CN109164832B - 一种太阳能电池板支架角度自动调整系统 - Google Patents

一种太阳能电池板支架角度自动调整系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种太阳能电池板支架角度自动调整系统，包括太阳能电池板支架和旋转调整系统，旋转调整系统包括基座、旋转机构、旋转控制装置，太阳能电池板支架通过旋转机构与基座连接；旋转控制装置设置带有光敏元件的采光导管，光敏元件设置于采光导管的底部，采光导管设置于太阳能电池板支架边缘，当光敏元件接收到日光照射线时，将产生一个电信号使所述旋转控制装置输出一个指令控制旋转驱动机构的启动或关闭，使太阳能电池板支架保持与太阳光线垂直。本发明结构简单、控制精确，实用性强，能有效提高太阳能电池板的效率。

Description

一种太阳能电池板支架角度自动调整系统
技术领域
本发明涉及光伏应用领域，主要涉及一种追踪精确，结构简单的太阳能追踪系统。
技术背景
随着社会的发展，能源越来越重要，在传统能源面临枯竭以及环境污染越来越严重的情况下，清洁能源的开发越来越重要。太阳能作为一种源源不断的能量，对其开发和利用是解决目前问题的最佳办法。然而对太阳能的利用还十分有限，性价比比较高的多晶硅电池的平均出厂效率在16％左右，如何提高效率，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种太阳能电池板支架角度自动调整系统，能使光伏板支架的角度能够自动调整。
为达到上述目的，本装置包括经度旋转机构、旋转控制装置；
太阳能电池板支架通过所述经度旋转机构与基座连接，所述旋转控制装置连接所述旋转驱动机构；
还设置有采光装置，所述采光装置的信号输出线连接与所述旋转控制装置连接；
所述采光装置包括经度采光导管及设置于所述经度采光导管内的光敏元件；所述经度采光导管设置于所述太阳能电池板支架上，所述经度采光导管为一端敞开、另一端封闭的直管容器，所述经度采光导管的内侧壁设置有吸光材料，所述光敏元件设置于所述经度采光导管内封闭的一端；所述经度采光导管轴线与太阳能电池板的法线有一个夹角；
当所述光敏元件接收到日光照射线时，输出电信号给旋转控制装置，旋转控制装置输出一个指令启动经度旋转机构，使经度旋转机构带动所述太阳能电池板支架沿太阳移动方向旋转一个预定角度。
进一步的，所述经度采光导管设置于太阳能电池板支架的东侧边缘，其敞开口朝向太阳能电池板；
所述经度采光导管的轴线与太阳能电池板的法线的夹角为γ角，所述γ角偏向法线的东侧，所述经度采光导管的敞开口朝向太阳能电池板；
当经度采光导管接收的阳光射线时，所述旋转控制装置根据所述经度采光导管的信号发出指令，使所述经度旋转机构朝西旋转γ角；
进一步的，还包括纬度旋转机构，所述纬度旋转机构设置于基座与经度旋转机构之间，所述纬度旋转机构与基座固定连接，所述经度旋转机构与所述纬度旋转机构动力输出轴旋转副连接；
进一步的，还包括纬度采光导管S和纬度采光导管N；所述纬度采光导管S和纬度采光导管N的信号输出线与所述旋转控制装置连接；
所述纬度采光导管S设置于太阳能电池板支架的南侧边缘上，所述纬度采光导管S的敞开口偏北倾斜并朝向太阳能电池板，其轴线与法线夹角为σ角；
所述纬度采光导管N设置于太阳能电池板支架的北侧边缘上，所述纬度采光导管N的敞开口偏南倾斜并朝向太阳能电池板，其轴线与法线夹角为σ角；
当所述纬度采光导管S接收到阳光射线时，所述纬度采光导管S输出信号至所述旋转控制装置，所述旋转控制装置发出指令使纬度旋转机构向北旋转一个σ角；
当所述纬度采光导管N接收到阳光射线时，所述纬度采光导管N输出信号至所述旋转控制装置，所述旋转控制装置发出指令使纬度旋转机构向南旋转一个σ角。
进一步的，经度采光导管的敞口截面在南北方向的长度大于东西方向长度；
进一步的，所述采光导管内设置有用于调整光敏元件沿采光导管轴向位置的调节装置；
进一步的，还包括一定时器；当所述采光导管在定时器设定的时间范围内接收不到阳光射线，定时器输出信号给旋转控制装置以使旋转控制装置输出控制信号令所述经度旋转机构向西旋转一个设定的角度；
所述定时器设置时间T1，当到达T1时，旋转控制装置发出指令，使所述经度旋转机构旋转到每日初始位置；然后系统关闭处于待机状态；所述定时器设置时间T2，当到达T2时系统开机；
所述初始位置时每日太阳能电池板被阳光垂直照射的位置；
进一步的，所述旋转控制装置还设置有行程开关；当所述经度旋转机构旋转到设定位置时，太阳能电池板支架接触到行程开关，所述经度旋转机构反向转动到初始位置。然后系统关闭处于待机状态。
本发明设置了旋转控制装置和采光装置，在阳光射线于太阳能电池板的法线构成某个角度时，采光导管会接收到阳光射线，根据采光导管输出信号的变化，旋转控制装置据此发出旋转驱动指令，通过经度旋转机构对太阳能电池板支架进行调整，使太阳能电池板垂直于阳光射线；
除了在一天之类太阳在经度位置的变化以外，由于季节的变化，太阳相对于地球的纬度位置也在发生变化，所以，本发明还设置了纬度旋转机构和纬度采光导管，当阳光射线在纬度方向与太阳能电池板的法线之间的夹角达到预设角度时，纬度采光管接收到阳光射线，旋转控制装置因受到信号而发出指令，使纬度旋转机构旋转，调整太阳能电池板支架在纬度方向旋转一个预设的角度，使太阳能电池板支架在季节变化的时候也能保持与阳光保持垂直，尽可能达到最大的工作效率；
由于设置了定时器，当阴天等原因采光导管接收不到阳光射线达到一个设定的时间时，旋转控制装置将发出指令，使经度旋转机构旋转设定的角度，这样可以使调整在阴、晴交替的状况下仍然连续、正常的运行；定时器还能够根据日起、日落之时预设关机和开机时间，从而提高了系统的智能化。本发明采用的太阳能电池板支架角度自动调整系统控制精确，结构简单，实用性强，适用性广。
附图说明
图1是本发明的实施例1示意图；
图2是本发明的实施例2示意图；
图3是图2的A向视图；
图4是实施例3示意图
图中1—太阳能电池板，2—太阳能电池板支架，3-1—经度旋转机构，3-2—纬度旋转机构，4—基座，5—旋转控制装置，6—经度采光导管，7—纬度采光导管，8—纬度采光导管，9-1—行程推杆，9-2—行程开关
具体实施方式
下面结合附图对实施例做进一步说明。
实施例1，
本实施例提供一种太阳能电池板支架角度自动调整系统
见图1，太阳能电池板支架2通过旋转装置与基座4连接，旋转装置包括经度旋转机构3-1；
在太阳能电池板支架2的东侧设置了经度采光导管6，采光导管与太阳能电池板1的法线夹角为θ，θ角度为5°～15°；
见图1，在当日内，当阳光射线从垂直于太阳能电池板方向起偏转θ角时，阳光通过太阳能电池板反射进入经度采光导管6，经度采光导管6的内光敏元件感受的阳光射线，从而发生电信号使旋转控制装置启动经度旋转机构3-1，太阳能电池板支架经度方向旋转θ角后停止，使太阳能电池板垂直于阳光照射线，见图1的旋转方向。
实施例2
本实施例提供一种太阳能电池板支架角度自动调整系统
见图2，图3，在实施例1的基础上增加了纬度旋转机构3-2；南、北侧增加设置了纬度采光导管7、8；还增加了定时器，纬度采光导管与太阳能电池板1的法线夹角为θ，θ角度为5°～15°；
季节的变化，阳光射线在纬度方向会产生偏角，当发生了偏角σ时，见图2，反射光线射入纬度采光导管7，纬度采光导管7内光敏元件感受到阳光照射而发生电信号使旋转控制装置5启动纬度旋转机构3-2，太阳能电池板支架在纬度方向向北旋转σ角后，纬度旋转机构3-2停止运行；见图2示旋转方向。旋转后，太阳能电池板与光线垂直；当纬度采光导管8内的光敏元件受光时，旋转控制装置发出指令使纬度旋转机构在纬度方向向南旋转σ角；
经度采光导管6的截面尺寸在南北向较大，对于阳光照射在纬度上偏角容错区间较大；
在太阳能电池板支架的经度角调整后，再通过纬度采光导管7或纬度采光导管8对太阳能电池板支架的纬度角进行调整；
由于设置了定时器，见图3，当经度采光导管在定时器设定的时间范围内接收不到阳光射线，定时器输出信号给旋转控制装置以使旋转控制装置输出控制信号令所述经度旋转机构向西旋转一个设定的角度；
定时器预设了开机时间和关机时间，当到达关机时间时，旋转控制装置发出指令，使所述经度旋转机构旋转到每日初始位置；然后系统关闭处于待机状态；当到达关机时间时，系统开机，所述初始位置时每日太阳能电池板被阳光垂直照射的位置。
实施例3
本实施例提供一种太阳能电池板支架角度自动调整系统
在实施例2的基础上增加了行程开关
见图4，设置的行程开关9-2和行程推杆9-1，当经度旋转机构旋转到设定位置时，行程推杆9-1接触到行程开关9-2，所述经度旋转机构反向转动到初始位置，然后系统关闭处于待机状态。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种太阳能电池板支架角度自动调整系统，其特征在于：包括经度旋转机构、旋转控制装置；
太阳能电池板支架通过所述经度旋转机构与基座连接，所述旋转控制装置连接所述经度旋转机构；
还设置有采光装置，所述采光装置的信号输出线连接与所述旋转控制装置连接；
所述采光装置包括经度采光导管及设置于所述经度采光导管内的光敏元件；所述经度采光导管设置于所述太阳能电池板支架上，所述经度采光导管为一端敞开、另一端封闭的直管容器，所述经度采光导管的内侧壁设置有吸光材料，所述光敏元件设置于所述经度采光导管内封闭的一端；所述经度采光导管轴线与太阳能电池板的法线有一个夹角；
当所述光敏元件接收到日光照射线时，输出电信号给旋转控制装置，旋转控制装置输出一个指令启动经度旋转机构，使经度旋转机构带动所述太阳能电池板支架沿太阳移动方向旋转一个预定角度；所述经度采光导管设置于太阳能电池板支架的东侧边缘，其敞开口朝向太阳能电池板；
所述经度采光导管的轴线与太阳能电池板的法线的夹角为γ角，所述γ角偏向法线的东侧，所述经度采光导管的敞开口朝向太阳能电池板；
当经度采光导管接收的阳光射线时，所述旋转控制装置根据所述经度采光导管的信号发出指令，使所述经度旋转机构朝西旋转γ角。
2.如权利要求1所述的一种太阳能电池板支架角度自动调整系统，其特征在于：还包括纬度旋转机构，所述纬度旋转机构设置于基座与经度旋转机构之间，所述纬度旋转机构与基座固定连接，所述经度旋转机构与所述纬度旋转机构动力输出轴旋转副连接。
3.如权利要求2所述的一种太阳能电池板支架角度自动调整系统，其特征在于：还包括纬度采光导管S和纬度采光导管N；所述纬度采光导管S和纬度采光导管N的信号输出线与所述旋转控制装置连接；
所述纬度采光导管S设置于太阳能电池板支架的南侧边缘上，所述纬度采光导管S的敞开口偏北倾斜并朝向太阳能电池板，其轴线与法线夹角为σ角；
所述纬度采光导管N设置于太阳能电池板支架的北侧边缘上，所述纬度采光导管N的敞开口偏南倾斜并朝向太阳能电池板，其轴线与法线夹角为σ角；
当所述纬度采光导管S接收到阳光射线时，所述纬度采光导管S输出信号至所述旋转控制装置，所述旋转控制装置发出指令使纬度旋转机构向北旋转一个σ角；
当所述纬度采光导管N接收到阳光射线时，所述纬度采光导管N输出信号至所述旋转控制装置，所述旋转控制装置发出指令使纬度旋转机构向南旋转一个σ角。
4.如权利要求1所述的一种太阳能电池板支架角度自动调整系统，其特征在于：经度采光导管的敞口截面在南北方向的长度大于东西方向长度。
5.如权利要求1所述的一种太阳能电池板支架角度自动调整系统，其特征在于：所述采光导管内设置有用于调整光敏元件沿采光导管轴向位置的调节装置。
6.如权利要求1所述的一种太阳能电池板支架角度自动调整系统，其特征在于：还包括一定时器；
当所述采光导管在定时器设定的时间范围内接收不到阳光射线，定时器输出信号给旋转控制装置以使旋转控制装置输出控制信号令所述经度旋转机构向西旋转一个设定的角度；
所述定时器设置时间T1，当到达T1时，旋转控制装置发出指令，使所述经度旋转机构旋转到每日初始位置；然后系统关闭处于待机状态；所述定时器设置时间T2，当到达T2时系统开机；
所述初始位置时每日太阳能电池板被阳光垂直照射的位置。
7.如权利要求1所述的一种太阳能电池板支架角度自动调整系统，其特征在于：所述旋转控制装置还设置有行程开关；
当所述经度旋转机构旋转到设定位置时，太阳能电池板支架接触到行程开关，所述经度旋转机构反向转动到初始位置；然后系统关闭处于待机状态。
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