CN107483005A - 实时太阳追踪的光伏装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种实时太阳追踪的光伏装置，其特征在于，包括框架(1)、子部件、第一支架(4)以及驱动部；所述驱动部驱动第一支架(4)运动；所述框架(1)、驱动部、第一支架(4)以及子部件依次连接；所述驱动部包括主动轮(2)、从动轮(3)；所述主动轮(2)的侧部与所述从动轮(3)的侧部相匹配；本发明的优点在于:不占用土地资源，可减少征地费用，间接提高光伏发电收益。水体对光伏组件有冷却效应，可以抑制组件表面温度上升，从而获得更高的发电量。太阳能电池板覆盖水面，大量减少水面蒸发，增加水利发电、灌溉等的效率，同时可以抑制藻类繁殖，有利于水资源的保护等。

Description

实时太阳追踪的光伏装置
技术领域
本发明涉及一种光伏装置，具体地，涉及一种实时太阳追踪的光伏装置，尤其涉及一种可实时太阳追踪的光伏装置。
背景技术
从长远来看，可再生能源将是未来人类主要的能源来源，因此世界上多数发达国家和部分发展中国家都十分重视可再生能源在未来能源供应的重要作用。在新的可再生能源中，光伏发电和风力发电是发展最快的，也是各国竞相发展的重点。中国是一个能源生产大国，也是一个能源消费大国。我国政府重视可再生能源技术的发展，主要有水能、风能、生物质能、太阳能、地热能和海洋能等。可再生能源是可循环利用的清洁能源，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。
我国西部拥有大量未利用的光照充足的土地，但是这些地区并非电力负荷中心，因为当地电力消纳能力不足、电网建设延迟、外送输电通道容量有限。而在华南、华中等用电大的区域，虽然用电需求高，但受土地性质的限制，建设光伏电站的土地也越来越紧张。光伏发电是目前国家重点推进的一种新型清洁能源，其中发展光伏电站的一个重点要素就是场地。在此背景下，水上漂浮式光伏电站成为一个新的发展方向。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种实时太阳追踪的光伏装置。
根据本发明提供的一种实时太阳追踪的光伏装置，包括框架、子部件、第一支架以及驱动部；
所述驱动部驱动第一支架运动；
所述框架、驱动部、第一支架以及子部件依次连接；
所述驱动部包括从动轮、主动轮；
所述主动轮的侧部与所述从动轮的侧部相匹配；
所述子部件包括第二支架；
所述第二支架包括第二支架支座、第二支架支撑杆、第二支架电池板托盘以及第二支架电池板；
所述第二支架支座、第二支架支撑杆以及第二支架电池板托盘依次连接；
所述第二支架电池板托盘与所述第二支架电池板相匹配。
优选地，框架包括浮体；
所述浮体与所述驱动部相连接；
所述浮体能够使框架和主动轮漂浮在水面上。
优选地，第二支架支座内设置有第一安装孔；
所述第一安装孔与所述第二支架支撑杆的一端相匹配，并相互连接；
所述第二支架支撑杆的另一端与所述第二支架电池板托盘活动连接；
所述第二支架电池板嵌入于所述第二支架电池板托盘内；
所述第二支架支座的底部与所述第一支架相连接。
优选地，主动轮包括主动轮轴承、主动轮侧部；
所述主动轮侧部沿周向与所述主动轮轴承相连接，并且所述主动轮轴承贯穿于所述主动轮侧部；
所述主动轮轴承的一端被驱动部驱动；
所述主动轮轴承的另一端与所述框架相连接；
所述主动轮侧部与所述从动轮的侧部相匹配；
所述主动轮沿周向驱动所述从动轮运动。
优选地，从动轮包括从动轮侧部；
所述从动轮的一端环向安置在所述框架的浮体内；
所述主动轮的主动轮侧部与所述从动轮侧部相咬合匹配；
所述从动轮的另一端与所述第一支架相连接；
所述从动轮为中空结构，通过浮力使第一支架和子部件漂浮在水上。
优选地，框架还包括位于框架的内侧的角部；
所述角部内设置有第二安装孔；
所述第二安装孔与所述驱动部的主动轮的主动轮轴承相匹配；
所述主动轮轴承经第二安装孔与所述角部相连接。
优选地，驱动部还包括电机；
所述电机驱动所述主动轮沿周向运动；
所述主动轮的主动轮轴承的一端被电机驱动。
优选地，所述第一支架包括外框、子支撑部以及连接部；
所述子支撑部上具有第二支架连接部；
所述子支撑部沿长度与所述相连接；
所述子支撑部的数量为多个；
所述多个子支撑部之间具有间距；
所述连接部与所述子部件的第二支架支座的底部相连接。
优选地，从动轮、第一支架以及子部件构成光伏部件；
所述光伏部件通过从动轮沿周向运动；
所述主动轮驱动所述从动轮沿周向运动，并且所述主动轮的运动方向与所述从动轮的运动方向相反。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、不占用土地资源，可减少征地费用，间接提高光伏发电收益。
2、水体对光伏组件有冷却效应，可以抑制组件表面温度上升，从而获得更高的发电量。
3、太阳能电池板覆盖水面，大量减少水面蒸发，增加水利发电、灌溉等的效率，同时可以抑制藻类繁殖，有利于水资源的保护。
4、与陆地上的光伏电站相同，水上光伏电站也同样面临着如何提高发电效率的问题，对太阳能电池板的朝向进行每日调节，在一天内对太阳的位置时行实时追踪是提高发电量的主要手段之一。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种实时太阳追踪的光伏装置的整体结构示意图；
图2为本发明一种实时太阳追踪的光伏装置框架的其中一种实施例的示意图；
图3为本发明一种实时太阳追踪的光伏装置主动轮的示意图；
图4为本发明一种实时太阳追踪的光伏装置从动轮示的意图；
图5为本发明一种实时太阳追踪的光伏装置第一支架的结构示意图；
图6为本发明一种实时太阳追踪的光伏装置第二支架的示意图；
图7为本发明一种实时太阳追踪的光伏装置的其中一种实施例的示意图。
图中所示：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1和图6所示，一种实时太阳追踪的光伏装置，包括框架1、子部件、第一支架4以及驱动部；所述驱动部驱动第一支架4运动；所述框架1、驱动部、第一支架4以及子部件依次连接；所述驱动部包括主动轮2、从动轮3；所述主动轮2的侧部与所述从动轮3的侧部相匹配；所述子部件包括第二支架5；所述第二支架5包括第二支架支座501、第二支架支撑杆502、第二支架电池板托盘503以及第二支架电池板504；所述第二支架支座501、第二支架支撑杆502以及第二支架电池板托盘503依次连接；所述第二支架电池板托盘503与所述第二支架电池板504相匹配。
如图2所示，所述框架1包括浮体101；所述浮体101与所述驱动部相连接；所述浮体101能够使框架1和主动轮2漂浮在水面上。
具体地，所述框架1优选的为六边形框架；所述六边形框架的材料优选的为轻质的高分子复合材料。所述六边形框架的结构优选的为中间镂空结构。
如图6所示，所述第二支架支座501内设置有第一安装孔；所述第一安装孔与所述第二支架支撑杆502的一端相匹配，并相互连接；所述第二支架支撑杆502的另一端与所述第二支架电池板托盘503活动连接；所述第二支架电池板504嵌入于所述第二支架电池板托盘503内；所述第二支架支座501的底部与所述第一支架4相连接。
如图3所示，所述主动轮2包括主动轮轴承202、主动轮侧部201；所述主动轮侧部201沿周向与所述主动轮轴承202相连接，并且所述主动轮轴承202贯穿于所述主动轮侧部201；所述主动轮轴承202的一端可被驱动部驱动；所述主动轮轴承202的另一端与所述框架1使用轴承相连接；所述主动轮侧部201与所述从动轮3的侧部相匹配；所述主动轮2沿周向驱动所述从动轮3运动。具体地，所述主动轮23的材料优选的为高强度工程塑料。
如图4所示，所述从动轮3包括从动轮侧部301；所述从动轮3的一端环向安置在所述框架1的浮体101内；所述主动轮2的主动轮侧部201与所述从动轮侧部301相咬合匹配；所述从动轮3的另一端与所述第一支架4相连接；所述从动轮3为中空结构，可通过浮力使第一支架4和子部件漂浮在水上。具体地，所述从动轮3的材料优选的为轻质高分子复合材料。所述从动轮3的结构优选的为中间镂空结构。所述从动轮3的外表面优选的涂覆一层高强度工程塑料。
如图2所示，所述框架1还包括位于框架1的内侧的角部102；所述角部102内设置有第二安装孔；所述第二安装孔与所述驱动部的主动轮2的主动轮轴承202相匹配；所述主动轮轴承202经第二安装孔与所述角部102相连接。
所述驱动部还包括电机；所述电机驱动所述主动轮2沿周向运动；所述主动轮2的主动轮轴承202的一端被电机驱动。所述主动轮2可被电机驱动，也可为其他设备所驱动运转均在本发明的保护范围内。
如图5所示，所述第一支架4包括外框401、子支撑部402以及连接部403；所述子支撑部402上具有第二支架连接部403；所述子支撑部402沿长度与所述401相连接；所述子支撑部402的数量为多个；所述多个子支撑部402之间具有间距；所述连接部403与所述子部件的第二支架支座501的底部相连接。具体地，所述第一支架4的材料优选的为高强度耐腐蚀合金材料。
从动轮3、第一支架4以及子部件构成光伏部件；所述光伏部件通过从动轮3沿周向运动；所述主动轮2驱动所述从动轮3沿周向运动，并且所述主动轮2的运动方向与所述从动轮3的运动方向相反。
本发明的实时太阳追踪的光伏装置可在水面上作业，也可在陆地上作业。为了适应长期在水面上漂浮的环境，因此本发明将上述所述的各部件的选材进行了优选，但这不能说明着本发明只限定于上述所述的优选材料，本发明中未提及的材料也在本发明的保护范围内。
如图7所示，为本发明提供的实时太阳追踪的光伏装置的其中一种实施例，在水面上按六边形框架的六个外侧面拼接在一起，可提高对空间的使用率。
根据不同时节和不同地理位置下每日太阳的起落时间和位置变化，预设好电机每日的转动速度和启动时间区间。通过程序设定好电机的转动速度和方向，在白天，电机自动以一定的速度驱动主动轮2，当主动轮23开始转动时，由于齿轮咬合的作用，从而带动从动轮3向相反的方向转动。因为从动轮3、第一支架4和第二支架5的连接优选的为一个整体，在调节角度的过程中始终保持同步转动，所以，当从动轮3跟随主动轮2转动时，太阳能电池板，即，子部件的朝向会发生变化，从而实现对太阳位置的日间追踪调节。这里需要说明的是本发明的优选的为从动轮3、第一支架4和第二支架5为一个整体，所述第二支架5优选的为独立的部件，主要目的为便于拆卸更换、加工、运输、组装、拼接等。但本发明中的第二支架5也可与所述第一支架4做成一个整体，上述提到的实施例均在本发明的保护范围内。
在夜间，可保持电机继续向原方向驱动主动轮2，或改变原运转方向，在第二天太阳升起前保证将太阳能电池板5的朝向调整到合理位置。如此周而复始，可实现对太阳位置的长期追踪调节，提高太阳能电池板5的每日发电量。
如果每个六边形框架上，需要驱动的主动轮2的个数小于6，则其余的主动轮2可转换为跟随从动轮3转动的从动轮。具体地说，当主动轮2中的一个或者多个被电机驱动时，这些一个或者多个主动轮2驱动从动轮3运动，而没有被驱动的主动轮2通过运转的从动轮3带动这些没有被驱动的主动轮2运动，此时没有被驱动的主动轮2就相当于从动轮。需要说明的是，本发明中的主动轮2的数量优选为6个，其中，这6个主动轮2中的一个或者几个或者全部驱动从动轮3；根据电机的功率从而调整主动轮2需要的数量；本发明中未提及的主动轮2的数量，以及驱动从动轮3的主动轮2的数量均在本发明的保护范围内。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种实时太阳追踪的光伏装置，其特征在于，包括框架(1)、子部件、第一支架(4)以及驱动部；
所述驱动部驱动第一支架(4)运动；
所述框架(1)、驱动部、第一支架(4)以及子部件依次连接；
所述驱动部包括主动轮(2)、从动轮(3)；
所述从动轮(3)的侧部与所述主动轮(2)的侧部相匹配；
所述子部件包括第二支架(5)；
所述第二支架(5)包括第二支架支座(501)、第二支架支撑杆(502)、第二支架电池板托盘(503)以及第二支架电池板(504)；
所述第二支架支座(501)、第二支架支撑杆(502)以及第二支架电池板托盘(503)依次连接；
所述第二支架电池板托盘(503)与所述第二支架电池板(504)相匹配。
2.根据权利要求1所述的实时太阳追踪的光伏装置，其特征在于，框架(1)包括浮体(101)；
所述浮体(101)与所述驱动部相连接；
所述浮体(101)能够使框架(1)和主动轮(2)漂浮在水面上。
3.根据权利要求1所述的实时太阳追踪的光伏装置，其特征在于，第二支架支座(501)内设置有第一安装孔；
所述第一安装孔与所述第二支架支撑杆(502)的一端相匹配，并相互连接；
所述第二支架支撑杆(502)的另一端与所述第二支架电池板托盘(503)活动连接；
所述第二支架电池板(504)嵌入于所述第二支架电池板托盘(503)内；
所述第二支架支座(501)的底部与所述第一支架(4)相连接。
4.根据权利要求1所述的实时太阳追踪的光伏装置，其特征在于，主动轮(2)包括主动轮轴承(202)、主动轮侧部(201)；
所述主动轮侧部(201)沿周向与所述主动轮轴承(202)相连接，并且所述主动轮轴承(202)贯穿于所述主动轮侧部(201)；
所述主动轮轴承(202)的一端被驱动部驱动；
所述主动轮轴承(202)的另一端与所述框架(1)相连接；
所述主动轮侧部(201)与所述从动轮(3)的侧部相匹配；
所述主动轮(2)沿周向驱动所述从动轮(3)运动。
5.根据权利要求1所述的实时太阳追踪的光伏装置，其特征在于，从动轮(3)包括从动轮侧部(301)；
所述从动轮(3)的一端环向安置在所述框架(1)的浮体(101)内；
所述主动轮(2)的主动轮侧部(201)与所述从动轮侧部(301)相咬合匹配；
所述从动轮(3)的另一端与所述第一支架(4)相连接；
所述从动轮(3)为中空结构，通过浮力使第一支架(4)和子部件漂浮在水上。
6.根据权利要求1所述的实时太阳追踪的光伏装置，其特征在于，框架(1)还包括位于框架(1)的内侧的角部(102)；
所述角部(102)内设置有第二安装孔；
所述第二安装孔与所述驱动部的主动轮(2)的主动轮轴承(202)相匹配；
所述主动轮轴承(202)经第二安装孔与所述角部(102)相连接。
7.根据权利要求1所述的实时太阳追踪的光伏装置，其特征在于，驱动部还包括电机；
所述电机驱动所述主动轮(2)沿周向运动；
所述主动轮(2)的主动轮轴承(202)的一端被电机驱动。
8.根据权利要求1所述的实时太阳追踪的光伏装置，其特征在于，所述第一支架(4)包括外框(401)、子支撑部(402)以及连接部(403)；
所述子支撑部(402)上具有第二支架连接部(403)；
所述子支撑部(402)沿长度与所述(401)相连接；
所述子支撑部(402)的数量为多个；
所述多个子支撑部(402)之间具有间距；
所述连接部(403)与所述子部件的第二支架支座(501)的底部相连接。
9.根据权利要求1所述的实时太阳追踪的光伏装置，其特征在于，从动轮(3)、第一支架(4)以及子部件构成光伏部件；
所述光伏部件通过从动轮(3)沿周向运动；
所述主动轮(2)驱动所述从动轮(3)沿周向运动，并且所述主动轮(2)的运动方向与所述从动轮(3)的运动方向相反。
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