CN109546947B - 一种自动调节光伏组件倾角装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏组件应用领域，具体公开了一种自动调节光伏组件倾角装置，包括：光伏组件、感光器、后下杆、后上杆、齿条固定导轨、后齿条、前齿条、齿轮、前上杆、前下杆、底连杆、步进电机及控制器；后下杆和前下杆的一端分别与底连杆的一端铰接，后齿条和前齿条分别以能够来回滑动的方式并排设于齿条固定导轨上，后下杆的另一端、后上杆的一端及后齿条的另一端共铰接于一起，前下杆的另一端、前上杆的一端及前齿条的另一端共铰接于一起，后上杆和前上杆的另一端分别铰接于光伏组件的底部的两侧；本发明通过感光器获取太阳的高度角，由控制器控制步进电机，控制倾角装置自动调节光伏组件跟随太阳，获得最佳的照射角度，以获得最佳的发电效率。

Description

一种自动调节光伏组件倾角装置
技术领域
本发明属于光伏组件应用领域，特别涉及一种自动调节光伏组件倾角装置。
背景技术
光伏发电系统中，光伏组件采光面垂直太阳光线可减少太阳光的反射，接收到的太阳能最大，但由于太阳的高度角在不断变化，固定倾角的光伏组件就存在太阳光线逐渐斜照，反射逐渐增大，但现有的光伏组件均不能自动调整，因此，浪费了大量的太阳能源，使得光伏组件的发电能效变低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动调节光伏组件倾角装置，从而克服现有光伏组件不能随太阳的高度角变化的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种自动调节光伏组件倾角装置，包括：光伏组件、感光器、后下杆、后上杆、齿条固定导轨、后齿条、前齿条、齿轮、前上杆、前下杆、底连杆、步进电机及控制器；
所述后下杆和前下杆的一端分别与所述底连杆的一端铰接，所述后齿条和前齿条分别以能够来回滑动的方式并排设于所述齿条固定导轨上，所述后下杆的另一端、后上杆的一端及后齿条的另一端共铰接于一起，所述前下杆的另一端、前上杆的一端及前齿条的另一端共铰接于一起，所述后上杆和前上杆的另一端分别铰接于所述光伏组件的底部的两侧；
所述齿轮啮合于所述后齿条和前齿条上，所述步进电机用于驱动所述齿轮转动，所述感光器设于所述光伏组件上，所述感光器、控制器、步进电机依次电连接。
优选的，上述技术方案中，所述后下杆的另一端、后上杆的一端及后齿条的另一端通过后连杆铰链轴共铰接于一起，所述后连杆铰链轴配合后固定螺母进行固定。
优选的，上述技术方案中，所述前下杆的另一端、前上杆的一端及前齿条的另一端通过前连杆铰链轴共铰接于一起，所述前连杆铰链轴配合前固定螺母进行固定。
优选的，上述技术方案中，所述感光器、控制器、步进电机通过电线依次电连接。
优选的，上述技术方案中，所述感光器包括太阳能电池片、导光筒及固定架，所述固定架固定于所述光伏组件上，所述导光筒设于所述固定架上，所述太阳能电池片设于所述导光筒内。
优选的，上述技术方案中，所述导光筒的导光方向与所述太阳能电池片相互垂直。
与现有的技术相比，本发明中的自动调节光伏组件倾角装置，通过感光器获取太阳的高度角，由控制器控制步进电机，控制倾角装置自动调节光伏组件跟随太阳，从而获得最佳的照射角度，以获得最佳的发电效率。
附图说明
图1为本发明光伏空气源热泵热水系统的主视结构图。
图2为本发明光伏空气源热泵热水系统中倾角机构的结构示意图。
图3为本发明感光器的结构图。
其中，1-光伏组件，2-感光器，3-电线，4-后下杆，5-后上杆，6-齿条固定导轨，7-后齿条，8-前齿条，9-齿轮，10-前上杆，11-前下杆，12-底连杆，13-后连杆铰链轴，14-后固定螺母，15-前连杆铰链轴，16-步进电机，17-控制器，18-前固定螺母，21-太阳能电池片，22-导光筒，23-固定架。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1和图2所示，该实施例中的一种自动调节光伏组件倾角装置，包括：光伏组件1、感光器2、后下杆4、后上杆5、齿条固定导轨6、后齿条7、前齿条8、齿轮9、前上杆10、前下杆11、底连杆12、步进电机16及控制器17。
继续参考图1和图2，底连杆12固定安装，后下杆4和前下杆11的一端分别与底连杆12的一端铰接，后齿条7和前齿条8分别以能够来回滑动的方式并排设于齿条固定导轨6上，后下杆4的另一端、后上杆5的一端及后齿条7的另一端通过后连杆铰链轴13共铰接于一起，后连杆铰链轴13配合后固定螺母14进行固定。前下杆11的另一端、前上杆10的一端及前齿条8的另一端通过前连杆铰链轴15共铰接于一起，前连杆铰链轴15配合前固定螺母18进行固定。后上杆5和前上杆10的另一端分别铰接于光伏组件1的底部的两侧；齿轮9啮合于后齿条7和前齿条8上，步进电机16用于驱动齿轮9转动，感光器2设于光伏组件1上，感光器2、控制器17、步进电机16通过电线3依次电连接。如图3所示，感光器2包括太阳能电池片21、导光筒22及固定架23，固定架23固定于光伏组件1上，导光筒22设于固定架23上，太阳能电池片21设于导光筒22内，导光筒22的导光方向与太阳能电池片21相互垂直，当太阳的高度角改变时，太阳能电池片21因太阳的高度角变化使得照射范围变小从而使发电电压变低，此时控制器17获取太阳能电池片的电压结合时间(其中，时间由与控制器配套的时钟单元提供，如控制器选用stm32单片机等)来判断出步进电机16所要转动的方向和角度，以控制步进电机16转动，如早上七点-八点时段，则控制步进电机16逆时针转动。
使用时，感光器2获取太阳的高度角发信号至控制器17，控制器17判断出所要转动的角度后控制步进电机16转动，如逆时针转动，此时前齿条8和后齿条7在齿轮9的带动下往右移动，从而带动前上杆10往上顶起，带动后上杆5往下拖动，使得光伏组件1逆时针转动，以跟随太阳移动，调整后使得光伏组件1获得最大的太阳辐射量，光伏组件1产生正常电压，则控制步进电机停止转动，以此方式进行实时调整，发挥光伏组件1的最大的发电能效。
与现有的技术相比，本发明中的自动调节光伏组件倾角装置，通过感光器获取太阳的高度角，由控制器控制步进电机，控制倾角装置自动调节光伏组件跟随太阳，从而获得最佳的照射角度，以获得最佳的发电效率。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (1)

1.一种自动调节光伏组件倾角装置，其特征在于，包括：光伏组件、感光器、后下杆、后上杆、齿条固定导轨、后齿条、前齿条、齿轮、前上杆、前下杆、底连杆、步进电机及控制器；
所述后下杆和前下杆的一端分别与所述底连杆的一端铰接，所述后齿条和前齿条分别以能够来回滑动的方式并排设于所述齿条固定导轨上，所述后下杆的另一端、后上杆的一端及后齿条的另一端共铰接于一起，所述前下杆的另一端、前上杆的一端及前齿条的另一端共铰接于一起，所述后上杆和前上杆的另一端分别铰接于所述光伏组件的底部的两侧；
所述齿轮啮合于所述后齿条和前齿条上，所述步进电机用于驱动所述齿轮转动，所述感光器设于所述光伏组件上，所述感光器、控制器、步进电机依次电连接；
其中，所述后下杆的另一端、后上杆的一端及后齿条的另一端通过后连杆铰链轴共铰接于一起，所述后连杆铰链轴配合后固定螺母进行固定；所述前下杆的另一端、前上杆的一端及前齿条的另一端通过前连杆铰链轴共铰接于一起，所述前连杆铰链轴配合前固定螺母进行固定；所述后齿条和前齿条并排设置，且所述后齿条和前齿条的齿面朝上；
所述感光器、控制器、步进电机通过电线依次电连接，所述感光器包括太阳能电池片、导光筒及固定架，所述固定架固定于所述光伏组件上，所述导光筒设于所述固定架上，所述太阳能电池片设于所述导光筒内，所述导光筒的导光方向与所述太阳能电池片相互垂直；
其中，感光器获取太阳的高度角发信号至控制器，控制器判断出所要转动的角度后控制步进电机转动，当进行逆时针转动时，前齿条和后齿条在齿轮的带动下往右移动，从而带动前上杆往上顶起，带动后上杆往下拖动，使得光伏组件逆时针转动，以跟随太阳移动，调整后使得光伏组件获得最大的太阳辐射量以产生正常电压，则控制步进电机停止转动。
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