太阳能发电装置
技术领域
本发明涉及新能源技术领域,更具体地,涉及一种太阳能发电装置。
背景技术
随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有电力能源的来源主要有三种,即火电、水电、核电和风力发电。风力发电作为一种清洁的可再生能源,具有广泛的发展前景。风能储量大,广泛发展风力发电是解决中国能源供应不足的有效途径;风力发电属于清洁能源的应用,是减少温室气体排放的有效途径。
现有的太阳能发电装置占地面积较大,需要较为宽敞的地方来布置。并且,现有的太阳能发电装置的太阳能板固定方式较为单一,不具有自动调节能力或者自动调节能力较差,因此,大大降低了发电效率。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种结构紧凑、布设使用方便、集成化程度高,并且具有极高的发电效率的太阳能发电装置,以解决现有技术中存在的问题。
根据本发明提供一种太阳能发电装置,包括:
底座,为可移动结构;
控制箱,设于所述底座上;
剪叉机构,可转动设于所述控制箱的顶壁上;
其中,所述剪叉机构包括支撑座、多个剪叉单元、驱动器和保护盖,多个剪叉单元之间自下而上依次可转动连接,所述驱动器设于相邻的两个剪叉单元之间来驱动对应的所述剪叉单元的伸缩,所述多个剪叉单元中处于底部的所述剪叉单元的下端可滑动连接于所述支撑座上,处于顶部的所述剪叉单元的上端可滑动连接于所述保护盖上,从而形成所述剪叉机构的可上下伸缩结构,各个剪叉单元分别包括第一剪叉架和第二剪叉架,所述第一剪叉架和第二剪叉架彼此交叉设置并经铰接转轴连接,
相邻的两个所述剪叉单元中,包括上部剪叉单元和下部剪叉单元,所述上部剪叉单元上铰接转轴下方的两侧上分别设有一太阳能电池板,其中位于所述铰接转轴第一侧的为第一太阳能电池板,位于所述铰接转轴第二侧的为第二太阳能电池板,各个所述太阳能电池板分别可转动连接于所述上部剪叉单元上,与所述上部剪叉单元相邻的所述下部剪叉单元上设有一反光板,所述反光板位于所述下部剪叉单元上铰接转轴的上方并位于所述铰接转轴的第一侧,并且所述反光板位于所述第一太阳能电池板的下方,所述反光板朝向所述第二太阳能电池板设置,从而将射向所述反光板的太阳光反射至所述第二太阳能电池板上来实现所述第二太阳能电池板对太阳光能量的吸收,所述第一太阳能电池板朝向太阳设置从而接收太阳光的太阳能。
优选地,所述剪叉机构还包括用于驱动所述反光板转动的翻转电机,所述翻转电机安装于对应的所述剪叉单元上,
其中,所述翻转电机的动力输出轴与所述反光板的转轴传动连接。
优选地,所述驱动器为液压缸,相邻的两个所述剪叉单元中,所述液压缸的缸筒尾端可转动安装于所述下部剪叉单元上铰接转轴的第一侧,缸杆的端头可转动连接于所述上部剪叉单元上铰接转轴的第二侧。
优选地,所述剪叉机构中,处于底部的所述剪叉单元的下端设有多个滚轮,
所述支撑座上顶面上设有滑轨,多个所述滚轮设于所述滑轨内。
优选地,所述滑轨的数目为两个,两个所述滑轨间隔预设距离地相对设置,
所述滚轮的数目为四个,四个所述滚轮分成两组,各组所述滚轮分别设于对应的一所述导轨内。
优选地,所述支撑座和控制箱之间设有回转支撑,所述支撑座的底部经回转支撑连接于所述控制箱上,
其中,所述回转支撑的外圈固定于所述控制箱的顶壁上,所述支撑座固定于所述回转支撑的内圈上,所述电控箱的顶壁上安装有回转马达,所述回转马达的转轴上连接有齿轮,所述齿轮与所述回转支撑的内圈啮合传动。
优选地,所述剪叉机构中,处于顶部的所述剪叉单元的上端设有多个滚轮,
所述保护盖上设有滑轨,多个所述滚轮设于所述滑轨内。
优选地,所述滑轨的数目为两个,两个所述滑轨间隔预设距离地相对设置,
所述滚轮的数目为四个,四个所述滚轮分成两组,各组所述滚轮分别设于对应的一所述导轨内。
优选地,各个所述剪叉单元的第二剪叉架插设于第一剪叉架内,所述第一剪叉架和第二剪叉架的中间部分经所述铰接转轴连接,
各个所述剪叉单元的第一剪叉架和第二剪叉架分别包括第一剪叉臂、第二剪叉臂、第一连接杆和第二连接杆,所述第一剪叉臂和第二剪叉臂间隔预设距离的彼此平行设置,所述第一连接杆和第二连接杆各自的两端分别可转动连接于所述第一剪叉臂和第二剪叉臂上,
并且,所述第一连接杆和第二连接杆彼此间隔预设距离的彼此平行设置,所述第一连接杆和第二连接杆分别位于对应的剪叉单元的铰接转轴的两侧。
优选地,所述控制箱内设有蓄电池,各个所述太阳能电池板分别与所述蓄电池电性连接。
本发明提供的太阳能发电装置,可在使用时展开,非使用状态下收起防护,布设使用方便。该太阳能发电装置的各个太阳能电池板形成两组阵列,两组太阳能电池板阵列自上而上设于各个剪叉单元上,节凑紧凑,集成化程度高。使用过程中,可根据需要实现两组太阳能电池板阵列倾斜角度的实时调节,以及对反光板反射角度的实时调节,从而实现对太阳能的最大化吸收转化,发电效率极高。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1-2从不同视角示出了根据本发明实施例的太阳能发电装置的立体结构示意图。
图3为图1中的A部放大图。
图4为图2中的B部放大图。
图5示出了根据本发明实施例的太阳能发电装置的主视图。
图6示出了根据本发明实施例的太阳能发电装置的后视图。
图7示出了根据本发明实施例的太阳能发电装置的右视图。
图8-9从不同视角示出了根据本发明实施例的太阳能发电装置的第一剪叉架的立体结构示意图。
图10示出了根据本发明实施例的太阳能发电装置的第二剪叉架的立体结构示意图。
图11示出了根据本发明实施例的太阳能发电装置的保护盖立体结构示意图。
图12-13从不同视角示出了根据本发明实施例的太阳能发电装置的太阳能电池板的左视图。
图14示出了根据本发明实施例的太阳能发电装置的控制系统的结构示意图。
图中:回转支撑100、底座1、控制箱2、剪叉机构3、支撑座31、剪叉单元32、第一剪叉架321、第一剪叉架的第一剪叉臂3211、固定柱3210、第一剪叉架的第二剪叉臂3212、第一剪叉架的第一连接杆3213、第一剪叉架的第二连接杆3214、第二剪叉架322、第二剪叉架的第一剪叉臂3221、第二剪叉架的第二剪叉臂3222、第二剪叉架的第一连接杆3223、第二剪叉架的第二连接杆3224、铰接转轴323、驱动器33、保护盖34、太阳能电池板阵400、第一太阳能电池板41、第二太阳能电池板42、反光板51、翻转电机52、圆柱形弹簧6、蓄电池71、光伏控制器72、逆变器73、电网74、总控制器75、位移传感器76、液压泵站77、直流负载8。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中,相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。
如图1至图13所示,本发明提供一种太阳能发电装置,该太阳能发电装置包括底座1、控制箱2和剪叉机构3。底座1,为可移动结构;控制箱2,设于所述底座1上;剪叉机构3,可转动设于所述控制箱2的顶壁上。
其中,所述剪叉机构3包括支撑座31、多个剪叉单元32、驱动器33和保护盖34,多个剪叉单元32之间自下而上依次可转动连接,所述驱动器33设于相邻的两个剪叉单元32之间来驱动对应的所述剪叉单元32的伸缩,所述多个剪叉单元32中处于底部的所述剪叉单元32的下端可滑动连接于所述支撑座31上,处于顶部的所述剪叉单元32的上端可滑动连接于所述保护盖34上,从而形成所述剪叉机构3的可上下伸缩结构,各个剪叉单元32分别包括第一剪叉架321和第二剪叉架322,所述第一剪叉架321和第二剪叉架322彼此交叉设置并经铰接转轴323连接。
相邻的两个所述剪叉单元32中,包括上部剪叉单元和下部剪叉单元,所述上部剪叉单元上铰接转轴323下方的两侧上分别设有一太阳能电池板,其中位于所述铰接转轴323第一侧的为第一太阳能电池板41,位于所述铰接转轴323第二侧的为第二太阳能电池板42。各个所述太阳能电池板分别可转动连接于所述上部剪叉单元上,与所述上部剪叉单元相邻的所述下部剪叉单元上设有一反光板51,所述反光板51位于所述下部剪叉单元上铰接转轴323的上方并位于所述铰接转轴323的第一侧,并且所述反光板51位于所述第一太阳能电池板41的下方。所述反光板51朝向所述第二太阳能电池板42设置,从而将射向所述反光板51的太阳光反射至所述第二太阳能电池板42上来实现所述第二太阳能电池板42对太阳光能量的吸收,所述第一太阳能电池板41朝向太阳设置从而接收太阳光的太阳能。
该实施例中的多个太阳能电池板形成太阳能电池板阵400(参见图14)。
下面结合附图,对该实施例中的太阳能发电装置进行较为详细的介绍。
该实施例中,自下而上共设有四个剪叉单元32,分别为第一剪叉单元、第二剪叉单元、第三剪叉单元和第四剪叉单元32,四个剪叉单元32之间依次相连接,第一剪叉单元处于底部并可滑动连接于支撑座31上,第四剪叉单元32处于顶部并可滑动连接于保护盖34上。需要说明的是,剪叉单元32的数目不限于四个,其具体数目可根据需要设定,例如设为两个、三个、五个、六个或者更多个。各个所述剪叉单元32的第二剪叉架322插设并收容于第一剪叉架321内,所述第一剪叉架321和第二剪叉架322的中间部分经所述铰接转轴323连接。各个所述剪叉单元32的第一剪叉架321和第二剪叉架322分别包括第一剪叉臂、第二剪叉臂、第一连接杆和第二连接杆,所述第一剪叉臂和第二剪叉臂间隔预设距离的彼此平行设置,第一连接杆和第二连接杆各自的两端分别可转动连接于所述第一剪叉臂和第二剪叉臂上。其中,第一连接杆位于对应剪叉单元32的铰接转轴323的下方,第二连接杆位于对应剪叉单元32的铰接转轴323的上方。并且,所述第一连接杆和第二连接杆彼此间隔预设距离的彼此平行设置,所述第一连接杆和第二连接杆分别位于对应的剪叉单元32的铰接转轴323的两侧。在一个剪叉单元32中,第一剪叉架321和第二剪叉架322经两个铰接转轴323连接,具体为第一剪叉架321的第一剪叉臂3211与第二剪叉架322的第一剪叉臂3221的中间部位经一铰接转轴323连接,第一剪叉架321的第二剪叉臂3212与第二剪叉架322的第二剪叉臂3222的中间部位经一铰接转轴323连接,从而使得一个剪叉单元32中两个剪叉臂彼此交叉为X形并可彼此可转动的结构。相邻的两个剪叉单元32中,下部剪叉单元的第一剪叉架321的第一剪叉臂3211的上端与上部剪叉单元的第二剪叉架322的第一剪叉臂3221的下端可转动连接,下部剪叉单元的第一剪叉架321的第二剪叉臂3212的上端与上部剪叉单元的第二剪叉架322的第二剪叉臂3222的下端可转动连接;下部剪叉单元的第二剪叉架322的第一剪叉臂3221的上端与上部剪叉单元的第一剪叉架321的第一剪叉臂3211的下端可转动连接,下部剪叉单元的第二剪叉架322的第二剪叉臂3222的上端与上部剪叉单元的第一剪叉架321的第二剪叉臂3212的下端可转动连接。
各个剪叉单元32对应的设有一驱动器33,该实施例中,所述驱动器33为液压缸,相邻的两个所述剪叉单元32中,所述液压缸的缸筒尾端可转动安装于所述下部剪叉单元上铰接转轴323的第一侧,缸杆的端头可转动连接于所述上部剪叉单元上铰接转轴323的第二侧。具体地,用于驱动第一剪叉单元的液压缸的缸筒尾端可转动连接于支撑座31上,缸杆的端头可转动连接于第一剪叉单元的第一剪叉架321的第二连接杆3214上;用于驱动第二剪叉单元的液压缸的外筒的尾端可转动连接于第一剪叉单元的第二剪叉架322的第二连接杆3224上,缸杆的端头可转动连接于第二剪叉单元的第一剪叉架321的第二连接杆3214上。对于用于驱动第三剪叉单元和第四剪叉单元32的液压缸与用于驱动第二剪叉单元的液压缸设置方式相同,此处不再赘述。
该实施例中,各个液压缸上设有位移传感器76,用于测量液压缸的外伸距离。
所述剪叉机构3中,处于底部的第一剪叉单元的两个剪叉架的四个剪叉臂的下端各设有一滚轮,所述支撑座31上顶面上设有滑轨,四个所述滚轮设于所述滑轨内。所述滑轨的数目为两个,两个所述滑轨间隔预设距离地相对设置。四个所述滚轮分成两组,各组所述滚轮分别设于对应的一所述导轨内。
所述剪叉机构3中,处于顶部的第四剪叉单元32的四个剪叉臂的上端各设有一滚轮,所述保护盖34上设有滑轨,四个所述滚轮设于所述滑轨内。所述滑轨的数目为两个,两个所述滑轨间隔预设距离地相对设置。四个所述滚轮分成两组,各组所述滚轮分别设于对应的一所述导轨内。
该实施例中,太阳能电池板分别设于第二剪叉单元、第三剪叉单元和第四剪叉单元32上。其中,第二至第四剪叉单元32中,各个剪叉单元32的第一剪叉架321和第二剪叉架322的铰接转轴323的下方分别设有一太阳能电池板,位于第一剪叉架321上的太阳能电池板为第一太阳能电池板41,位于第二剪叉架322上的太阳能电池板为第二太阳能电池板42。其中,第一太阳能电池朝向对应剪叉单元32的外部,用于朝向太阳光线照射的方向设置来接收太阳光线照射,该第一太阳能电池板41的转轴可转动设于对应的第一剪叉架321上;第二太阳能电池板42朝向对应的剪叉单元32的内部,该第二太阳能电池板42所在的剪叉单元32的下部剪叉单元的第一剪叉架321上铰接转轴323的下方设有所述反光板51,反光板51与第一太阳能电池板41位于同一侧,并位于上部剪叉单元的第一太阳能电池板41的下方,反光板51用于接收来自太阳光线并反射至上部的第二太阳能电池板42上,从而实现该第二太阳能电池板42对太阳能的吸收。该实施例,第一太阳能电池板41和第二太阳能电池板42平行于各自的剪叉单元32所在平面设置。各个第一太阳能电池板41自上而下形成第一太阳能电池板阵列,各个第二太阳能电池板42自上而下形成第二太阳能电池板阵列,反光板51自上而下形成反光板阵列,第一太阳能电池板阵列直接朝向太阳接收太阳光线,第二太阳能电池板阵列通过反光板阵列间接接收太阳光线。
当然,也可仅选择其中的几个剪叉单元设置太阳能电池板。
进一步地,所述剪叉机构3还包括用于驱动所述反光板51转动的翻转电机52,所述翻转电机52安装于对应的剪叉单元32上。其中,所述翻转电机52的动力输出轴与所述反光板51的转轴传动连接。如此,反光板51可根据需要,例如一天中太阳的东升西落造成的太阳光照射角度的变化),以及对应的太阳能电池板的偏转角度变化来调整反光板51的翻转角度,使得反光板51最大化程度的将太阳光线反射至对应的第二太阳能电池板42上。
进一步地,第一太阳能电池板41和第二太阳能电池板42各自的转轴朝向两侧穿出对应的剪叉架,第一太阳能电池板41和第二太阳能电池板42各自转轴的外伸端头上套设并固定有圆柱形弹簧6,对应的剪叉架的第一剪叉臂的外壁上设有固定柱3210,该圆柱形弹簧6的一自由端穿过固定柱3210并固定于固定柱3210上。如此,当剪叉机构3下落收起时,第一太阳能电池板41和第二太阳能电池板42能够随着对应的剪叉单元32和驱动器33实现随动翻转,避免彼此之间的运动干涉,例如太阳能电池板与对应的驱动器33之间的干涉;当该剪叉机构3升起展开时,第一太阳能电池板41和第二太阳能电池板42在圆柱形弹簧6的回弹力作用自动复位。
该实施例中,第一太阳能电池板41的转轴为对应剪叉单元32的第一剪叉架321的第一连接杆3213,第二太阳能电池板42的转轴为对应的剪叉单元32的第二剪叉架322的第一连接杆3223。
底座1上设有万向轮,从而便于整个太阳能发电装置的移动和搬运。
所述支撑座31和控制箱2之间设有回转支撑100,所述支撑座31的底部经回转支撑100连接于所述控制箱2上。其中,所述回转支撑100的外圈固定于所述控制箱2的顶壁上,所述支撑座31固定于所述回转支撑100的内圈上,所述电控箱的顶壁上安装有回转马达,所述回转马达的转轴上连接有齿轮,所述齿轮与所述回转支撑100的内圈啮合传动。
图14示出了根据本发明实施例的太阳能发电装置的控制系统的结构示意图。参考图14,所述控制箱2内设有总控制器75、蓄电池71、光伏控制器72和逆变器73,光伏控制器72与总控制器75之间电性连接,实现彼此之间的通信,蓄电池71、逆变器73和太阳能电池板阵400分别与光伏控制器72电性连接。光伏控制器72经逆变器73接入电网74,太阳能电池板阵400收集的太阳能转化为电能并收集至蓄电池71内,光伏控制器72控制蓄电池71输出直流电,输出的直流电可分成两路,一路直接输送到直流负载,供直流负载使用,另一路可经逆变器将多余的电能输送至电网,获得电价。该处所指直流负载具体为太阳能发电装置上应用的直流负载。进一步地,位移传感器76、翻转电机52、液压泵站77分别与总控制器75电性连接。
该实施例中,该太阳能发电装置的各个电器元件集中设于控制箱2内,此处不再赘述。
进一步地,该太阳能发电装置还包括液压泵站77,该液压泵站77可采用集成式液压泵站77,例如采用插装阀的液压动力单元,集成结构的液压泵站77结构紧凑,可设于控制箱2内。液压泵站77分别经液压管路(图中未示)与各个液压缸和回转马达(图中未示)连接,通过液压泵站77提供压力油来驱动各个液压缸和回转马达转动。
该实施例中,控制箱2的外壁上开设有散热孔和管线孔,散热孔用于控制箱2内的散热,管线孔用于导线以及液压管线的走线。
该实施例中的太阳能发电装置使用时,总控制器75控制液压泵站77启动,液压泵站77驱动液压缸动作将剪叉机构3展开,液压缸缸杆外伸的距离由总控制根据时间(例如季节、具体日期等)来确定,从而控制剪叉机构3的展开幅度,进而确定太阳能电池板的倾斜角度来实现对太阳能的最大化吸收转化。反光板51由总控制器75根据太阳能电池板的倾斜角度来控制翻转电机52调整倾斜角度,进而将太阳光最大程度的反射到对应的第二太阳能反光板51上。通过控制回转马达转动可根据需要(例如根据季节和该太阳能发电装置的使用地域)来实现对剪叉机构3倾转角度的适度调整。
进一步地,在该太阳能发电装置使用时,可根据太阳光照射角度的变化间隔预设时长(例如白天时间段内每间隔1小时)来控制各个液压缸动作,来调整剪叉机构3的展开幅度,进而实现对太阳能电池板倾斜角度的实时调节,从而实现最大化的太阳能吸收效率。
再参考图5至图6,在白天时间段,太阳东升西落的照射角度变化过程中,在中午12点之前,各个第一太阳能电池板41大致朝向东方太阳光的方向;中午12点之后,回转马达驱动整个剪叉机构3回转180°,使得各个第一太阳能电池板41整体转向西方,从而实现跟随太阳运动的随动。具体过程可参考前述几段的叙述。
当该太阳能发电装置在非使用状态下,例如夜间、风雨等恶劣天气或者运输时,可将剪叉机构3收起,保护盖34罩在整个剪叉机构3上,从而对该太阳能发电装置形成保护,防止该太阳能发电装置锈蚀、折损等,且易于搬运。
本申请中的太阳能发电装置,可在使用时展开,非使用状态下收起防护,布设使用方便。该太阳能发电装置的各个太阳能电池板形成两组阵列,两组太阳能电池板阵列自上而上设于各个剪叉单元32上,节凑紧凑,集成化程度高。使用过程中,可根据需要实现两组太阳能电池板阵列倾斜角度的实时调节,以及对反光板51反射角度的实时调节,从而实现对太阳能的最大化吸收转化,发电效率极高。
应当说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是:显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。