CN109510571A - 光伏发电装置及光伏发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏发电装置,包括光伏支撑机构、导向机构和动力机构；所述光伏支撑机构和所述导向机构连接，所述光伏支撑机构沿所述导向机构的延伸方向展开或收起；所述动力机构与所述光伏支撑机构连接，所述动力机构带动所述光伏支撑机构和所述导向机构运动，所述动力机构运动的方向与所述光伏支撑机构展开或收起的方向设置有夹角。本发明有益效果在于：所述动力机构带动所述光伏支撑机构和导向机构运动，使所述光伏支撑机构的光伏发电面始终面向太阳，提高了单位面积的发电效率；另外，所述光伏支撑机构结构简单，便于安装拆卸，发电量可根据发电需求随时调节。本发明还提供了一种光伏发电系统。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，具体涉及一种光伏发电装置及光伏发电系统。
背景技术
随着光伏电站弃光限电日益严重，具有就地消纳能力的分布式光伏电站逐渐取代集中式光伏电站成为光伏发电的主流方向，在较小成本增加基础上大幅度提高分布式光伏电站发电量是分布式光伏产业关注的一个重点方向。
传统的光伏发电装置采用集成式安装，结构复杂且安装繁琐，一般在发电系统规模达到一定程度时才具有单位成本优势，而且单位面积发电效率低。分布式光伏电站系统容量小、要求单位面积发电效率高，因此集成式的光伏发电装置不适合分布式光伏发电领域。
发明内容
为满足分布式电站系统容量小、单位面积发电效率高等需求，本发明提供了一种结构简单便于安装拆卸、单位面积发电效率高的光伏发电装置及光伏发电系统。
本发明提供了一种光伏发电装置,包括光伏支撑机构、导向机构和动力机构；所述光伏支撑机构和所述导向机构连接，所述光伏支撑机构沿所述导向机构的延伸方向展开或收起；所述动力机构与所述光伏支撑机构连接，所述动力机构带动所述光伏支撑机构和所述导向机构运动，所述动力机构运动的方向与所述光伏支撑机构展开或收起的方向设置有夹角。
本发明的有益效果在于,所述动力机构带动所述光伏支撑机构和导向机构运动，使所述光伏支撑机构的光伏发电面始终面向太阳，提高了单位面积的发电效率；另外，所述光伏支撑机构结构简单，便于安装拆卸，发电量可根据发电需求随时调节。
进一步，所述动力机构与所述光伏支撑机构置于同一平面上。
进一步，所述动力机构包括角度调整器，所述动力机构通过设置角度调整器的角度沿预设轨迹运动。所述预设轨迹为平滑的螺旋轨迹。
进一步，所述角度调整器设置有旋转轮，所述旋转轮上设置有制动器。
进一步，所述动力机构还包括电机，所述电机与所述光伏支撑机构连接,所述旋转轮与所述电机连接，所述电机驱动所述旋转轮运动。
进一步，所述光伏支撑机构包括至少一个支撑架，所述支撑架呈V型，所述至少一个支撑架之间活动连接。
进一步，所述支撑架设置上有角度开合控制器，所述角度开合控制器用于控制所述支撑架的开合角度。
进一步，所述光伏支撑机构还包括光伏组件，所述光伏组件置于所述支撑架上。
本发明还提供了一种光伏发电系统，包括N个光伏发电装置，所述N个光伏发电装置并排连接。
本发明的有益效果在于,相邻所述光伏发电装置并排连接，至少一组所述动力机构带动所述光伏支撑机构和所述导向机构共同运动，对于野外工作，或者其他需要经常更换位置的太阳能发电场合，本装置可快速安装和拆卸，给使用带来了很大的便利。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明发电装置实施例一的立体结构示意图；
图2为图1本发明发电装置实施例一的侧视图；
图3本发明发电装置实施例一中滑动轴承的结构示意图；
图4实线为图1本发明发电装置实施例一中运动过程中旋转轮的运行轨迹；虚线为本发明发电装置运动过程中运行到不同位置时的轨迹；
图5为本发明发电装置实施例二的立体结构示意图；
图6为本发明发电装置实施例二的侧视图；
图7为本发明提供的光伏发电系统的两条轨道的结构示意图；
附图标号：
光伏支撑机构-10；导向机构-20；动力机构-30；光伏组件-11；
支撑架-12；连接轴-13；角度合叶-14；
轨道-21；固定轴-22；滑动轴承-23；
角度调整器-31；旋转轮-310；滚轮-301；电机-32；
连接梁-24；光伏发电装置-1。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，光伏发电装置包括光伏支撑机构10、导向机构20和动力机构30，光伏支撑机构10和导向机构30连接，动力机构20与光伏支撑机构10连接，动力机构30设置有角度调整器31和电机32，角度调整器31与电机32连接，角度调整器31用于设置运动的方向，电机32运行时，电机32驱动角度调整器31沿预设的轨迹运动。电机32的另一端与光伏支撑机构10连接，电机32为光伏支撑机构10提供动力，角度调整器31沿预设轨迹运动时，电机32带动光伏支撑机构10运动，光伏支撑机构10沿导向机构20的延伸方向展开或收起，光伏支撑机构10上设置有光伏组件11，光伏组件11与电机32电连接，光伏组件11将太阳能转化为电能，为电机32提供运行的电能。
本发明的有益效果在于：动力机构30带动光伏支撑机构10和导向机构20运动，使光伏支撑机构10的光伏发电面始终面向太阳，提高了单位面积的发电效率；另外，光伏支撑机构10结构简单，便于安装拆卸，发电量可根据发电需求随时调节。
实施例一
如图1、图2所示，本实施例提供了一种光伏发电装置,包括光伏支撑机构10、导向机构20和动力机构30；光伏支撑机构10和导向机构20连接，光伏支撑机构10沿导向机构20的延伸方向展开或收起；动力机构30与光伏支撑机构10连接，动力机构30带动光伏支撑机构10和导向机构20运动，动力机构30运动的方向与光伏支撑机构10展开或收起的方向在同一个平面上且有夹角。
光伏支撑机构10包括光伏组件11和支撑架12，支撑架12采用可对称折叠的支撑架12，支撑架12呈V型倒置于导向机构20上，支撑架12之间采用活动连接，本实施例采用轴连接，将连接轴13与可对称折叠的支撑架12的开口端连接。支撑架12的对称折叠处设置有角度开合控制器，角度开合控制器用于控制支撑架的开合角度，角度开合器采用角度合叶14，但本发明实施例不限于此，角度合叶14开合最大角度设置为小于180度，通过控制角度合叶14的角度，控制支撑架12在固定的角度范围内活动，实现支撑架12的角度调整以及防止支撑架12在运动中倾倒在导向机构20上。光伏支撑机构10结构简单、便于安装拆卸可满足分布式电站系统容量小、发电效率高的发电需求，本发明可因地制宜地根据发电需求实现发电装置的快速展开或收起。
本实施例中，光伏组件11设置在支撑架12上，用于将太阳能转换为电能，光伏组件11与电机32电连接，光伏组件11为动力机构30提供运行所需的电能，光伏组件11采用薄膜太阳能电池，将薄膜太阳能电池粘结在支撑架12上，薄膜太阳能电池可跟随支撑架12的滑动而展开或收起。因薄膜太阳能电池具有轻、薄、柔的特点，在分布式发电领域，一直被广泛使用。薄膜太阳能电池可采用非晶硅柔性太阳能电池、铜铟镓硒柔性太阳能电池、碲化镉柔性太阳能电池中的一种，但本发明不限于此。
导向机构20采用轨道21，本实施例中采用两条轨道21，且两条轨道21长度相同，但本发明不限于此，两条轨道21在同一平面上且平行放置，在同一平面上且平行放置的两条轨道21通过与支撑架12的连接进行相对位置的固定。在本实施例中，其中一条轨道21的一端与固定轴22连接，两条轨道21在支撑架12的带动下绕固定轴22作扇形运动。
如图3所示，导向机构20还包括滑动连接件23，光伏支撑机构10通过滑动连接件23与轨道21连接，滑动连接件23采用轴对称的滑动轴承231和滑动轴承232，轴对称的滑动轴承231和滑动轴承232通过固定块233连接且内部直径不相等，本实施例中将滑动轴承231与支撑架12套连，滑动轴承232与轨道21套连，这样设置可大大减少支撑架12在滑动的时候的摩擦力，便于支撑架12的展开或收起。当电机32产生带动支撑架12的驱动力时，支撑架12通过滑动轴承23在轨道21上滑动，实现支撑架12的展开或收起。在本发明中，滑动轴承23可采用由石墨材质制成的石墨轴承，石墨轴承具有无油润滑的特点，将大大减少了轴承在滑动时产生的摩擦力。
动力机构30包括角度调整器31和电机32，所述动力机构30通过设置角度调整器31的角度沿预设轨迹运动。预设轨迹为平滑的螺旋轨迹。角度调整器31采用旋转轮311，旋转轮311上设置有制动器，所述动力机构还包括滚轮301，滚轮301置于电机上且位于轨道两侧，这样设置可提高本装置在运动中的速度，但本发明不限于此，旋转轮311为活动的脚轮且允许水平360度旋转。电机32与光伏支撑机构10电连接。本实施例中，旋转轮311置于电机32的前端，电机32置于两条平行轨道21中间，电机32沿两条平行的轨道21运动。电机32的一端与支撑架12可拆卸连接，具体可采用螺栓连接，但本发明不限于此，电机32内部设置有驱动力传感器，驱动力传感器在带动支撑架12沿轨道21运行的过程中可以时刻感知驱动力的变化，防止由于机械卡滞造成的故障发生；当驱动力异常时，电机32可以提供报警信号并停止相应动作。电机32内部设置有控制器，该控制器内部初始化了一整套针对本光伏发电装置展开或收起的程序算法，可以通过远程交互的方式控制支撑架12的展开或收起。
本发明运行工作原理如下：
启动电机32的电动开关，当需要实现展开功能时，电机32内部的控制器控制旋转轮311的方向，使旋转轮311的方向与轨道21自由端的夹角小于90度，此时电机32产生了垂直于轨道21的力，该力的力臂为固定轴22到电机32的垂直距离，由于力臂足够长所以很小的力即可以使电机32带动支撑架12和轨道21一起运动；在电机32沿轨道21的自由端方向运动同时，支撑架12在电机32的牵引下实现逐个展开，当支撑架12展开到角度合叶14设置的最大开合角度时，支撑架12停止展开并停于轨道21上；调整旋转轮31的运动方向，使旋转轮31与轨道21自由端的夹角为90度，此时关闭电机32的电动开关，由于垂直于轨道21方向的力增大且驱动力为零，本装置将逐渐停止运动。图4实线为图1本发明发电装置实施例一中运动过程中旋转轮的运行轨迹；虚线为本发明发电装置运动过程中运行到不同位置时的轨迹。当需要实现收起功能时，电机32内部的控制器控制旋转轮31的运动方向，旋转轮31朝向滑轨的固定端的方向运动，电机32沿轨道21的固定端的方向移动时，支撑架12在电机32的推动下逐个收起，最后叠加立于直轨21上。
实施例二
图5、图6所示本发明光伏发电装置第二种实施方式的具体结构。这种实施方式与第一种实施方式的区别在于采用了不同的导向机构20和光伏支撑机构10，其他结构均与第一种实施例方式相同，故不再做重复说明。在这种实施方式中，光伏组件11和支撑架12一体化，导向机构20由一条轨道21组成，在本实施例中，轨道21的两端分别与电机32和固定轴22连接，但本发明不限于此，轨道21在电机32的带动下绕固定轴22运动。
本发明提供了一种光伏发电系统，包括N个光伏发电装置1，N个光伏发电装置1并排连接。对于野外工作，或者其他需要经常更换位置的太阳能发电场合，本装置可快速安装和拆卸，给使用带来了很大的便利。
如图7所示，本发明实施例中，光伏发电装置1并排连接，光伏发电装置1包括光伏支撑机构10、导向机构20和动力机构30，动力机构30与光伏支撑机构10连接。动力机构30的至少一组带动光伏支撑机构10和导向机构30运动，动力机构30运动的方向与光伏支撑机构10展开或收起的方向在同一个平面上且有夹角。本发明实施例中，导向机构30之间采用连接梁24可拆卸连接，例如铰链、销钉连接等，但本发明不限于此，导向机构30采用两条轨道21，两条轨道21在同一平面上且平行放置，其中一条轨道的一端被轴固定。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (11)
1.一种光伏发电装置,包括光伏支撑机构、导向机构和动力机构；所述光伏支撑机构和所述导向机构连接，所述光伏支撑机构沿所述导向机构的延伸方向展开或收起；所述动力机构与所述光伏支撑机构连接，其特征在于，所述动力机构带动所述光伏支撑机构和所述导向机构运动，所述动力机构运动的方向与所述光伏支撑机构展开或收起的方向设置有夹角。
2.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述动力机构与所述光伏支撑机构置于同一平面上。
3.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述动力机构包括角度调整器，所述动力机构通过设置角度调整器的角度沿预设轨迹运动。
4.根据权利要求3所述的光伏发电装置，其特征在于，所述角度调整器设置有旋转轮，所述旋转轮上设置有制动器。
5.根据权利要求3所述的光伏发电装置，其特征在于，所述动力机构还包括电机，所述电机与所述光伏支撑机构连接,所述旋转轮与所述电机连接，所述电机驱动所述旋转轮运动。
6.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述导向机构包括至少一条轨道，所述光伏支撑机构与所述轨道连接。
7.根据权利要求6所述的光伏发电装置，其特征在于，所述导向机构还包括滑动连接件，所述光伏支撑机构通过所述滑动连接件与所述轨道连接。
8.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述光伏支撑机构包括至少一个支撑架，所述至少一个支撑架之间活动连接。
9.根据权利要求8所述的光伏发电装置，其特征在于，所述多个支撑架上设置有角度开合控制器。
10.根据权利要求1所述的光伏发电装置，其特征在于，所述光伏支撑机构还包括光伏组件，所述光伏组件置于所述支撑架上。
11.一种光伏发电系统，包括N个如权利要求1至11任一项所述的光伏发电装置，所述N个光伏发电装置并排连接。
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