CN108322171A - 一种太阳能聚光发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能聚光发电装置，包括菲涅尔凸透镜、光伏组件、光伏组件支撑结构、追日装置、控制器，菲涅尔凸透镜通过菲涅尔凸透镜边框与追日装置连接，所述追日装置与控制器连接，所述光伏组件设在菲涅尔凸透镜的焦点部位，所述光伏组件支撑结构包括水平檩条、斜梁、水平主梁、水平副梁，所述水平檩条与斜梁叠合且纵横相交，组成网格状的格栅结构，所述格栅结构之上固设有所述光伏组件，所述水平主梁两端设有连接杆，所述连接杆与菲涅尔凸透镜边框固定连接，光伏组件支撑结构与菲涅尔凸透镜一起转动。本发明菲涅尔凸透镜与光伏组件随着太阳角度的转动而转动，聚焦点保持在光伏组件上，进一步提高发电量。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，具体涉及一种太阳能聚光发电装置。
背景技术
近年来，光伏发电作为一种新兴能源发展迅速，通过光伏效应可以将太阳能转变为电能，是一种可持续的清洁能源。光伏发电系统在实际应用中，一般处于较高的太阳辐射下，其发电性能受自然环境条件的影响较大，特别是光照强度对其发电效率具有决定性的影响。
太阳能发电板多为平板，固定在屋面上进行发电，由于地球的自转，一天之中的阳光照射角度也在不断变化，斜射在太阳能发电板的光照强度低，不利于太阳能发电板的工作，需要调整太阳能发电板的角度，使得太阳能发电板收到阳光的直射，以提高发电的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能聚光发电装置，解决了太阳能发电板不能随阳光自动调节角度的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种太阳能聚光发电装置，包括菲涅尔凸透镜、光伏组件、光伏组件支撑结构、追日装置、控制器，所述菲涅尔凸透镜设有菲涅尔凸透镜边框，菲涅尔凸透镜通过菲涅尔凸透镜边框与追日装置连接，所述追日装置与控制器连接，控制器接收固定在菲涅尔凸透镜迎光面上的经度、纬度光传感器信号，所述光伏组件设在菲涅尔凸透镜的焦点部位，所述光伏组件支撑结构包括水平檩条、斜梁、水平主梁、水平副梁，所述水平檩条与斜梁叠合且纵横相交，组成网格状的格栅结构，所述水平主梁设置在格栅结构的中间，所述水平副梁设置在格栅结构的两端；所述格栅结构之上固设有所述光伏组件，格栅结构固设于水平主梁和水平副梁之上，所述水平主梁两端设有连接杆，所述连接杆与菲涅尔凸透镜边框固定连接，光伏组件支撑结构与菲涅尔凸透镜一起转动。
优选的，所述光伏组件包括高效晶体硅太阳能电池片、超白布纹钢化玻璃、EVA密封胶、透明TPT背板，所述高效晶体硅太阳能电池片内外面上分别设有EVA密封胶，所述EVA密封胶内外面上分别设有超白布纹钢化玻璃和透明TPT背板形成复合太阳能电池板。
优选的，所述格栅结构背面设有引线端，所述引线端连接引线，通过引线固定接线盒。
优选的，所述光伏组件与菲涅尔凸透镜之间的距离小于等于菲涅尔凸透镜的焦距，使菲涅尔凸透镜的焦点置于光伏组件受光面上。
优选的，所述菲涅尔凸透镜边框外沿水平位置设有两个耳轴，所述耳轴通过轴承与追日装置的立架机械连接，立架与横梁为整体，横梁中间固定有立轴，所述横梁一侧设有经度驱动机构，在立架上方还设有纬度驱动机构。
优选的，所述立轴通过轴承与轴承室滚动连接，轴承室固定在地面上，在横梁的两端设有地轮与轨道接触。
优选的，所述经度驱动机构包括经度电机及经度减速器，经度减速器输出轴上的齿轮与固定在底部的大齿轮啮合，经度电机正反转时，使横梁、立架、菲涅尔凸透镜以立轴为中心旋转。
优选的，所述纬度驱动机构包括纬度电机、纬度减速器、蜗轮、蜗杆，所述耳轴一侧套有蜗杆，纬度电机及纬度减速器驱动蜗轮、蜗杆带动耳轴旋转，使菲涅尔凸透镜以耳轴为心，作俯仰运动。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明结构相比现有技术更为简单，制作成本更低，体积更小，反应灵敏，能连续转动，生产成本低，便于推广应用。本发明采用菲涅尔凸透镜作为集光方式，使得光线更聚焦，保证比较好的集光效果；同时菲涅尔凸透镜与光伏组件随着太阳角度的转动而转动，聚焦点保持在光伏组件上，进一步提高发电量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明光伏组件支撑结构和光伏组件的连接结构示意图；
图3为本发明光伏组件的结构示意图；
图4为本发明经度驱动机构的结构示意图；
图5为本发明纬度驱动机构的结构示意图。
图中：1、菲涅尔凸透镜；101、菲涅尔凸透镜边框；102、耳轴；2、光伏组件；201、太阳能电池片；202、超白布纹钢化玻璃；203、EVA密封胶；204、透明TPT背板；205、接线盒；3、光伏组件支撑结构；301、水平檩条；302、斜梁；303、水平主梁；304、水平副梁；4、追日装置；401、立架；402、横梁；403、经度驱动机构；4031、经度电机；4032、经度减速器；404、纬度驱动机构；4041、纬度电机；4042、纬度减速器；4043、蜗轮；4044、蜗杆；405、轴承室；406、地轮；407、轨道；408、立轴；5、控制器；6、光传感器；7、连接杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
结合图1对本发明一种太阳能聚光发电装置做进一步的详细说明：
一种太阳能聚光发电装置，包括菲涅尔凸透镜1、光伏组件2、光伏组件支撑结构3、追日装置4、控制器5，所述菲涅尔凸透镜1设有菲涅尔凸透镜边框101，菲涅尔凸透镜1通过菲涅尔凸透镜边框101与追日装置4连接，所述追日装置4与控制器5连接，控制器5接收固定在菲涅尔凸透镜1迎光面上的经度、纬度光传感器6信号，所述光伏组件2设在菲涅尔凸透镜1的焦点部位，所述光伏组件支撑结构3包括水平檩条301、斜梁302、水平主梁303、水平副梁304，所述水平檩条301与斜梁302叠合且纵横相交，组成网格状的格栅结构，所述水平主梁303设置在格栅结构的中间，所述水平副梁304设置在格栅结构的两端；所述格栅结构之上固设有所述光伏组件2，格栅结构固设于水平主梁303和水平副梁304之上，所述水平主梁303两端设有连接杆7，所述连接杆7与菲涅尔凸透镜边框101固定连接，光伏组件支撑结构3与菲涅尔凸透镜1一起转动。
所述光伏组件2包括高效晶体硅太阳能电池片201、超白布纹钢化玻璃202、EVA密封胶203、透明TPT背板204，所述高效晶体硅太阳能电池片201内外面上分别设有EVA密封胶203，所述EVA密封胶203内外面上分别设有超白布纹钢化玻璃202和透明TPT背板204形成复合太阳能电池板。所述超白布纹钢化玻璃202其作用是保护高效晶体硅太阳能电池片201，EVA密封胶203用来粘结固定超白布纹钢化玻璃202和高效晶体硅太阳能电池片201，高效晶体硅太阳能电池片201主要作用就是发电，透明TPT背板204的作用主要是密封、绝缘、防水。
所述格栅结构背面设有引线端，所述引线端连接引线，通过引线固定接线盒205。
所述光伏组件2与菲涅尔凸透镜1之间的距离小于等于菲涅尔凸透镜1的焦距，使菲涅尔凸透镜1的焦点置于光伏组件2受光面上。
所述菲涅尔凸透镜边框101外沿水平位置设有两个耳轴102，所述耳轴102通过轴承与追日装置4的立架401机械连接，立架401与横梁402为整体，横梁402中间固定有立轴408，所述横梁402一侧设有经度驱动机构403，在立架上方还设有纬度驱动机构404。
所述立轴403通过轴承与轴承室405滚动连接，轴承室405固定在地面上，在横梁402的两端设有地轮406与轨道407接触。
所述经度驱动机构403包括经度电机4031及经度减速器4032，经度减速器4032输出轴上的齿轮与固定在底部的大齿轮啮合，经度电机4031正反转时，使横梁402、立架401、菲涅尔凸透镜1以立轴408为中心旋转。
所述纬度驱动机构404包括纬度电机4041、纬度减速器4042、蜗轮4043、蜗杆4044，所述耳轴102一侧套有蜗杆4044，纬度电机4041及纬度减速器4042驱动蜗轮4043、蜗杆4044带动耳轴102旋转，使菲涅尔凸透镜1以耳轴102为心，作俯仰运动。
安装时，将菲涅尔凸透镜1朝向太阳升起的东方，其倾斜度约为30-70度。接通控制器电源，控制器5根据追日装置4采集的天气信息，控制本系统是否进入运行状态。当夜晚或阴雨天气时，控制器5的控制系统进入休眠状态，当天气晴好有阳光照射时，控制系统被唤醒进入运行状态。太阳光正常照射时，控制器5根据光传感器6捕抓的太阳光线照射信息和设定的日照时间信息驱动追日装置，使菲涅尔凸透镜1朝向太阳方向，并实时控制菲涅尔凸透镜1的中轴线始终跟随太阳移动。太阳的光照辐射到光伏组件2，太阳的光照被聚焦，光伏组件2被聚焦后的太阳光照射，光伏组件2进行光电转换而进行发电。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种太阳能聚光发电装置，包括菲涅尔凸透镜（1）、光伏组件（2）、光伏组件支撑结构（3）、追日装置（4）、控制器（5），其特征在于：所述菲涅尔凸透镜（1）设有菲涅尔凸透镜边框（101），菲涅尔凸透镜（1）通过菲涅尔凸透镜边框（101）与追日装置（4）连接，所述追日装置（4）与控制器（5）连接，控制器（5）接收固定在菲涅尔凸透镜（1）迎光面上的经度、纬度光传感器（6）信号，所述光伏组件（2）设在菲涅尔凸透镜（1）的焦点部位，所述光伏组件支撑结构（3）包括水平檩条（301）、斜梁（302）、水平主梁（303）、水平副梁（304），所述水平檩条（301）与斜梁（302）叠合且纵横相交，组成网格状的格栅结构，所述水平主梁（303）设置在格栅结构的中间，所述水平副梁（304）设置在格栅结构的两端；所述格栅结构之上固设有所述光伏组件（2），格栅结构固设于水平主梁（303）和水平副梁（304）之上，所述水平主梁（303）两端设有连接杆（7），所述连接杆（7）与菲涅尔凸透镜边框（101）固定连接，光伏组件支撑结构（3）与菲涅尔凸透镜（1）一起转动。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述光伏组件（2）包括高效晶体硅太阳能电池片（201）、超白布纹钢化玻璃（202）、EVA密封胶（203）、透明TPT背板（204），所述高效晶体硅太阳能电池片（201）内外面上分别设有EVA密封胶（203），所述EVA密封胶（203）内外面上分别设有超白布纹钢化玻璃（202）和透明TPT背板（204）形成复合太阳能电池板。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述格栅结构背面设有引线端，所述引线端连接引线，通过引线固定接线盒（205）。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述光伏组件（2）与菲涅尔凸透镜（1）之间的距离小于等于菲涅尔凸透镜（1）的焦距，使菲涅尔凸透镜（1）的焦点置于光伏组件（2）受光面上。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述菲涅尔凸透镜边框（101）外沿水平位置设有两个耳轴（102），所述耳轴（102）通过轴承与追日装置（4）的立架（401）机械连接，立架（401）与横梁（402）为整体，横梁（402）中间固定有立轴（408），所述横梁（402）一侧设有经度驱动机构（403），在立架上方还设有纬度驱动机构（404）。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述立轴（403）通过轴承与轴承室（405）滚动连接，轴承室（405）固定在地面上，在横梁（402）的两端设有地轮（406）与轨道（407）接触。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述经度驱动机构（403）包括经度电机（4031）及经度减速器（4032），经度减速器（4032）输出轴上的齿轮与固定在底部的大齿轮啮合，经度电机（4031）正反转时，使横梁（402）、立架（401）、菲涅尔凸透镜（1）以立轴（408）为中心旋转。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述纬度驱动机构（404）包括纬度电机（4041）、纬度减速器（4042）、蜗轮（4043）、蜗杆（4044），所述耳轴（102）一侧套有蜗杆（4044），纬度电机（4041）及纬度减速器（4042）驱动蜗轮（4043）、蜗杆（4044）带动耳轴（102）旋转，使菲涅尔凸透镜（1）以耳轴（102）为心，作俯仰运动。
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