CN108832877B - 一种可自动跟踪的光伏发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动跟踪的光伏发电装置，包括底座，所述底座的顶部开设有滑槽，所述滑槽的内壁上活动连接有滑块，所述滑块的顶部固定连接有支撑柱，所述底座的顶部对应滑槽的开口处固定连接有齿条环。本发明通过滑块、支撑柱、齿条环、支撑板、驱动电机、驱动转轴、齿轮、搁置板、支撑滑柱、滑套、电动推杆、第一连接板、第一连接轴、第二连接轴、第二连接板、安装板、太阳能板、第三连接板和第三连接轴相互配合，使得光伏发电装置可自动跟踪光照，达到最佳的向阳位置，照射到足够的太阳光，提高了对太阳能的利用率，使得光伏发电的效果更加理想。

Description

一种可自动跟踪的光伏发电装置

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种可自动跟踪的光伏发电装置。

背景技术

光伏电池板是一种利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电装置，太阳能发电是新兴的可再生能源技术，但是在太阳能电池将光能转换成电能的过程中，随着光照强度的变化，其工作效率是不相同的，当太阳能电池板背光时，无法照射到足够的阳光，现有的太阳能发电装置因其不能保证在任意时刻太阳光都能垂直照射到太阳能电池板上，也不能准确检测太阳光的入射角度，而导致发电效率很低，另外，发电装置长期暴露在外面，太阳能板表面容易聚集灰尘、砂石等杂物，导致太阳能的转化效率大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可自动跟踪的光伏发电装置，具备自动跟踪太阳光的优点，解决了现有的光伏发电装置不可自动跟踪太阳光的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可自动跟踪的光伏发电装置，包括底座，所述底座的顶部开设有滑槽，所述滑槽的内壁上活动连接有滑块，所述滑块的顶部固定连接有支撑柱，所述底座的顶部对应滑槽的开口处固定连接有齿条环，所述支撑柱的顶部从下至上依次贯穿滑槽和齿条环且延伸至齿条环的上方，所述支撑柱的右侧且位于齿条环的顶部固定连接有支撑板，支撑板的顶部设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定连接有驱动转轴，所述驱动转轴的底端贯穿支撑板和齿条环且延伸至齿条环的内部，所述驱动转轴的底部固定连接有与齿条环的内壁相互啮合的齿轮，所述支撑柱的顶部固定连接有搁置板，所述搁置板顶部的中点处固定连接有支撑滑柱，所述支撑滑柱的表面套接有滑套，所述滑套底部且位于支撑滑柱的左侧与搁置板之间通过电动推杆固定连接，所述滑套的右侧固定连接有第一连接板，所述第一连接板的正面固定连接有第一连接轴，所述支撑滑柱的前后两侧且位于滑套的上方均固定连接有第二连接轴，所述第二连接轴的表面活动连接有第二连接板，两个第二连接板的顶部通过安装板固定连接，所述安装板远离第二连接板的一侧设置有太阳能板，所述安装板靠近第二连接板的一侧且位于第二连接板的右侧固定连接有第三连接板，所述第三连接板的正面固定连接有第三连接轴，所述第三连接轴与第一连接轴之间通过支撑条板活动连接。所述的光伏发电装置还包括蓄电池、太阳光检测装置和清洁装置，所述太阳光检测装置包括外壳、内壳、球形光敏电阻，所述的光敏电阻为一圆球形状，所述的球形光敏电阻是由数量等同于外壳孔数的若干个光敏电阻组成，这些光敏电阻构成一个球体，每个光敏电阻在球体表面对应一个壳孔，且每一光敏电阻都通过各自的连接线将信号送入控制机构中，控制机构则通过电缆与驱动电机和电动推杆相连。在球形光敏电阻外边相隔一定距离分别套装有外壳和内壳，其中球形光敏电阻的球心、外壳的壳心、内壳的壳心均处于同一点，外壳上均匀分布有若干个外壳孔，内壳上均匀分布有若干个内壳孔，内壳孔的数量与外壳孔的数量相同，且位置一一对应，且同一组外壳孔、内壳孔与球形光敏电阻的圆心为同一直线，即每一个外壳孔与球形光敏电阻圆心的连线与内壳相交的位置均分布有一个内壳孔，控制机构可以是单片机，控制机构与驱动电机和电动推杆连接。所述蓄电池放置在搁置板上并与太阳能板相连，同时将储存的一部分电能输送给太阳光检测装置、驱动电机和电动推杆。

所述清洁装置安装在安装板上面，所述清洁装置包括两根导轨、滑板、清洁条和清洁棉，两根导轨分别位于太阳能板的左右两侧，每一根导轨上面各安装一个滑板，清洁条横跨在太阳能板的上方并且分别与左右两个滑板连接，清洁条下方通过卡接的方式安装有清洁棉，清洁棉紧贴太阳能板的表面，通过滑板带动清洁条往复移动，从而实现对太阳能板表面的清洁。

优选的，所述底座的表面固定连接有环形板，所述环形板的顶部设置有安装螺栓。

优选的，所述滑块底部对称开设的两个凹槽内设置有滚珠，所述滚珠的底部与滑槽内壁的底部相互接触。

优选的，所述支撑柱的左侧对应支撑板的位置固定连接有固定板，所述固定板的底部固定连接有支撑杆，所述支撑杆的左侧固定连接有第四连接轴，所述第四连接轴的表面活动连接有滚轮，所述滚轮的底部与底座的顶部相互接触。

优选的，所述搁置板底部的左右两侧均固定连接有加强筋，所述加强筋靠近支撑柱的一侧与支撑柱固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过滑块、支撑柱、齿条环、支撑板、驱动电机、驱动转轴、齿轮、搁置板、支撑滑柱、滑套、电动推杆、第一连接板、第一连接轴、第二连接轴、第二连接板、安装板、太阳能板、第三连接板和第三连接轴相互配合，使得光伏发电装置可自动跟踪光照，通过驱动电机带动驱动转轴转动，驱动转轴带动固定在其底部的齿轮转动，齿轮在齿条环内壁的齿纹作用下发生移动，以支撑柱为中心做圆周运动，齿轮通过驱动转轴和驱动电机带动支撑板转动，支撑板带动支撑柱转动，支撑柱得到滑块的支撑得以稳定转动，支撑柱带动其顶部的搁置板转动，搁置板通过支撑滑柱带动第二连接轴转动，第二连接轴通过第二连接板带动安装板转动，安装板带动设置在其上的太阳能板转动，从而太阳能板可以做圆周运动，从而太阳能板可以通过做圆周转动跟踪太阳光照的方向，然后通过电动推杆推或者拉滑套，滑套通过第一连接板推或者拉第一连接轴，第一连接轴推或者拉支撑条板，支撑条板通过第三连接轴推动或者拉动第三连接轴，第三连接轴通过第三连接板拉动或者推动安装板，安装板带着太阳能板以第二连接轴为中心发生翻转，从而太阳能板可以根据光照射的角度来调整自身的倾斜角度，太阳能板可以根据阳光照射的方向和角度来自动调节自身面对太阳光照射的方向和角度，达到最佳的向阳位置，照射到足够的太阳光，提高了对太阳能的利用率，使得光伏发电的效果更加理想。

2、本发明通过设置环形板和安装螺栓，起到了固定底座的作用，通过设置滚珠，起到了降低滑块与滑槽内壁的底部之间的摩擦力的作用，通过设置固定板、支撑杆、第四连接轴和滚轮，起到了对支撑柱进行支撑的作用，保持支撑柱的平衡，通过设置加强筋，起到了加固搁置板与支撑柱之间连接的作用。

3、球形光敏电阻对光反应十分灵敏，内外壳上的壳孔有序、紧密排列，能使光敏电阻接收到来自各个方向的太阳光，使太阳光入射角度的测量没有盲区，测量更加的精确，进而通过控制机构驱动电机和电动推杆的动作，调节太阳能板的方向和角度，达到最佳的向阳位置，照射到足够的太阳光，提高了对太阳能的利用率，使得光伏发电的效果更加理想。

4、通过在搁置板上设有清洁装置，清洁条上设有清洁棉，清洁棉紧贴光伏发电板表面，清洁条在滑块带动下沿着太阳能板表面往复移动，进而使清洁棉在光伏发电板擦拭，清除光伏发电板表面的杂物，保证装置的发电效率，避免了沙尘等对太阳能板的损害，极大的提高了装置的使用寿命，也提高了太阳能的吸收效率。

附图说明

图1为本发明正视图的结构剖面图；

图2为本发明图1中A-A的局部放大图；

图3为本发明左视图的结构示意图。

图中：1底座、2滑槽、3滑块、4支撑柱、5齿条环、6支撑板、7驱动电机、8驱动转轴、9齿轮、10搁置板、11支撑滑柱、12滑套、13电动推杆、14第一连接板、15第一连接轴、16第二连接轴、17第二连接板、18安装板、19太阳能板、20第三连接板、21第三连接轴、22支撑条板、23环形板、24安装螺栓、25滚珠、26固定板、27支撑杆、28第四连接轴、29滚轮、30加强筋。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种可自动跟踪的光伏发电装置，包括底座1，底座1的表面固定连接有环形板23，环形板23的顶部设置有安装螺栓24，通过设置环形板23和安装螺栓24，起到了固定底座1的作用，底座1的顶部开设有滑槽2，滑槽2的内壁上活动连接有滑块3，滑块3底部对称开设的两个凹槽内设置有滚珠25，滚珠25的底部与滑槽2内壁的底部相互接触，通过设置滚珠25，起到了降低滑块3与滑槽2内壁的底部之间的摩擦力的作用，滑块3的顶部固定连接有支撑柱4，底座1的顶部对应滑槽2的开口处固定连接有齿条环5，支撑柱4的顶部从下至上依次贯穿滑槽2和齿条环5且延伸至齿条环5的上方，支撑柱4的右侧且位于齿条环5的顶部固定连接有支撑板6，支撑板6的顶部设置有驱动电机7，驱动电机7的输出轴上固定连接有驱动转轴8，驱动转轴8的底端贯穿支撑板6和齿条环5且延伸至齿条环5的内部，驱动转轴8的底部固定连接有与齿条环5的内壁相互啮合的齿轮9，支撑柱4的左侧对应支撑板6的位置固定连接有固定板26，固定板26的底部固定连接有支撑杆27，支撑杆27的左侧固定连接有第四连接轴28，第四连接轴28的表面活动连接有滚轮29，滚轮29的底部与底座1的顶部相互接触，通过设置固定板26、支撑杆27、第四连接轴28和滚轮29，起到了对支撑柱4进行支撑的作用，保持支撑柱4的平衡，通过驱动电机7带动驱动转轴8转动，驱动转轴8带动固定在其底部的齿轮9转动，齿轮9在齿条环5内壁的齿纹作用下发生移动，以支撑柱4为中心做圆周运动，齿轮9通过驱动转轴8和驱动电机7带动支撑板6转动，支撑板6带动支撑柱4转动，支撑柱4得到滑块3的支撑得以稳定转动，支撑柱4的顶部固定连接有搁置板10，搁置板10底部的左右两侧均固定连接有加强筋30，加强筋30靠近支撑柱4的一侧与支撑柱4固定连接，通过设置加强筋30，起到了加固搁置板10与支撑柱4之间连接的作用，搁置板10顶部的中点处固定连接有支撑滑柱11，支撑滑柱11的表面套接有滑套12，滑套12底部且位于支撑滑柱11的左侧与搁置板10之间通过电动推杆13固定连接，滑套12的右侧固定连接有第一连接板14，第一连接板14的正面固定连接有第一连接轴15，支撑滑柱11的前后两侧且位于滑套12的上方均固定连接有第二连接轴16，第二连接轴16的表面活动连接有第二连接板17，两个第二连接板17的顶部与安装板18固定连接，安装板18远离第二连接板17的一侧设置有太阳能板19，支撑柱4带动其顶部的搁置板10转动，搁置板10通过支撑滑柱11带动第二连接轴16转动，第二连接轴16通过第二连接板17带动安装板18转动，安装板18带动设置在其上的太阳能板19转动，从而太阳能板19可以做圆周运动，从而太阳能板19可以通过做圆周转动跟踪太阳光照的方向，安装板18靠近第二连接板17的一侧且位于第二连接板17的右侧固定连接有第三连接板20，第三连接板20的正面固定连接有第三连接轴21，第三连接轴21与第一连接轴15之间通过支撑条板22活动连接，通过电动推杆13推或者拉滑套12，滑套12通过第一连接板14推或者拉第一连接轴15，第一连接轴15推或者拉支撑条板22，支撑条板22通过第三连接轴21推动或者拉动第三连接轴21，第三连接轴21通过第三连接板20拉动或者推动安装板18，安装板18带着太阳能板19以第二连接轴16为中心发生翻转，从而太阳能板19可以根据光照射的角度来调整自身的倾斜角度，通过滑块3、支撑柱4、齿条环5、支撑板6、驱动电机7、驱动转轴8、齿轮9、搁置板10、支撑滑柱11、滑套12、电动推杆13、第一连接板14、第一连接轴15、第二连接轴16、第二连接板17、安装板18、太阳能板19、第三连接板20和第三连接轴21相互配合，使得光伏发电装置可自动跟踪光照，通过驱动电机7带动驱动转轴8转动，驱动转轴8带动固定在其底部的齿轮9转动，齿轮9在齿条环5内壁的齿纹作用下发生移动，以支撑柱4为中心做圆周运动，齿轮9通过驱动转轴8和驱动电机7带动支撑板6转动，支撑板6带动支撑柱4转动，支撑柱4得到滑块3的支撑得以稳定转动，支撑柱4带动其顶部的搁置板10转动，搁置板10通过支撑滑柱11带动第二连接轴16转动，第二连接轴16通过第二连接板17带动安装板18转动，安装板18带动设置在其上的太阳能板19转动，从而太阳能板19可以做圆周运动，从而太阳能板19可以通过做圆周转动跟踪太阳光照的方向，然后通过电动推杆13推或者拉滑套12，滑套12通过第一连接板14推或者拉第一连接轴15，第一连接轴15推或者拉支撑条板22，支撑条板22通过第三连接轴21推动或者拉动第三连接轴21，第三连接轴21通过第三连接板20拉动或者推动安装板18，安装板18带着太阳能板19以第二连接轴16为中心发生翻转。

所述的光伏发电装置还包括蓄电池、太阳光检测装置和清洁装置，所述太阳光检测装置包括外壳、内壳、球形光敏电阻，所述的光敏电阻为一圆球形状，所述的球形光敏电阻是由数量等同于外壳孔数的若干个光敏电阻组成，这些光敏电阻构成一个球体，每个光敏电阻在球体表面对应一个壳孔，且每一光敏电阻都通过各自的连接线将信号送入控制机构中，控制机构则通过电缆与驱动电机7和电动推杆相连。光敏电阻对光照反应十分灵敏，微弱的光照强度变化就能引起电阻值的急速变化，在球形光敏电阻外边相隔一定距离分别套装有外壳和内壳，其中球形光敏电阻的球心、外壳的壳心、内壳的壳心均处于同一点，外壳上均匀分布有若干个外壳孔，内壳上均匀分布有若干个内壳孔，内壳孔的数量与外壳孔的数量相同，且位置一一对应，且同一组外壳孔、内壳孔与球形光敏电阻的圆心为同一直线，即每一个外壳孔与球形光敏电阻圆心的连线与内壳相交的位置均分布有一个内壳孔，控制机构可以是单片机，它们接受到光敏电阻发送的信号后，通过内部的编程处理，分析信号的强弱，从而选出垂直入射的角度。进而控制驱动电机和电动推杆的动作，调节太阳能板19的方向和角度，达到最佳的向阳位置，照射到足够的太阳光，提高了对太阳能的利用率，使得光伏发电的效果更加理想。所述蓄电池放置在搁置板10上并与太阳能板19相连，同时将储存的一部分电能输送给太阳光检测装置、驱动电机7和电动推杆13。

所述清洁装置安装在安装板18上面，所述清洁装置包括两根导轨、滑板、清洁条和清洁棉，两根导轨分别位于太阳能板19的左右两侧，每一根导轨上面各安装一个滑板，清洁条横跨在太阳能板19的上方并且分别与左右两个滑板连接，清洁条下方通过卡接的方式安装有清洁棉，清洁棉紧贴太阳能板19的表面，通过滑板带动清洁条往复移动，从而实现对太阳能板19表面的清洁。

使用时，控制机构通过驱动电机7带动驱动转轴8转动，驱动转轴8带动固定在其底部的齿轮9转动，齿轮9在齿条环5内壁的齿纹作用下发生移动，以支撑柱4为中心做圆周运动，齿轮9通过驱动转轴8和驱动电机7带动支撑板6转动，支撑板6带动支撑柱4转动，支撑柱4得到滑块3的支撑得以稳定转动，支撑柱4带动其顶部的搁置板10转动，搁置板10通过支撑滑柱11带动第二连接轴16转动，第二连接轴16通过第二连接板17带动安装板18转动，安装板18带动设置在其上的太阳能板19转动，从而太阳能板19可以做圆周运动，从而太阳能板19可以通过做圆周转动跟踪太阳光照的方向，然后通过控制机构控制电动推杆13推或者拉滑套12，滑套12通过第一连接板14推或者拉第一连接轴15，第一连接轴15推或者拉支撑条板22，支撑条板22通过第三连接轴21推动或者拉动第三连接轴21，第三连接轴21通过第三连接板20拉动或者推动安装板18，安装板18带着太阳能板19以第二连接轴16为中心发生翻转，从而太阳能板19可以根据光照射的角度来调整自身的倾斜角度，太阳能板19可以根据阳光照射的方向和角度来自动调节自身面对太阳光照射的方向和角度。

综上所述：该可自动跟踪的光伏发电装置，通过滑块3、支撑柱4、齿条环5、支撑板6、驱动电机7、驱动转轴8、齿轮9、搁置板10、支撑滑柱11、滑套12、电动推杆13、第一连接板14、第一连接轴15、第二连接轴16、第二连接板17、安装板18、太阳能板19、第三连接板20和第三连接轴21相互配合，解决了现有的光伏发电装置不可自动跟踪太阳光的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种可自动跟踪的光伏发电装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的顶部开设有滑槽（2），所述滑槽（2）的内壁上活动连接有滑块（3），所述滑块（3）的顶部固定连接有支撑柱（4），所述底座（1）的顶部对应滑槽（2）的开口处固定连接有齿条环（5），所述支撑柱（4）的顶部从下至上依次贯穿滑槽（2）和所述齿条环（5）且延伸至齿条环（5）的上方，所述支撑柱（4）的右侧且位于齿条环（5）的顶部固定连接有支撑板（6），支撑板（6）的顶部设置有驱动电机（7），所述驱动电机（7）的输出轴上固定连接有驱动转轴（8），所述驱动转轴（8）的底端贯穿支撑板（6）和齿条环（5）且延伸至齿条环（5）的内部，所述驱动转轴（8）的底部固定连接有与齿条环（5）的内壁相互啮合的齿轮（9），所述支撑柱（4）的顶部固定连接有搁置板（10），所述搁置板（10）顶部的中点处固定连接有支撑滑柱（11），所述支撑滑柱（11）的表面套接有滑套（12），所述滑套（12）底部且位于支撑滑柱（11）的左侧与搁置板（10）之间通过电动推杆（13）固定连接，所述滑套（12）的右侧固定连接有第一连接板（14），所述第一连接板（14）的正面固定连接有第一连接轴（15），所述支撑滑柱（11）的前后两侧且位于滑套（12）的上方均固定连接有第二连接轴（16），所述第二连接轴（16）的表面活动连接有第二连接板（17），两个第二连接板（17）的顶部通过安装板（18）固定连接，所述安装板（18）远离第二连接板（17）的一侧设置有太阳能板（19），所述安装板（18）靠近第二连接板（17）的一侧且位于第二连接板（17）的右侧固定连接有第三连接板（20），所述第三连接板（20）的正面固定连接有第三连接轴（21），所述第三连接轴（21）与第一连接轴（15）之间通过支撑条板（22）活动连接；所述的光伏发电装置还包括蓄电池、太阳光检测装置和清洁装置，所述太阳光检测装置包括外壳、内壳、球形光敏电阻，所述的球形光敏电阻为一圆球形状，所述的球形光敏电阻是由若干个光敏电阻组成，这些光敏电阻构成一个球体，每个光敏电阻在球体表面对应一个壳孔，且每一光敏电阻都通过各自的连接线将信号送入控制机构中，控制机构则通过电缆与驱动电机和电动推杆相连；在球形光敏电阻外边相隔一定距离分别套装有外壳和内壳，其中球形光敏电阻的球心、外壳的壳心、内壳的壳心均处于同一点，外壳上均匀分布有若干个外壳孔，内壳上均匀分布有若干个内壳孔，内壳孔的数量与外壳孔的数量相同且位置一一对应，构成球形光敏电阻的光敏电阻数量也与外壳孔数量相同，且同一组外壳孔、内壳孔与球形光敏电阻的圆心为同一直线，即每一个外壳孔与球形光敏电阻圆心的连线与内壳相交的位置均分布有一个内壳孔，控制机构可以是单片机，控制机构与驱动电机（7）和电动推杆（13）连接；所述蓄电池放置在搁置板（10）上并与太阳能板（19）相连，同时将储存的一部分电能输送给太阳光检测装置、驱动电机（7）和电动推杆（13）；

所述清洁装置安装在安装板（18）上面，所述清洁装置包括两根导轨、滑板、清洁条和清洁棉，两根导轨分别位于太阳能板（19）的左右两侧，每一根导轨上面各安装一个滑板，清洁条横跨在太阳能板（19）的上方并且分别与左右两个滑板连接，清洁条下方通过卡接的方式安装有清洁棉，清洁棉紧贴太阳能板（19）的表面，通过滑板带动清洁条往复移动，从而实现对太阳能板（19）表面的清洁；

所述底座（1）的表面固定连接有环形板（23），所述环形板（23）的顶部设置有安装螺栓（24）；

所述滑块（3）底部对称开设的两个凹槽内设置有滚珠（25），所述滚珠（25）的底部与滑槽（2）内壁的底部相互接触；

所述支撑柱（4）的左侧对应支撑板（6）的位置固定连接有固定板（26），所述固定板（26）的底部固定连接有支撑杆（27），所述支撑杆（27）的左侧固定连接有第四连接轴（28），所述第四连接轴（28）的表面活动连接有滚轮（29），所述滚轮（29）的底部与底座（1）的顶部相互接触；

所述搁置板（10）底部的左右两侧均固定连接有加强筋（30），所述加强筋（30）靠近支撑柱（4）的一侧与支撑柱（4）固定连接。

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