CN110221627A - 一种多角度可调高度太阳能发电组件装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种多角度可调高度太阳能发电组件装置，呈左右对称结构，包括太阳能发电部分、安装在太阳能发电部分下的太阳能板纵向调高部分以及安放在太阳能板纵向调高部分下的角度旋转部分组成，太阳发电部分包括太阳能电池板和太阳能板边框、铰链销以及铰链支座，太阳能板纵向调高部分通过中间板支撑与提高支撑板焊接在一起，提高支撑板通过铰链与太阳能发电部分组合在一起，并通过角度提高轮与太阳能板边框上的轨道以及提高支撑板上的轨道啮合在一起，角度旋转部分通过旋转轴和移动轴支撑调高部分，移动轴与中间板焊接在一起，通过磁铁特性带动移动杆移动，从而带动调高部分和太阳能发电部分的旋转；提高了太阳能发电的效率。

Description

一种多角度可调高度太阳能发电组件装置

技术领域

本发明涉及一种太阳能发电装置，具体为一种多角度可调高度太阳能发电组件装置。

背景技术

随着工业的发展和环保标准的要求，清洁能源是我国目前发展的重要方向，煤炭等不可 再生的能源已逐渐被其他能源所替代，太阳能、氢能、潮汐能以及生物质能这些可再生环保 型能源的地位显得越来越重要。太阳能作为一种用之不竭，取之不尽的新型能源，是国家战 略发展的重点。我国的西北大片荒漠地区，以及我国的采煤塌陷区这些广袤的空间可以利用 太阳能发电，充分利用这些空间资源。

太阳能热发电是将太阳光聚集并将其转化为工作流体的高温热能，通过常规的热机或其它 发电技术将其转换成电能的技术。太阳能发电目前的结构有塔式、槽式、蝶式、太阳能热气 流以及太阳能池热发电等类型。这些方法都是改变其热量形势进行发电，太阳的发电效率其 实有以下几个方面决定：太阳能辐射量情况、光伏电池组件倾斜角度、光伏组件效率及品质、 组件匹配损失、温度、灰尘、阴影积雪覆盖问题、最大输出功率跟踪、线路损失以及逆变器 的效率等影响。专利CN 102569471A结构为聚光式，当其中有飘落的杂物之后，难以将积水 积雪排出，会使太阳能电池板的部分区域产生过热现象。其中辐射量情况和光伏电池组件倾 斜角度以及温度灰尘等影响的设计相对比较少，为此本专利将从这几个方面入手改进太阳能 发电装置的效率。

为了提高太阳能发电的效率，设计一种可以调节光伏电池组件的高度，以及能够更多的 正向面对太阳的太阳能发电装置变得更加迫切。

发明内容

为了提高太阳能发电效率，可以改变太阳能电池板面对太阳的方向，本发明提供一种多 角度可调高度太阳能发电组件装置。

本发明技术方案是这样实现的：

一种多角度可调高度太阳能发电组件装置，呈左右对称结构，包括太阳能发电部分、安 装在太阳能发电部分下的太阳能板纵向调高部分以及安放在太阳能板纵向调高部分下的角度 旋转部分组成，所述太阳发电部分包括太阳能电池板和太阳能板边框、铰链销以及铰链支座； 所述太阳能板纵向调高部分通过中间板支撑与提高支撑板焊接在一起，提高支撑板通过铰链 与太阳能发电部分组合在一起，并通过角度提高轮与太阳能板边框上的轨道以及提高支撑板 上的轨道啮合在一起；所述角度旋转部分通过旋转轴和移动轴支撑太阳能板纵向调高部分， 移动轴与中间板焊接在一起，通过磁铁特性带动移动杆移动，从而带动调高部分和太阳能发 电部分的旋转，太阳能板边框前端两侧设有电源输出端口。

作为优选，本发明提供一种多角度可调高度太阳能发电组件装置，所述太阳发电部分包 括太阳能电池板，太阳能板边框，铰链组件；所述太阳能电池板嵌套在太阳能板边框内，初 始位置面朝正南方；所述太阳能板边框的前端开有方形孔，在孔边缘处设有倒角，方形孔下 方焊接有半圆形滑道，边框前端焊接有两个铰链块，呈对称分布，太阳能板边框的铰链块通 过铰链销与提高支撑板上焊接的铰链支座连接在一起，太阳能板边框下端开有轨道槽，且左 右对称分布。

作为优选，本发明提供一种多角度可调高度太阳能发电组件装置，所述太阳能板纵向调 高部分，包括改向滑轮组1，滑轮组2，滑轮组3，滑轮组4，滑轮组5以及改向杆，提高支 撑板，中间板，角度提高轮组，铁块1，铁块2，拉动小车，钢丝绳1，钢丝绳2，角度提高 轮，以及角度提高轮轴；所述铁块，其表面缠绕线圈，借助于太阳能自身发的电量对其通电， 使铁块具有相应的磁性，铁块1和铁块2通的电流方向相反；所述拉动下车前后端都有突出 小块，材料都是永磁铁，其中面向铁块1的为N极，面向铁块2的为S极；所述提高支撑板 与中间板上焊接的支撑腿焊接在一起，提高支撑板上表面开有轨道槽，且左右对称；所述角 度提高轮通过角度提高轮轴连接在一起，且在提高支撑板的轨道内运行，通过角度提高轮在 太阳能板边框的轨道和提高支撑板轨道中来回运动实现纵向角度变化，纵向角度缩小通过钢丝绳与高度提高轮轴缠绕在一起，钢丝绳依次与改向滑轮1，改向滑轮2，改向滑轮3，再通过铁块1与移动小车前端连接在一起，纵向角度缩小通过钢丝绳与高度提高轮轴缠绕在一起， 钢丝绳依次与改向杆、改向滑轮4、改向滑轮5，再通过铁块2与移动小车后端连接在一起； 所述改向杆，在其上面车有两段圆弧段，呈两侧对称，圆弧段在钢丝绳1之间且有一定的距 离；所述滑轮组都是通过销将相应的滑轮与滑轮支座相连；所述中间板上焊接五个支撑块， 且在中间开有拉动小车的轨道槽，呈对称分布，铁块1与铁块2固定在中间板中间，呈直线 分布；所述钢丝绳1，钢丝绳2，均为不可伸长钢丝绳。

作为优选，本发明提供一种多角度可调高度太阳能发电组件装置，所述旋转部分包括底 板、圆弧形铁块、弹簧组件，移动杆，移动轴以及旋转轴；所述底板是固定的，底板的前端 开有同心的四条圆弧轨道，前面两条轨道之间的间距与后面两条轨道之间的间距相等，前面 轨道之间距离后面两条圆弧轨道距离大于两倍移动轴最粗截面的直径；所述圆弧形铁块固定 在底板前面两条轨道两侧，并且距离圆弧轨道边缘有1mm；所述移动轴与中间板焊接在一起， 移动轴底部结构为圆弧形，其半径大小与后面两条圆弧轨道直径相等，移动轴中间开有一个 方形孔；所述移动杆两端结构为方形，在与旋转轴啮合的部分呈圆筒状，内部嵌有永磁体块， 一共有18块，呈N极与S极间隔分布，在移动杆前端与底板前面两个圆弧轨道的位置处，焊 有两块圆弧状的铁板，该铁板底部与底板前面那个轨道接触，铁板厚度小于圆弧轨道的厚度， 且该圆弧状的铁板间距与底板上的圆弧轨道之间的间距相等；所述弹簧组件包括弹簧，弹簧 板以及固定支座，弹簧一端与固定支座相连，一端与弹簧板相连，弹簧组件在移动杆两侧， 呈对称分布，弹簧初始状态为弹簧原长状态，弹簧板恰好与移动杆相接触；所述旋转轴分别 与底板和中间板相连，旋转轴两端都装有轴承，旋转轴上面开有弧形齿，且其材料为铜，且 其的最外缘处与移动杆内部的永磁体块有1mm的间隙。

有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：

1、可以旋转太阳能电池板的角度，可以尽可能的多的正向面对太阳，提高发电效率；

2、可实行自动化操作；

3、可以提高太阳能的纵向高度，避免积水，积雪；

4、通风条件好，可以增加其通风量，可避免温度大幅度提高。

附图说明

以下结合各具体图例对本发明进行进一步说明：

图1为多角度可调高度太阳能发电组件装置的整体示意图；

图2为多角度可调高度太阳能发电组件装置的高度提高部分示意图1；

图3为多角度可调高度太阳能发电组件装置的高度提高部分示意图2；

图4为多角度可调高度太阳能发电组件装置的角度改变部分示意图；

图5为多角度可调高度太阳能发电组件装置的移动杆示意图；

图6为多角度可调高度太阳能发电组件装置的旋转轴示意图；

图7为多角度可调高度太阳能发电组件装置的太阳板边框的局部示意图。

图中11—太阳能板边框 12—太阳能电池板 13—铰链销 14—铰链支座 21—角度提高 轮 22—角度提高轮轴 23—改向滑轮1支座 24—中间板 25—销1 26—改向滑轮127—钢丝绳1 28—改向滑轮2 29—销2 210—改向滑轮2支座 211—改向滑轮3支座 212—改向滑轮3 213—销3 214—提高支撑板 215—改向滑轮4支座 216—销4 217— 改向滑轮4 218—销5 219—改向滑轮5 220—改向滑轮5支座 221—铁块1 222—拉动 小车 223—铁块2 224—改向杆 225—钢丝绳2 31—圆弧形铁块 32—底板 33—固定 支座 34—弹簧35—弹簧板 36—移动杆 37—轴承 38—移动轴 39—旋转轴

具体实施方式

结合图1-6，本发明提供的一种多角度可调高度太阳能发电组件装置，呈左右对称结构， 包括太阳能发电部分、安装在太阳能发电部分下的太阳能板纵向调高部分以及安放在太阳能 板纵向调高部分下的角度旋转部分组成，太阳发电部分包括太阳能电池板(12)和太阳能板 边框(11)、铰链销(13)以及铰链支座(14)；太阳能板纵向调高部分通过中间板(24)与 提高支撑板(214)焊接在一起，提高支撑板(214)通过铰链与太阳能发电部分组合在一起， 并通过角度提高轮(21)与太阳能板边框(11)上的轨道以及提高支撑板(214)上的轨道啮 合在一起；角度旋转部分通过旋转轴(39)和移动轴(38)支撑太阳能板纵向调高部分，移 动轴(38)与中间板(24)焊接在一起，通过磁铁特性带动移动杆(36)移动，从而带动调高部分 和太阳能发电部分的旋转，太阳能板边框(11)前端两侧设有电源输出端口。

太阳能发电部分包括太阳能电池板(12)，太阳能板边框(11)，铰链组件；太阳能电池板 (12)嵌套在太阳能板边框(11)内，初始位置面朝正南方；太阳能板边框(11)的前端开有方形 孔，在孔边缘处设有倒角，方形孔下方焊接有半圆形滑道，边框前端焊接有两个铰链块，呈 对称分布，太阳能板边框的铰链块通过铰链销(13)与提高支撑板(214)上焊接的铰链支座(14) 连接在一起，太阳能板边框(11)下端开有轨道槽，且左右对称分布。

太阳能板纵向调高部分，包括改向滑轮组1，滑轮组2，滑轮组3，滑轮组4，滑轮组5以及改向杆(224)，提高支撑板(214)，中间板(24)，角度提高轮组，铁块1(221)，铁块2(223)， 拉动小车(222)，钢丝绳1(27)，钢丝绳2(225)，角度提高轮(21)，以及角度提高轮轴(22)； 铁块，其表面缠绕线圈，借助于太阳能自身发的电量对其通电，使铁块具有相应的磁性，铁 块1(221)和铁块2(223)通的电流方向相反；拉动下车(222)前后端都有突出小块，材料都是永磁铁，其中面向铁块1的为N极，面向铁块2的为S极；提高支撑板(214)与中间 板(24)上焊接的支撑腿焊接在一起，提高支撑板(214)上表面开有轨道槽，且左右对称； 角度提高轮(21)通过角度提高轮轴(22)连接在一起，且在提高支撑板(214)的轨道内运 行，通过角度提高轮(21)在太阳能板边框(11)的轨道和提高支撑板(214)轨道中来回运 动实现纵向角度变化，纵向角度缩小通过钢丝绳与高度提高轮轴(22)缠绕在一起，钢丝绳 1(27)依次与改向滑轮1(26)，改向滑轮2(28)，改向滑轮3(212)，再通过铁块1(221) 与移动小车(222)前端连接在一起，纵向角度缩小通过钢丝绳2(225)与高度提高轮轴(22)缠 绕在一起，钢丝绳2(225)依次与改向杆(224)、改向滑轮4(217)、改向滑轮5(219)，再通过 铁块2(223)与移动小车(222)后端连接在一起；改向杆(224)，在其上面车有两段圆弧段，呈 两侧对称，圆弧段在钢丝绳1(27)之间且有一定的距离；滑轮组都是通过销将相应的滑轮与 滑轮支座相连；中间板(24)上焊接五个支撑块，且在中间开有拉动小车(222)的轨道槽，呈对称分布，铁块1(221)与铁块2(223)固定在中间板(24)中间，呈直线分布；钢丝绳1(27)， 钢丝绳2(225)，均为不可伸长钢丝绳。

旋转部分包括底板(32)、圆弧形铁块(31)、弹簧组件,移动杆(36)，移动轴(38)以及旋转 轴(39)；底板(32)是固定的，底板(32)的前端开有同心的四条圆弧轨道，前面两条轨道之间 的间距与后面两条轨道之间的间距相等，前面轨道之间距离后面两条圆弧轨道距离大于两倍 移动轴(38)最粗截面的直径；圆弧形铁块(31)固定在底板(32)前面两条轨道两侧，并且距离 圆弧轨道边缘有1mm；移动轴(38)与中间板(24)焊接在一起，移动轴(38)底部结构为圆弧形， 其半径大小与后面两条圆弧轨道直径相等，移动轴(38)中间开有一个方形孔；移动杆(38)两 端结构为方形，在与旋转轴(39)啮合的部分呈圆筒状，内部嵌有永磁体块，一共有18块，呈 N极与S极间隔分布，在移动杆(36)前端与底板前面两个圆弧轨道的位置处，焊有两块圆弧 状的铁板，该铁板底部与底板前面那个轨道接触，铁板厚度小于圆弧轨道的厚度，且该圆弧 状的铁板间距与底板(32)上的圆弧轨道之间的间距相等；弹簧组件包括弹簧(34)，弹簧板(35) 以及固定支座(33)，弹簧(34)一端与固定支座(33)相连，一端与弹簧板(35)相连，弹簧组件 在移动杆(36)两侧，呈对称分布，弹簧(34)初始状态为弹簧(34)原长状态，弹簧(34)板恰好 与移动杆(36)相接触；旋转轴(39)分别与底板(32)和中间板(24)相连，旋转轴(39)两端都装 有轴承(37)，旋转轴(39)上面开有弧形齿，且其材料为铜，且其的最外缘处与移动杆内部的 永磁体块有1mm的间隙。

工作原理：一种多角度可调高度太阳能发电组件装置，借助于纵向高度提高部分，改变 太阳能电池板(12)的尾部纵向高度，即改变太阳能发电部分的倾斜角度，太阳能发电部分 的倾斜角度发生变化，可以改变太阳能发电组件的通风量，增加其散热效果，提高太阳能电 池板的纵向高度可以使飘落在太阳能电池板上的杂物从矩形口滑落到半圆形滑道中，从而排 除，避免灼斑，积水积雪可以通过太阳能板边框(11)的方形孔排到半圆形滑道中，将其排 出，避免长时间积留；一种多角度可调高度太阳能发电组件装置，借助于旋转部分，改变太 阳能发电部分面对的方向，通过对圆弧形铁块(31)通电流，使其带有磁性，以此改变太阳 能发电部分的角度位置，当移动杆(36)下面焊接的圆弧状的铁块移动时，移动杆(36)带 动移动轴(38)在圆弧轨道中运动，同时通过电磁感应带动旋转轴(39)旋转，使太阳能发 电部分发生旋转运动，从而尽可能使太阳能电池板正向面对太阳，提高发电效率，当太阳的 能量不足以提供足够的电流使圆弧形铁块(31)带有磁性时，后端弹簧(34)积蓄的能量将 使太阳能发电部分返回到原来位置。

纵向高度提高部分：一种多角度可调高度太阳能发电组件装置，其具体运行方式是，太 阳升起时，角度提高轮(21)在最前侧，保持太阳能发电组件在最大角度，随着太阳的升高， 铁块1(221)，铁块2(223)朝向拉动小车(222)方向的磁性分别为N极和S极，铁块1(221) 对拉动小车(222)保持斥力，铁块2(223)对其具有吸力，使拉动小车(222)朝前端(本文中前端默认为指向太阳能板边框铰链块的方向)移动，通过钢丝绳1(27)带动角度提高轮(21)向后移动，同时通过钢丝绳2(225)带动拉动小车(222)向前运动，从而降低太 阳能发电组件的纵向高度，一直到拉动小车(222)到达铁块2(223)的位置，使太阳能组 件纵向高度达到最低，此时为太阳到达一天的最高处；之后，改变铁块1(221)，铁块2(223) 面对拉动小车(222)的磁性，使其变为S极和N极，铁块2(223)排斥拉动小车(222)向 后移动，铁块1(221)吸引拉动小车(222)向后移动，通过钢丝绳2(225)带动角度提高 轮向前移动，同时通过钢丝绳1(27)带动拉动小车(222)向后运动，渐渐的将太阳能发电 组件的纵向高度提高。

旋转过程：一种多角度可调高度太阳能发电组件装置，其具体运行方式是，当太阳升起 时，由太阳能电池板(22)产生的电能通过导线传播到圆弧形铁块(31)处，使圆弧形铁块 (31)带有磁极，每次只使其中的三块圆弧形铁块(31)带有磁性，吸引住移动杆(36)的圆弧状的铁块，圆弧状的铁块一运动就会带动旋转轴(39)旋转，从而使太阳能电池板(22)向东偏移一定的角度，移动杆(36)移动时，带动移动轴(38)移动，移动轴(38)在底板 (32)后面两个轨道中运动，维持太阳能装置的平衡状况；随着时间的变化，电流输送到其 它的圆弧形铁块(31)上，使其他圆弧形铁块带有磁性，从而使太阳能发电组件装置改变角 度，产生定角度旋转；当太阳落下之后，由于先前移动杆(36)移动压缩弹簧组件，当太阳 下落之时，圆弧形铁块(31)无法获得电流，因此其失去磁性，弹簧组件依靠储存的能量， 使移动杆(36)发生复位，回到原来位置，每个晴天都以此循环进行。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离 本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一 点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求 而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括 在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一 个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明 书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解 的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种多角度可调高度太阳发电组件装置，呈左右对称结构，包括太阳能发电部分、安装在太阳能发电部分下的太阳能板纵向调高部分以及安放在太阳能板纵向调高部分下的角度旋转部分组成，其特征是：所述太阳能发电部分包括太阳能电池板和太阳能板边框、铰链销以及铰链支座；所述太阳能板纵向调高部分通过中间板支撑与提高支撑板焊接在一起，提高支撑板通过铰链与太阳能发电部分组合在一起，并通过角度提高轮与太阳能板边框上的轨道以及提高支撑板上的轨道啮合在一起；所述角度旋转部分通过旋转轴和移动轴支撑太阳能板纵向调高部分，移动轴与中间板焊接在一起，通过磁铁特性带动移动杆移动，从而带动调高部分和太阳能发电部分的旋转，太阳能板边框前端两侧设有电源输出端口。

2.根据权利要求1所述的一种多角度可调高度太阳发电组件装置，其特征在于：所述太阳发电部分包括太阳能电池板，太阳能板边框，铰链组件；所述太阳能电池板嵌套在太阳能板边框内，初始位置面朝正南方；所述太阳能板边框的前端开有方形孔，在孔边缘处设有倒角，方形孔下方焊接有半圆形滑道，边框前端焊接有两个铰链块，呈对称分布，太阳能板边框的铰链块通过铰链销与提高支撑板上焊接的铰链支座连接在一起，太阳能板边框下端开有轨道槽，且左右对称分布。

3.根据权利要求1所述的一种多角度可调高度太阳发电组件装置，其特征在于：所述太阳能板纵向调高部分，包括改向滑轮组1，滑轮组2，滑轮组3，滑轮组4，滑轮组5以及改向杆，提高支撑板，中间板，角度提高轮组，铁块1，铁块2，拉动小车，钢丝绳1，钢丝绳2，角度提高轮，以及角度提高轮轴；所述铁块，其表面缠绕线圈，借助于太阳能自身发的电量对其通电，使铁块具有相应的磁性，铁块1和铁块2通的电流方向相反；所述拉动下车前后端都有突出小块，材料都是永磁铁，其中面向铁块1的为N极，面向铁块2的为S极；所述提高支撑板与中间板上焊接的支撑腿焊接在一起，提高支撑板上表面开有轨道槽，且左右对称；所述角度提高轮通过角度提高轮轴连接在一起，且在提高支撑板的轨道内运行，通过角度提高轮在太阳能板边框的轨道和提高支撑板轨道中来回运动实现纵向角度变化，纵向高度缩小通过钢丝绳与高度提高轮轴缠绕在一起，钢丝绳依次与改向滑轮1，改向滑轮2，改向滑轮3，再通过铁块1与移动小车前端连接在一起，纵向角度缩小通过钢丝绳与高度提高轮轴缠绕在一起，钢丝绳依次与改向杆、改向滑轮4、改向滑轮5，再通过铁块2与移动小车后端连接在一起；所述改向杆，在其上面车有两段圆弧段，呈两侧对称，圆弧段在钢丝绳1之间且有一定的距离；所述滑轮组都是通过销将相应的滑轮与滑轮支座相连；所述中间板上焊接五个支撑块，且在中间开有拉动小车的轨道槽，呈对称分布，铁块1与铁块2固定在中间板中间，呈直线分布；所述钢丝绳1，钢丝绳2，均为不可伸长钢丝绳。

4.根据权利要求1所述的一种多角度可调高度太阳发电组件装置，其特征在于：所述旋转部分包括底板、圆弧形铁块、弹簧组件，移动杆，移动轴以及旋转轴；所述底板是固定的，底板的前端开有同心的四条圆弧轨道，前面两条轨道之间的间距与后面两条轨道之间的间距相等，前面轨道之间距离后面两条圆弧轨道距离大于两倍移动轴最粗截面的直径；所述圆弧形铁块固定在底板前面两条轨道两侧，并且距离圆弧轨道边缘有1mm；所述移动轴与中间板焊接在一起，移动轴底部结构为圆弧形，其半径大小与后面两条圆弧轨道直径相等，移动轴中间开有一个方形孔；所述移动杆两端结构为方形，在与旋转轴啮合的部分呈圆筒状，内部嵌有永磁体块，一共有18块，呈N极与S极间隔分布，在移动杆前端与底板前面两个圆弧轨道的位置处，焊有两块圆弧状的铁板，该铁板底部与底板前面那个轨道接触，铁板厚度小于圆弧轨道的厚度，且该圆弧状的铁板间距与底板上的圆弧轨道之间的间距相等；所述弹簧组件包括弹簧，弹簧板以及固定支座，弹簧一端与固定支座相连，一端与弹簧板相连，弹簧组件在移动杆两侧，呈对称分布，弹簧初始状态为弹簧原长状态，弹簧板恰好与移动杆相接触；所述旋转轴分别与底板和中间板相连，旋转轴两端都装有轴承，旋转轴上面开有弧形齿，且其材料为铜，且其的最外缘处与移动杆内部的永磁体块有1mm的间隙。