CN108988759A - 防风光伏板系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防风光伏板系统,包括方管构成的柱形基座，其上贯穿有水平基轴，水平基轴两侧对称设置有一对风轮，风轮在受到正交于水平基轴的水平气流的推动下，绕固定的时针方向旋转；水平基轴在柱形基座内装配有一个基齿轮，基齿轮驱动设于柱形基座上端的终端齿轮；终端齿轮的轮轴上固定有光伏支架，该光伏支架上设有光伏板；自然状态下，光伏支架摆转到正极限位置，此时光伏板倾斜朝向南方上空，且与水平面形成的二面角大于30°；终端齿轮受所述基齿轮驱动而旋转，使光伏支架摆转到反极限位置时，光伏板仍然倾斜朝向南方上空，而与水平面形成的二面角小于10°。该系统可以适应性地削弱风力冲击，以使系统在户外大风环境下经久耐用。

Description

防风光伏板系统
技术领域
本发明涉及太阳能设备领域，特别地，是涉及一种光伏板系统。
背景技术
目前的光伏板装置，大多采用固定式光伏板，为了尽可能多地采集太阳能，光伏板通常倾斜朝向南方上空，以使正午的阳光尽可能地垂直于光光伏板。对于该种光伏板，在大风天气下，由于光伏板的迎风面积较大，这将给光伏板的固定机构造成巨大的冲击力，在长时间使用过程中，固定机构易于松脱，最终使光伏板装置折损。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种防风光伏板系统，该系统可以适应性地削弱风力冲击，以使系统在户外大风环境下经久耐用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该防风光伏板系统包括由方管构成的柱形基座，所述柱形基座上贯穿有一根水平基轴，所述水平基轴的两侧对称设置有一对完全相同的风轮，所述风轮在受到正交于所述水平基轴的水平气流的推动下，总是绕固定的时针方向旋转；所述水平基轴在所述柱形基座内装配有一个基齿轮，所述基齿轮驱动设于所述柱形基座上端的终端齿轮；所述终端齿轮的轮轴上固定有光伏支架，该光伏支架上设有光伏板；自然状态下，所述光伏支架摆转到正极限位置，此时光伏板倾斜朝向南方上空，且与水平面形成的二面角大于30°；所述终端齿轮受所述基齿轮驱动而旋转，使所述光伏支架摆转到反极限位置时，所述光伏板仍然倾斜朝向南方上空，而与水平面形成的二面角小于10°，以使所述基齿轮的驱动力消失后，所述光伏板在自重力矩作用下，仍能使所述光伏支架摆转到正极限位置。
作为优选，所述终端齿轮的直径为所述基齿轮的3倍以上，以使基齿轮可较为轻松地驱动光伏支架向反极限位置旋转。
作为优选，所述基齿轮、终端齿轮之间设有一级以上过渡齿轮，以拉大基齿轮和终端齿轮的距离，使所述风轮和光伏板具有较大的安装空间。
作为优选，所述风轮包括一个扁圆柱轮体，以及周向阵列于该轮体周壁上的倾斜轮叶。
作为优选，所述柱形基座的上端面制有限位口，所述光伏支架与所述终端齿轮的轮轴相连的摆杆在摆动到所述限位口的一个侧边时，所述光伏支架到达所述正极限位置，而当摆杆摆动到所述限位口的另一个侧边时，所述光伏支架到达所述反极限位置。
作为优选，所述柱形基座上还设有一个与所述基齿轮相啮合的储能齿轮，所述储能齿轮与基齿轮的齿数比大于5；并且所述储能齿轮的轮轴上设有一个储能飞轮；由此，在阵风天气状况下，阵风的间隙，由于所述储能飞轮具有较大的转动惯量，可以使基齿轮继续保持转动，从而使光伏支架继续定向摆转，而防止光伏支架在阵风间隙来回摆转，有利于提高系统的结构稳定性。
本发明的有益效果在于：该防风光伏板系统在无风状态下，所述光伏支架摆转到正极限位置，此时光伏板倾斜朝向南方上空，且与水平面形成较大的二面角，以采集尽可能多的太阳光照；而在东风或西风吹来时，由于风向与光伏板基本平行，因此光伏板受到风力冲击较弱，可以忽略不计，光伏支架仍然保持在正极限位置；而当光伏板受到南北风力冲击时，风力驱动所述风轮旋转，并通过所述基齿轮驱动所述光伏支架摆转至所述反极限位置，此时，由于光伏板与水平面形成的二面角小于10°，光伏板的受风面大幅减小，因此风力冲击被限制在较低的水平，有利于保护整个光伏板系统，使之不易折损。
附图说明
图1是本防风光伏板系统实施例一在光伏支架处于正极限位置时的侧视示意图。
图2是本防风光伏板系统实施例一在光伏支架处于反极限位置时的侧视示意图。
图3是本防风光伏板系统实施例一的正视示意图。
图4是本防风光伏板系统实施例二的侧视示意图。
图5是本防风光伏板系统中，柱形基座的一个优选实施例的俯视图。
具体实施方式
实施例一：
在图1-图3所示的实施例一中，该防风光伏板系统包括由方管构成的柱形基座1，所述柱形基座1上贯穿有一根水平基轴2，所述水平基轴2的两侧对称设置有一对完全相同的风轮3，所述风轮3在受到正交于所述水平基轴2的水平气流的推动下，总是绕固定的时针方向旋转；本实施例一中，所述风轮3包括一个扁圆柱轮体，以及周向阵列于该轮体周壁上的倾斜轮叶，根据图1中水平箭头所示意的风向，该风轮3总是绕逆时针方向旋转。
所述水平基轴2在所述柱形基座1内装配有一个基齿轮4，所述基齿轮4通过一个过渡齿轮41驱动设于所述柱形基座1上端的终端齿轮5；所述终端齿轮5的轮轴上固定有光伏支架6，该光伏支架6上设有光伏板7；自然状态下，如图1所示，受光伏板7及光伏支架6的自重作用，所述光伏支架6摆转到正极限位置，此时光伏板7倾斜朝向南方上空，且与水平面形成的二面角大于30°；所述终端齿轮5受所述基齿轮4驱动而旋转，使所述光伏支架6摆转到反极限位置时，如图2所示，所述光伏板7仍然倾斜朝向南方上空，而与水平面形成的二面角小于10°，以使所述基齿轮4的驱动力消失后，所述光伏板7在自重力矩作用下，仍能使所述光伏支架6摆转到正极限位置。
上述的防风光伏板系统，所述终端齿轮5的直径为所述基齿轮4的3倍以上，以使基齿轮4可较为轻松地驱动光伏支架6向反极限位置旋转。
上述的防风光伏板系统，对于所述柱形基座1，其一个实施例如图5所示，所述柱形基座1的上端面制有限位口10，所述光伏支架与所述终端齿轮5的轮轴相连的摆杆61在摆动到所述限位口10的一个侧边时，所述光伏支架6到达所述正极限位置，而当摆杆61摆动到所述限位口10的另一个侧边时，所述光伏支架6到达所述反极限位置；图5中即摆杆61到达限位口10的下侧边时，光伏支架6到达所述正极限位置，而摆杆61到达限位口10的上侧边时，所述光伏支架6到达所述反极限位置。
上述防风光伏板系统在无风状态下，所述光伏支架6摆转到正极限位置，此时光伏板7倾斜朝向南方上空，且与水平面形成较大的二面角，以采集尽可能多的太阳光照；而在东风或西风吹来时，由于风向与光伏板7基本平行，因此光伏板7受到风力冲击较弱，可以忽略不计，光伏支架6仍然保持在正极限位置；而当光伏板受到南北风力冲击时，如图1中水平箭头所示意，风力驱动所述风轮3旋转，并通过所述基齿轮4驱动所述光伏支架6摆转至所述反极限位置，此时，由于光伏板7与水平面形成的二面角小于10°，光伏板7的受风面大幅减小，因此风力冲击被限制在较低的水平，有利于保护整个光伏板系统，使之不易折损。
实施例二：
对于图4所示的实施例二，其与实施例一不同的是，所述柱形基座1上还设有一个与所述基齿轮4相啮合的储能齿轮8，所述储能齿轮8与基齿轮4的齿数比大于5；并且所述储能齿轮8的轮轴上设有一个储能飞轮9；由此，在阵风天气状况下，阵风的间隙，由于所述储能飞轮9具有较大的转动惯量，可以使基齿轮4继续保持转动，从而使光伏支架6继续定向摆转，而防止光伏支架6在阵风间隙来回摆转，有利于提高系统的结构稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (6)

1.一种防风光伏板系统，包括由方管构成的柱形基座（1），其特征在于：所述柱形基座（1）上贯穿有一根水平基轴（2），所述水平基轴（2）的两侧对称设置有一对完全相同的风轮（3），所述风轮（3）在受到正交于所述水平基轴（2）的水平气流的推动下，总是绕固定的时针方向旋转；所述水平基轴（2）在所述柱形基座（1）内装配有一个基齿轮（4），所述基齿轮（4）驱动设于所述柱形基座（1）上端的终端齿轮（5）；所述终端齿轮（5）的轮轴上固定有光伏支架（6），该光伏支架上设有光伏板（7）；自然状态下，所述光伏支架（6）摆转到正极限位置，此时光伏板（7）倾斜朝向南方上空，且与水平面形成的二面角大于30°；所述终端齿轮（5）受所述基齿轮（4）驱动而旋转，使所述光伏支架（6）摆转到反极限位置时，所述光伏板（7）仍然倾斜朝向南方上空，而与水平面形成的二面角小于10°，以使所述基齿轮（4）的驱动力消失后，所述光伏板（7）在自重力矩作用下，仍能使所述光伏支架（6）摆转到正极限位置。
2.根据权利要求1所述的防风光伏板系统，其特征在于：所述终端齿轮（5）的直径为所述基齿轮（4）的3倍以上，以使基齿轮（4）可较为轻松地驱动光伏支架（6）向反极限位置旋转。
3.根据权利要求1所述的防风光伏板系统，其特征在于：所述基齿轮（4）、终端齿轮（5）之间设有一级以上过渡齿轮（41）。
4.根据权利要求1所述的防风光伏板系统，其特征在于：所述风轮（3）包括一个扁圆柱轮体，以及周向阵列于该轮体周壁上的倾斜轮叶。
5.根据权利要求1所述的防风光伏板系统，其特征在于：所述柱形基座（1）的上端面制有限位口（10），所述光伏支架（6）与所述终端齿轮（5）的轮轴相连的摆杆（61）在摆动到所述限位口（10）的一个侧边时，所述光伏支架（6）到达所述正极限位置，而当摆杆（61）摆动到所述限位口（10）的另一个侧边时，所述光伏支架（6）到达所述反极限位置。
6.根据权利要求1所述的防风光伏板系统，其特征在于：所述柱形基座（1）上还设有一个与所述基齿轮（4）相啮合的储能齿轮（8），所述储能齿轮（8）与基齿轮（4）的齿数比大于5；并且所述储能齿轮（8）的轮轴上设有一个储能飞轮（9）。
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