CN109104146A - 一种光伏支架角度调整方法及其可调式光伏支架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏支架角度调整方法，包括以下步骤：(1)预备可调式光伏支架，安装上光伏组件与倾角传感器；(2)计算出太阳高度角在一天中的变化轨迹，记录每间隔A分钟的所有太阳高度角B，并记录到中央控制器中；(3)倾角传感器检测可调式光伏支架相对于地面的倾斜角度C，并传送至中央控制器中；(4)在太阳高度角B的每一个记录时间点，中央处理器判断太阳高度角B与倾角传感器检测到的倾斜角度C之和是否等于90°，若不等于90°，则由中央控制器控制驱动设备驱动可调式光伏支架转动，直到太阳高度角B与倾角传感器检测到的倾斜角度C之和等于90°，以保持太阳光线始终垂直入射到光伏组件上。本发明还公开了可调式光伏支架。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏支架，尤其涉及一种光伏支架角度调整方法及其可调式光伏支架。
背景技术
太阳能是一种清洁环保而且可再生的能源。与传统煤电能源相比，可以大大降低碳排放量，减少环境污染，减少生态破坏，节约社会资源。目前，国家正在重点扶持光伏发电项目。
太阳能的应用通常通过太阳能电池板，将吸收的太阳光能转换成电能。太阳能电池板通常通过支架设置在楼顶或地面上。当太阳入射光线方向垂直于太阳能电池板时，太阳能电池板发电效率最高，由于地球的自转几绕日公转等因素的影响，太阳光的方向是随着时间推移不断变化的。因此，随着太阳光的方向的变化，需要对太阳能电池板进行角度调节，才能获得最大的发电效率。
然而，目前所使用的支架通常为固定式结构，太阳能电池板固定在支架上后，只能以一个固定的倾角进行放置，当太阳光照射方向改变时，太阳能电池板的发电量会受到很大的影响。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于提供一种光伏支架角度调整方法及其可调式光伏支架，可根据太阳光照射方向对光伏支架的倾斜角度进行调节，使太阳光线始终垂直入射到光伏组件上，以获得最大的发电量，提高发电效率，而且，调节过程平衡性与稳定性高，调节快速便利。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
一种光伏支架角度调整方法，包括以下步骤：
(1)预备一可调式光伏支架，并在该可调式光伏支架上安装光伏组件，同时，在该可调式光伏支架上且平行于光伏组件的位置处安装上倾角传感器；
(2)计算并画出太阳高度角在一天中的变化轨迹，记录下每间隔A分钟的所有太阳高度角B，并记录到中央控制器中；
(3)倾角传感器实时检测可调式光伏支架相对于地面的倾斜角度C，并传送至中央控制器中；
(4)在太阳高度角B的每一个记录时间点，中央处理器判断对应的太阳高度角B与倾角传感器检测到的倾斜角度C之和是否等于90°，若不等于90°，则由中央控制器控制驱动设备驱动可调式光伏支架转动，直到太阳高度角B与倾角传感器检测到的倾斜角度C之和等于90°，以保持太阳光线始终垂直入射到光伏组件上；
其中，步骤(2)与步骤(3)无先后顺序。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤(1)中，所述可调式光伏支架包括一底座、设置于底座上方的一光伏组件固定板、及连接于底座与光伏组件固定板之间的一弧形调节机构；该光伏组件安装于光伏组件固定板上端面上，该倾角传感器安装于光伏组件固定板上；该弧形调节机构包括设置于底座上且转动连接于光伏组件固定板下端面的一立柱、贯穿立柱且两端分别连接至光伏组件固定板下端面的一弧形架、设置于立柱内且位于弧形架下方的一锁紧组件、及设置于立柱外侧且连接于锁紧组件的一操作杆，在该锁紧组件上端面设置有若干下齿牙，在该弧形架上设置有与下齿牙相匹配的若干上齿牙；所述驱动设备分别电连接至操作杆与弧形架；
在所述步骤(4)中，所述驱动设备驱动可调式光伏支架转动的步骤包括：
(4.1)由驱动设备带动操作杆下移，操作杆带动锁紧组件下移，使锁紧组件上的下齿牙与弧形架上的上齿牙分离；
(4.2)驱动设备带动弧形架转动，当太阳高度角B与倾角传感器检测到的倾斜角度C之和等于90°时，则执行步骤(4.3)，否则重复该步骤；
(4.3)驱动设备停止驱动操作杆，锁紧组件回弹复位，则锁紧组件上的下齿牙与弧形架上的上齿牙重新啮合，锁紧组件对弧形架进行锁紧，完成角度调整。
一种可调式光伏支架，其特征在于，包括底座、设置于底座上方的光伏组件固定板、连接于底座与光伏组件固定板之间的弧形调节机构、连接于底座与光伏组件固定板之间且位于弧形调节机构一侧边的第一升降组件、及连接于底座与光伏组件固定板之间且位于弧形调节机构另一侧边的第二升降组件，其中，该弧形调节机构包括设置于底座上且转动连接于光伏组件固定板下端面的立柱、贯穿立柱且两端分别连接至光伏组件固定板下端面的弧形架、设置于立柱内且位于弧形架下方的锁紧组件、及设置于立柱外侧且连接于锁紧组件的操作杆。
作为本发明的进一步改进，所述弧形架包括两端分别连接至光伏组件固定板下端面的一弧形块、及设置于弧形块外围且分别位于立柱两侧的一弧形活动条，其中，该弧形块与弧形活动条之间形成有一让位空间，在该弧形块下端面呈弧形分布有位于让位空间中的若干上齿牙；该弧形活动条主要由连接于一体的若干弧形活动块组成，在该弧形活动块背面开设有一弧形滑槽，且在该弧形活动块内侧面设置有一滑柱，每相邻两个弧形活动块之间通过弧形滑槽与滑柱相配合连接于一体。
作为本发明的进一步改进，所述锁紧组件主要由一锁紧块、及连接于锁紧块下端的一弹簧组成，其中，在该锁紧块上表面均匀分布有与上齿牙相匹配的若干下齿牙，该操作杆连接于锁紧块。
作为本发明的进一步改进，所述第一升降组件与第二升降组件的结构相同，分别包括设置于底座上的一固定座、转动连接于固定座的一升降杆、及转动连接于升降杆上端部且连接于光伏组件固定板下端面的一转动杆，其中，该升降杆包括转动连接于固定座的一外杆、下端插设于外杆内的一内杆、及设置于外杆内且连接于内杆下端与固定座内的一复位弹簧，该内杆上端连接于转动杆一端；该转动杆主要由转动连接于内杆上端部的一第一连接杆、及转动连接于第一连接杆的一第二连接杆组成，该第二连接杆连接于光伏组件固定板下表面。
作为本发明的进一步改进，在所述立柱上开设有供弧形架穿过的一穿孔。
作为本发明的进一步改进，在所述立柱侧边上开设有供操作杆穿过并上下移动的一侧开口。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的光伏支架角度调整方法，根据不同时间点太阳高度角的不同，自动调整可调式光伏支架的倾斜角度，使太阳光线始终垂直入射到光伏组件上，达到光伏组件倾斜角度与太阳光照射方向相适应的目的，以获得最大的发电量，提高发电效率；
(2)本发明提供的可调式光伏支架，通过弧形调节机构、第一升降组件与第二升降组件相配合，由弧形调节机构直接调节光伏组件固定板的倾斜角度，同时，由第一升降组件与第二升降组件对调节过程中光伏组件固定板的两端进行平衡，保持调节过程的平衡性与稳定性，使调节更便利快速，通过对光伏支架倾斜角度的调节，使安装于光伏支架上的光伏组件倾斜角度能与太阳光照射方向相适应，以获得最大的发电量，提高发电效率。
上述是发明技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明可调式光伏支架的结构示意图；
图2为本发明弧形活动条的结构示意图；
图3为本发明弧形活动块的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式详细说明。
请参照图1，本发明实施例提供一种光伏支架角度调整方法，包括以下步骤：
(1)预备一可调式光伏支架，并在该可调式光伏支架上安装光伏组件10，同时，在该可调式光伏支架上且平行于光伏组件10的位置处安装上倾角传感器；
(2)计算并画出太阳高度角在一天中的变化轨迹，记录下每间隔A分钟的所有太阳高度角B，并记录到中央控制器中；
(3)倾角传感器实时检测可调式光伏支架相对于地面的倾斜角度C，并传送至中央控制器中；
(4)在太阳高度角B的每一个记录时间点，中央处理器判断对应的太阳高度角B与倾角传感器检测到的倾斜角度C之和是否等于90°，若不等于90°，则由中央控制器控制驱动设备驱动可调式光伏支架转动，直到太阳高度角B与倾角传感器检测到的倾斜角度C之和等于90°，以保持太阳光线始终垂直入射到光伏组件10上；
其中，步骤(2)与步骤(3)无先后顺序。
在本实施例中，在所述步骤(1)中，如图1所示，所述可调式光伏支架包括一底座1、设置于底座1上方的一光伏组件固定板2、及连接于底座1与光伏组件固定板2之间的一弧形调节机构3；该光伏组件10安装于光伏组件固定板2上端面上，该倾角传感器安装于光伏组件固定板2上；该弧形调节机构3包括设置于底座1上且转动连接于光伏组件固定板2下端面的一立柱31、贯穿立柱31且两端分别连接至光伏组件固定板2下端面的一弧形架32、设置于立柱31内且位于弧形架32下方的一锁紧组件33、及设置于立柱31外侧且连接于锁紧组件33的一操作杆34，在该锁紧组件33上端面设置有若干下齿牙3311，在该弧形架32上设置有与下齿牙3311相匹配的若干上齿牙3211；所述驱动设备分别电连接至操作杆34与弧形架32；
在所述步骤(4)中，所述驱动设备驱动可调式光伏支架转动的步骤包括：
(4.1)由驱动设备带动操作杆34下移，操作杆34带动锁紧组件33下移，使锁紧组件33上的下齿牙3311与弧形架32上的上齿牙3211分离；
(4.2)驱动设备带动弧形架32转动，当太阳高度角B与倾角传感器检测到的倾斜角度C之和等于90°时，则执行步骤(4.3)，否则重复该步骤；
(4.3)驱动设备停止驱动操作杆34，锁紧组件33回弹复位，则锁紧组件33上的下齿牙3311与弧形架32上的上齿牙3211重新啮合，锁紧组件33对弧形架32进行锁紧，完成角度调整。
本发明提供的光伏支架角度调整方法，根据不同时间点太阳高度角的不同，自动调整可调式光伏支架的倾斜角度，使太阳光线始终垂直入射到光伏组件上，达到光伏组件倾斜角度与太阳光照射方向相适应的目的，以获得最大的发电量，提高发电效率。
请参照图1至图3，本发明实施例还提供了实施上述方法的可调式光伏支架，包括底座1、设置于底座1上方的光伏组件固定板2、连接于底座1与光伏组件固定板2之间的弧形调节机构3、连接于底座1与光伏组件固定板2之间且位于弧形调节机构3一侧边的第一升降组件4、及连接于底座1与光伏组件固定板2之间且位于弧形调节机构3另一侧边的第二升降组件5，其中，该弧形调节机构3包括设置于底座1上且转动连接于光伏组件固定板2下端面的立柱31、贯穿立柱31且两端分别连接至光伏组件固定板2下端面的弧形架32、设置于立柱31内且位于弧形架32下方的锁紧组件33、及设置于立柱31外侧且连接于锁紧组件33的操作杆34。
通过弧形调节机构3、第一升降组件4与第二升降组件5相配合，由弧形调节机构3直接调节光伏组件固定板2的倾斜角度，由第一升降组件4与第二升降组件5对调节过程中光伏组件固定板2的两端进行平衡，保持调节过程的平衡性与稳定性。
在本实施例中，在所述立柱31上开设有供弧形架32穿过的一穿孔，便于弧形架32上的弧形块321沿着穿孔左右转动，以使光伏组件固定板2获得需要的倾斜角度。
在本实施例中，如图1所示，所述弧形架32包括两端分别连接至光伏组件固定板2下端面的一弧形块321、及设置于弧形块321外围且分别位于立柱31两侧的一弧形活动条322，其中，该弧形块321与弧形活动条322之间形成有一让位空间323，在该弧形块321下端面呈弧形分布有位于让位空间323中的若干上齿牙3211。如图2与图3所示，该弧形活动条322主要由连接于一体的若干弧形活动块3221组成，在该弧形活动块3221背面开设有一弧形滑槽32211，且在该弧形活动块3221内侧面设置有一滑柱32212，每相邻两个弧形活动块3221之间通过弧形滑槽32211与滑柱32212相配合连接于一体。
在本实施例中，所述锁紧组件33主要由一锁紧块331、及连接于锁紧块331下端的一弹簧332组成，其中，在该锁紧块331上表面均匀分布有与上齿牙3211相匹配的若干下齿牙3311，该操作杆34连接于锁紧块331。同时，在所述立柱31侧边上开设有供操作杆34穿过并上下移动的一侧开口311。在整个光伏支架处于稳定未调节状态时，锁紧块331上的下齿牙3311与弧形块321下端面的上齿牙3211相互啮合，由锁紧块331将弧形块321锁紧，使整个弧形架32无法转动。
本实施例为了提高调节过程中整个光伏支架的稳定性，防止出现光伏组件固定板2两端晃动的现象，由第一升降组件4与第二升降组件5相结合，对调整过程中光伏组件固定板2两端进行平衡，提高调节过程的稳定性，整个调节过程更稳定更方便快捷。具体的，本实施例所述第一升降组件4与第二升降组件5的结构相同，下面以第一升降组件4为例进行详细说明。第一升降组件4包括设置于底座1上的一固定座41、转动连接于固定座41的一升降杆42、及转动连接于升降杆42上端部且连接于光伏组件固定板2下端面的一转动杆43，其中，该升降杆42包括转动连接于固定座41的一外杆421、下端插设于外杆421内的一内杆422、及设置于外杆421内且连接于内杆422下端与固定座41内的一复位弹簧423，该内杆422上端连接于转动杆43一端；该转动杆43主要由转动连接于内杆422上端部的一第一连接杆431、及转动连接于第一连接杆431的一第二连接杆432组成，该第二连接杆432连接于光伏组件固定板2下表面。
当然，还可以在该外杆421与内杆422相对应的位置处开设有若干螺丝孔424，通过螺丝将外杆421与内杆422固定在一起，在不需要调整光伏支架的倾斜角度时，将外杆421与内杆422通过螺丝锁定即可，以加固整体稳固性。在需要实现自动调整光伏支架的倾斜角度时，将螺丝拧松拿掉即可。
在光伏组件固定板2倾斜角度调节之间，先将第一升降组件4与第二升降组件5上的外杆421与内杆422上的螺丝拧松。如图1所示，若将光伏组件固定板2右端下调，则内杆422受压进一步插入外杆421内，缩短升降杆42的整体高度，相应的，升降杆42相对于固定座41发生转动，第一连接杆431与第二连接杆432之间也发生转动，以适应于光伏组件固定板2右端的下调动作。相应的，光伏组件固定板2左端将上调，则各结构的原理相同，动作方向相反。调节好之后，重新将第一升降组件4与第二升降组件5上的外杆421与内杆422上的螺丝拧紧，将外杆421与内杆422固定在一起，加固整个支架的稳定性。
在调节的过程中，复位弹簧对内杆的作用力，与光伏组件固定板2端部对内杆的作用力之间获得一个平衡力，使光伏组件固定板2两端获得平衡，防止出现光伏组件固定板2两端晃动的现象，提高调节过程的稳定性，整个调节过程更稳定更方便快捷。
当太阳光照射方向改变时，可通过调节光伏支架的倾斜角度，以实现对安装于光伏组件固定板2上的光伏组件10倾斜角度的调整，具体调整过程如下：
先将第一升降组件4与第二升降组件5上的外杆421与内杆422上的螺丝拧松；然后，往下压操作杆34，使操作杆34带动锁紧块331下移，使锁紧块331上的下齿牙3311与弧形块321上的上齿牙3211分离，释放对弧形架32的锁紧力，同时弹簧332被压缩；接着，转动弧形架32，直到光伏组件固定板2获得需要的倾斜角度为止，在转动弧形架32的过程中，立柱31两侧边的弧形活动条322根据弧形架32转动的方向伸长或缩短；调节好之后，释放对操作杆34的下压力，在弹簧332的弹性恢复力作用下，锁紧块331回弹，则锁紧块331上的下齿牙3311与弧形块321上的上齿牙3211重新啮合在一起，实现对弧形架32的锁紧，则弧形架32不能再转动了。最后，重新将第一升降组件4与第二升降组件5上的外杆421与内杆422上的螺丝拧紧，将外杆421与内杆422固定在一起，加固整个支架的稳定性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他结构，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种光伏支架角度调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预备一可调式光伏支架，并在该可调式光伏支架上安装光伏组件，同时，在该可调式光伏支架上且平行于光伏组件的位置处安装上倾角传感器；
(2)计算并画出太阳高度角在一天中的变化轨迹，记录下每间隔A分钟的所有太阳高度角B，并记录到中央控制器中；
(3)倾角传感器实时检测可调式光伏支架相对于地面的倾斜角度C，并传送至中央控制器中；
(4)在太阳高度角B的每一个记录时间点，中央处理器判断对应的太阳高度角B与倾角传感器检测到的倾斜角度C之和是否等于90°，若不等于90°，则由中央控制器控制驱动设备驱动可调式光伏支架转动，直到太阳高度角B与倾角传感器检测到的倾斜角度C之和等于90°，以保持太阳光线始终垂直入射到光伏组件上；
其中，步骤(2)与步骤(3)无先后顺序。
2.根据权利要求1所述的光伏支架角度调整方法，其特征在于，
在所述步骤(1)中，所述可调式光伏支架包括一底座、设置于底座上方的一光伏组件固定板、及连接于底座与光伏组件固定板之间的一弧形调节机构；该光伏组件安装于光伏组件固定板上端面上，该倾角传感器安装于光伏组件固定板上；该弧形调节机构包括设置于底座上且转动连接于光伏组件固定板下端面的一立柱、贯穿立柱且两端分别连接至光伏组件固定板下端面的一弧形架、设置于立柱内且位于弧形架下方的一锁紧组件、及设置于立柱外侧且连接于锁紧组件的一操作杆，在该锁紧组件上端面设置有若干下齿牙，在该弧形架上设置有与下齿牙相匹配的若干上齿牙；所述驱动设备分别电连接至操作杆与弧形架；
在所述步骤(4)中，所述驱动设备驱动可调式光伏支架转动的步骤包括：
(4.1)由驱动设备带动操作杆下移，操作杆带动锁紧组件下移，使锁紧组件上的下齿牙与弧形架上的上齿牙分离；
(4.2)驱动设备带动弧形架转动，当太阳高度角B与倾角传感器检测到的倾斜角度C之和等于90°时，则执行步骤(4.3)，否则重复该步骤；
(4.3)驱动设备停止驱动操作杆，锁紧组件回弹复位，则锁紧组件上的下齿牙与弧形架上的上齿牙重新啮合，锁紧组件对弧形架进行锁紧，完成角度调整。
3.实施权利要求1或2所述方法的可调式光伏支架，其特征在于，包括底座、设置于底座上方的光伏组件固定板、连接于底座与光伏组件固定板之间的弧形调节机构、连接于底座与光伏组件固定板之间且位于弧形调节机构一侧边的第一升降组件、及连接于底座与光伏组件固定板之间且位于弧形调节机构另一侧边的第二升降组件，其中，该弧形调节机构包括设置于底座上且转动连接于光伏组件固定板下端面的立柱、贯穿立柱且两端分别连接至光伏组件固定板下端面的弧形架、设置于立柱内且位于弧形架下方的锁紧组件、及设置于立柱外侧且连接于锁紧组件的操作杆。
4.根据权利要求3所述的可调式光伏支架，其特征在于，所述弧形架包括两端分别连接至光伏组件固定板下端面的一弧形块、及设置于弧形块外围且分别位于立柱两侧的一弧形活动条，其中，该弧形块与弧形活动条之间形成有一让位空间，在该弧形块下端面呈弧形分布有位于让位空间中的若干上齿牙；该弧形活动条主要由连接于一体的若干弧形活动块组成，在该弧形活动块背面开设有一弧形滑槽，且在该弧形活动块内侧面设置有一滑柱，每相邻两个弧形活动块之间通过弧形滑槽与滑柱相配合连接于一体。
5.根据权利要求4所述的可调式光伏支架，其特征在于，所述锁紧组件主要由一锁紧块、及连接于锁紧块下端的一弹簧组成，其中，在该锁紧块上表面均匀分布有与上齿牙相匹配的若干下齿牙，该操作杆连接于锁紧块。
6.根据权利要求3所述的可调式光伏支架，其特征在于，所述第一升降组件与第二升降组件的结构相同，分别包括设置于底座上的一固定座、转动连接于固定座的一升降杆、及转动连接于升降杆上端部且连接于光伏组件固定板下端面的一转动杆，其中，该升降杆包括转动连接于固定座的一外杆、下端插设于外杆内的一内杆、及设置于外杆内且连接于内杆下端与固定座内的一复位弹簧，该内杆上端连接于转动杆一端；该转动杆主要由转动连接于内杆上端部的一第一连接杆、及转动连接于第一连接杆的一第二连接杆组成，该第二连接杆连接于光伏组件固定板下表面。
7.根据权利要求3所述的可调式光伏支架，其特征在于，在所述立柱上开设有供弧形架穿过的一穿孔。
8.根据权利要求3所述的可调式光伏支架，其特征在于，在所述立柱侧边上开设有供操作杆穿过并上下移动的一侧开口。
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