意图；
图6是本发明的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置的支撑单元的结构示意图；
图中：1.底座，2.支柱，3.太阳能板，4.调向单元，5.驱动单元，6.支撑杆，7.防护机构，8.铰接单元，9.支撑单元，10.条形开口，11.防护板，12.侧板，13.滑环，14.固定杆，15.第一侧杆，16.第一套环，17.第二侧杆，18.第二套环，19.第一驱动电机，20.缓冲块，21.第一驱动轴，22.移动块，23.第二驱动电机，24.第一连杆，25.第二连杆，26.铰接块，27.连接板，28.气缸，29.活塞，30.限位环，31.第三连杆，32.第四连杆，33.支杆，34.通气管，35.阀门，36.插杆。
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-图6所示，一种结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，包括底座1、支柱2、太阳能板3、调向单元4、驱动单元5、支撑杆6、防护机构7、铰接单元8和两个支撑单元9，所述支柱2的底端固定在底座1上，所述支柱2的顶端与太阳能板3铰接，所述调向单元4设置在支柱2的一侧且与太阳能板3传动连接，所述驱动单元5设置在支柱2的另一侧，所述太阳能板3上设有条形开口10，所述条形开口10套设在支撑杆6上，所述防护机构7设置在太阳能板3的一侧且通过铰接单元8与太阳能板3连接，所述驱动单元5通过支撑杆6与防护机构7传动连接；
所述防护机构7包括防护板11、固定杆14、滑环13和两个侧板12，所述防护板11固定在两个侧板12的一侧且远离太阳能板3，所述固定杆14的两端分别固定在两个侧板12上，所述滑环13套设在固定杆14上且与支撑杆6固定连接；
两个所述支撑单元9分别设置在底座1的两侧，所述支撑单元9包括气缸28、活塞29、第三连杆31、第四连杆32、支杆33和通气管34，所述活塞29的底端设置在气缸28内，所述活塞29的顶端通过第三连杆31与第四连杆32的底端铰接，所述第四连杆32的顶端与支杆33的底端铰接，所述支杆33的顶端固定在太阳能板3上，所述通气管34设置在气缸28的一侧且靠近支柱2，所述通气管34内设有阀门35。
作为优选，为了能够根据太阳光的方向调向太阳能板3的角度，提高设备的发电效率，所述调向单元4包括第二驱动电机23、第一连杆24、第二连杆25和铰接块26，所述第二驱动电机23固定在支柱2上且与第一连杆24传动连接，所述第一连杆24通过第二连杆25与铰接块26铰接，所述铰接块26固定在太阳能板3的下方。
作为优选，为了驱动防护机构7转动，所述驱动单元5包括第一驱动电机19、缓冲块20、第一驱动轴21和移动块22，所述第一驱动电机19和缓冲块20均固定在支柱2上，所述第一驱动电机19与第一驱动轴21传动连接，所述第一驱动轴21的外周设有外螺纹，所述移动块22套设在第一驱动轴21上且与支撑杆6铰接，所述移动块22内设有内螺纹，所述移动块22内的内螺纹与第一驱动轴21上的外螺纹相匹配。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一驱动电机19的驱动力，所述第一驱动电机19为直流伺服电机。
作为优选，为了实现防护机构7的转动，所述铰接单元8包括插杆36、第一侧杆15、第一套环16和两个连接组件，所述第一套环16通过第一侧杆15与防护板11固定连接，所述第一套环16套设在插杆36上，两个所述连接组件分别设置在第一套环16的两侧，所述连接组件包括第二侧杆17和第二套环18，所述第二套环18通过第二侧杆17与太阳能板3固定连接，所述插杆36的两端分别设置在两个第二套环18内。
作为优选，为了便于冰雹冲击防护板11后能从防护板11上滑落，所述防护板11的竖向截面的形状为圆弧形。
作为优选，为了使太阳能板3反射的光线照射到防护板11内侧时，能够通过反射照射到太阳能板3上，从而进一步提高设备的发电效率，所述防护板11靠近太阳能板3的一侧贴有反光膜。
作为优选，为了固定活塞19的移动方向，所述气缸28内设有限位环30，所述限位环30固定在气缸28的内壁上且套设在活塞29上。
作为优选，为了将气缸28与底座1连接，保证设备整体结构的稳固性，所述支撑单元6还包括连接板27，所述气缸28通过连接板27与底座1固定连接。
作为优选，利用钛合金材质坚固的特点，为了防止支撑杆6变形，所述支撑杆6为钛合金杆。
该太阳能发电装置在户外运行时，当遭遇强风天气时，为了保证设备整体结构的稳固性，通过关闭阀门35，使气缸28与外部隔绝，这样就保证了气缸28内部的气压稳定，使活塞29的高度位置固定不变，从而使支撑单元9中的第三连杆31和第四连杆32的角度固定保持不变，保证了太阳能板3角度的稳固性，防止其受风吹产生晃动。当强风过后，打开阀门35，气缸28通过通气管34与外部保持连通，这样就方便调向单元4对太阳能板3的角度进行调节，由第二驱动电机23带动第一连杆24转动，通过第二连杆25使的铰接块26位置发生变化，进而调节了太阳能板3的角度，由于支撑单元9中气缸28与外部连通，从而使得活塞29能够根据太阳能板3角度的变化进行相应的高度位置调整。该结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置通过关闭阀门35保持气缸28内气压，使活塞29高度固定不变，从而保证了在强风天气下太阳能板3的角度固定，防止其晃动产生的连接部件的损坏。
在遭遇冰雹天气时，通过支柱2一侧的驱动单元5中的第一驱动电机19运行，带动第一驱动轴21转动，使移动块22向下移动，通过支撑杆6拉动防护机构7中的滑环13向下移动，滑环13电动固定杆14，使防护板11和两个侧板12向下转动，从而使防护板11覆盖在太阳能板3的表面，防止太阳能板3受冰雹撞击损坏，从而有效地保护了装置，使其能适应恶劣的天气环境。该结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置通过驱动单元5拉动防护机构7向下转动，使防护板11覆盖在太阳能板3表面，防止其受冰雹撞击损坏，从而有效地保护了装置，使其能适应恶劣的天气环境。
与现有技术相比，该结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置通过关闭阀门35保持气缸28内气压，使活塞29高度固定不变，从而保证了在强风天气下太阳能板3的角度固定，防止其晃动产生的连接部件的损坏，不仅如此，通过驱动单元5拉动防护机构7向下转动，使防护板11覆盖在太阳能板3表面，防止其受冰雹撞击损坏，从而有效地保护了装置，使其能适应恶劣的天气环境。
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)
1.一种结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，其特征在于，包括底座(1)、支柱(2)、太阳能板(3)、调向单元(4)、驱动单元(5)、支撑杆(6)、防护机构(7)、铰接单元(8)和两个支撑单元(9)，所述支柱(2)的底端固定在底座(1)上，所述支柱(2)的顶端与太阳能板(3)铰接，所述调向单元(4)设置在支柱(2)的一侧且与太阳能板(3)传动连接，所述驱动单元(5)设置在支柱(2)的另一侧，所述太阳能板(3)上设有条形开口(10)，所述条形开口(10)套设在支撑杆(6)上，所述防护机构(7)设置在太阳能板(3)的一侧且通过铰接单元(8)与太阳能板(3)连接，所述驱动单元(5)通过支撑杆(6)与防护机构(7)传动连接；
所述防护机构(7)包括防护板(11)、固定杆(14)、滑环(13)和两个侧板(12)，所述防护板(11)固定在两个侧板(12)的一侧且远离太阳能板(3)，所述固定杆(14)的两端分别固定在两个侧板(12)上，所述滑环(13)套设在固定杆(14)上且与支撑杆(6)固定连接；
两个所述支撑单元(9)分别设置在底座(1)的两侧，所述支撑单元(9)包括气缸(28)、活塞(29)、第三连杆(31)、第四连杆(32)、支杆(33)和通气管(34)，所述活塞(29)的底端设置在气缸(28)内，所述活塞(29)的顶端通过第三连杆(31)与第四连杆(32)的底端铰接，所述第四连杆(32)的顶端与支杆(33)的底端铰接，所述支杆(33)的顶端固定在太阳能板(3)上，所述通气管(34)设置在气缸(28)的一侧且靠近支柱(2)，所述通气管(34)内设有阀门(35)。
2.如权利要求1所述的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，其特征在于，所述调向单元(4)包括第二驱动电机(23)、第一连杆(24)、第二连杆(25)和铰接块(26)，所述第二驱动电机(23)固定在支柱(2)上且与第一连杆(24)传动连接，所述第一连杆(24)通过第二连杆(25)与铰接块(26)铰接，所述铰接块(26)固定在太阳能板(3)的下方。
3.如权利要求1所述的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，其特征在于，所述驱动单元(5)包括第一驱动电机(19)、缓冲块(20)、第一驱动轴(21)和移动块(22)，所述第一驱动电机(19)和缓冲块(20)均固定在支柱(2)上，所述第一驱动电机(19)与第一驱动轴(21)传动连接，所述第一驱动轴(21)的外周设有外螺纹，所述移动块(22)套设在第一驱动轴(21)上且与支撑杆(6)铰接，所述移动块(22)内设有内螺纹，所述移动块(22)内的内螺纹与第一驱动轴(21)上的外螺纹相匹配。
4.如权利要求3所述的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，其特征在于，所述第一驱动电机(19)为直流伺服电机。
5.如权利要求1所述的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，其特征在于，所述铰接单元(8)包括插杆(36)、第一侧杆(15)、第一套环(16)和两个连接组件，所述第一套环(16)通过第一侧杆(15)与防护板(11)固定连接，所述第一套环(16)套设在插杆(36)上，两个所述连接组件分别设置在第一套环(16)的两侧，所述连接组件包括第二侧杆(17)和第二套环(18)，所述第二套环(18)通过第二侧杆(17)与太阳能板(3)固定连接，所述插杆(36)的两端分别设置在两个第二套环(18)内。
6.如权利要求1所述的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，其特征在于，所述防护板(11)的竖向截面的形状为圆弧形。
7.如权利要求1所述的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，其特征在于，所述防护板(11)靠近太阳能板(3)的一侧贴有反光膜。
8.如权利要求1所述的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，其特征在于，所述气缸(28)内设有限位环(30)，所述限位环(30)固定在气缸(28)的内壁上且套设在活塞(29)上。
9.如权利要求1所述的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，其特征在于，所述支撑单元(6)还包括连接板(27)，所述气缸(28)通过连接板(27)与底座(1)固定连接。
10.如权利要求1所述的结构稳固的适用于恶劣天气的太阳能发电装置，其特征在于，所述支撑杆(6)为钛合金杆。
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