CN110647175B - 一种光伏发电双轴跟踪系统 - Google Patents

一种光伏发电双轴跟踪系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于光伏发电领域，尤其是一种光伏发电双轴跟踪系统，针对现有的整个光伏发电装置只能靠支柱来支承，支承刚性不理想而且转动传动装置负荷重，支承结构稳定性不高，不能保证长期稳定运行的问题，现提出如下方案，其包括采集模块、传输模块、控制模块、执行模块和太阳能电池板，所述采集模块、传输模块、控制模块、执行模块和太阳能电池板依次连接，所述执行模块包括底座，本发明能够增加太阳能电池板支撑的稳固性，当遇到恶劣天气，可以对太阳能电池板的顶部进行遮挡，防止太阳能电池板损坏，同时可以对太阳能电池板顶部的灰尘与杂物进行清理，保证发电效果，结构简单，使用方便。

Description

一种光伏发电双轴跟踪系统
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电双轴跟踪系统。
背景技术
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由N极区往P极区移动，电子由P极区向N极区移动，形成电流。
传统的光伏组件通过组件安装支架支承在一支柱上，组件安装支架可以绕支柱在水平方向转动，从而能较好地跟踪太阳的方位角度，同时组件安装支架上还设置有水平方向的转轴，可使光伏组件绕水平转轴转动从而能跟踪太阳的高度角位置，但这种结构形式整个光伏发电装置只能靠支柱来支承，支承刚性不理想而且转动传动装置负荷重，支承结构稳定性不高，不能保证长期稳定运行，因此我们提出了一种光伏发电双轴跟踪系统，用来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在整个光伏发电装置只能靠支柱来支承，支承刚性不理想而且转动传动装置负荷重，支承结构稳定性不高，不能保证长期稳定运行的缺点，而提出的一种光伏发电双轴跟踪系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种光伏发电双轴跟踪系统，包括采集模块、传输模块、控制模块、执行模块和太阳能电池板，所述采集模块、传输模块、控制模块、执行模块和太阳能电池板依次连接，所述执行模块包括底座，所述底座的顶部固定安装有固定轴，固定轴的顶部转动安装有转动板，所述太阳能电池板固定安装于转动板的顶部，所述底座的顶部开设有弧形槽，弧形槽内滑动安装有弧形推动轴，弧形推动轴的顶部与转动板的底部固定连接，所述弧形槽的一侧内壁上开设有安装槽，安装槽的一侧内壁上固定安装有第一电机，第一电机的输出轴上固定安装与第一齿轮，所述弧形推动轴的外侧固定安装有弧形齿条，第一齿轮与弧形齿条相啮合，所述底座的一侧固定安装有固定板，固定板的顶部开设有转动槽，转动槽内转动安装有转动柱，转动柱的顶部固定安装有固定柱，所述固定柱的顶部固定安装有第一挡板，第一挡板的一侧开设有滑槽，所述滑槽内滑动安装有第二挡板，第一挡板和第二挡板均位于太阳能电池板的上方。
优选的，所述底座的顶部转动安装有转动杆，转动杆的外侧固定安装有毛刷，毛刷位于太阳能电池板的一侧。
优选的，所述转动杆和固定柱的外侧均套设有链轮，两个链轮上啮合有同一个链条。
优选的，所述滑槽的一侧内壁上转动安装有螺杆，第二挡板的一侧开设有螺纹槽，螺杆与螺纹槽螺纹连接。
优选的，所述固定柱的外侧固定安装有轴承，轴承的内圈固定安装有竖杆，竖杆的底部延伸至转动槽内并固定安装有第二齿轮，转动槽的内壁固定安装有环形齿条，第二齿轮与环形齿条相啮合。
优选的，所述第一挡板的另一侧固定安装有固定块，固定块的底部开设有柱形槽，竖杆的顶部固定安装有柱形块，柱形块与柱形槽的侧壁滑动连接。
优选的，所述竖杆的外侧固定套设有第一锥形齿轮，螺杆的一端固定安装有安装杆，安装杆的一端延伸至第一挡板的外侧并固定安装有第二锥形齿轮，第一锥形齿轮与第二锥形齿轮相啮合。
优选的，所述滑槽的侧壁焊接有滑轨，第二挡板的外侧固定安装有滑块，滑块与滑轨滑动连接，转动槽的底部内壁上开设有电机槽，电机槽内固定安装有第二电机，第二电机的输出轴与转动柱的底部固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本方案通过转动板带动太阳能电池板转动，从而对太阳能电池板的角度进行调整，使太阳能电池板能够跟踪太阳的照射角度；
(2)当遇到冰雹等恶劣天气时，固定柱带动第一挡板转动，第一挡板带动第二挡板转动，与此同时，通过螺杆转动使与其螺纹连接的第二挡板水平移动，使第二挡板从滑槽内伸出，通过第一挡板和第二挡板对太阳能电池板的顶部进行遮挡，防止太阳能电池板损坏；
(3)本方案通过固定柱的转动配合链轮和链条的传动，可以使转动杆同时转动，转动杆带动毛刷转动，通过毛刷对太阳能电池板顶部的灰尘与杂物进行清理，保证发电效果；
(4)本发明能够增加太阳能电池板支撑的稳固性，当遇到恶劣天气，可以对太阳能电池板的顶部进行遮挡，防止太阳能电池板损坏，同时可以对太阳能电池板顶部的灰尘与杂物进行清理，保证发电效果，结构简单，使用方便。
附图说明
图1为本发明提出的一种光伏发电双轴跟踪系统的结构示意图；
图2为本发明提出的一种光伏发电双轴跟踪系统的固定板与第二齿轮连接的俯视结构示意图；
图3为本发明提出的一种光伏发电双轴跟踪系统的A部分的结构示意图；
图4为本发明提出的一种光伏发电双轴跟踪系统的侧视结构示意图；
图5为本发明提出的一种光伏发电双轴跟踪系统的工作原理框图。
图中：1底座、2固定轴、3转动板、4太阳能电池板、5弧形槽、6弧形推动轴、7弧形齿条、8安装槽、9第一齿轮、10固定板、11转动槽、12转动柱、13固定柱、14第一挡板、15滑槽、16第二挡板、17螺杆、18固定块、19竖杆、20第二齿轮、21环形齿条、22第一锥形齿轮、23安装杆、24第二锥形齿轮、25转动杆、26毛刷、27链轮、28链条、29第二电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1-5，一种光伏发电双轴跟踪系统，包括采集模块、传输模块、控制模块、执行模块和太阳能电池板4，采集模块、传输模块、控制模块、执行模块和太阳能电池板4依次连接，通过采集模块对太阳的照射角度进行采集，然后采集的数据通过传输模块传输到控制模块，控制模块根据接收的数据发出调整指令，并将调整指令发送带执行模块，执行模块根据接收的数据对太阳能电池板4的角度进行调整，执行模块包括底座1，底座1的顶部固定安装有固定轴2，固定轴2的顶部转动安装有转动板3，太阳能电池板4固定安装于转动板3的顶部，底座1的顶部开设有弧形槽5，弧形槽5内滑动安装有弧形推动轴6，弧形推动轴6的顶部与转动板3的底部固定连接，弧形槽5的一侧内壁上开设有安装槽8，安装槽8的一侧内壁上固定安装有第一电机，第一电机的输出轴上固定安装与第一齿轮9，弧形推动轴6的外侧固定安装有弧形齿条7，第一齿轮9与弧形齿条7相啮合，底座1的一侧固定安装有固定板10，固定板10的顶部开设有转动槽11，转动槽11内转动安装有转动柱12，转动柱12的顶部固定安装有固定柱13，固定柱13的顶部固定安装有第一挡板14，第一挡板14的一侧开设有滑槽15，滑槽15内滑动安装有第二挡板16，第一挡板14和第二挡板16均位于太阳能电池板4的上方。
本实施例中，底座1的顶部转动安装有转动杆25，转动杆25的外侧固定安装有毛刷26，毛刷26位于太阳能电池板4的一侧，毛刷26对太阳能电池板4进行清扫。
本实施例中，转动杆25和固定柱13的外侧均套设有链轮27，两个链轮27上啮合有同一个链条28，通过固定柱13的转动配合链轮27和链条28的传动，可以使转动杆25同时转动。
本实施例中，滑槽15的一侧内壁上转动安装有螺杆17，第二挡板16的一侧开设有螺纹槽，螺杆17与螺纹槽螺纹连接，螺杆17的转动使第二挡板16水平移动，当第二挡板16被收进滑槽15内时，可以减少占用空间。
本实施例中，固定柱13的外侧固定安装有轴承，轴承的内圈固定安装有竖杆19，竖杆19的底部延伸至转动槽11内并固定安装有第二齿轮20，转动槽11的内壁固定安装有环形齿条21，第二齿轮20与环形齿条21相啮合，竖杆19上的第二齿轮20与环形齿条21配合，从而使第二齿轮20在跟随固定柱13转动的同时进行自转，从而使竖杆19自转。
本实施例中，第一挡板14的另一侧固定安装有固定块18，固定块18的底部开设有柱形槽，竖杆19的顶部固定安装有柱形块，柱形块与柱形槽的侧壁滑动连接，柱形块与柱形槽的设置使竖杆19稳定的转动。
本实施例中，竖杆19的外侧固定套设有第一锥形齿轮22，螺杆17的一端固定安装有安装杆23，安装杆23的一端延伸至第一挡板14的外侧并固定安装有第二锥形齿轮24，第一锥形齿轮22与第二锥形齿轮24相啮合，通过竖杆19带动第一锥形齿轮22转动，第一锥形齿轮22带动第二锥形齿轮24转动，第二锥形齿轮24带动安装杆23转动，安装杆23带动螺杆17转动。
本实施例中，滑槽15的侧壁焊接有滑轨，第二挡板16的外侧固定安装有滑块，滑块与滑轨滑动连接，转动槽11的底部内壁上开设有电机槽，电机槽内固定安装有第二电机29，第二电机29的输出轴与转动柱12的底部固定连接，滑块与滑轨的设置使第二挡板16只能水平移动。
实施例二
参照图1-5，一种光伏发电双轴跟踪系统，包括采集模块、传输模块、控制模块、执行模块和太阳能电池板4，采集模块、传输模块、控制模块、执行模块和太阳能电池板4依次连接，通过采集模块对太阳的照射角度进行采集，然后采集的数据通过传输模块传输到控制模块，控制模块根据接收的数据发出调整指令，并将调整指令发送带执行模块，执行模块根据接收的数据对太阳能电池板4的角度进行调整，执行模块包括底座1，底座1的顶部通过螺栓固定安装有固定轴2，固定轴2的顶部转动安装有转动板3，太阳能电池板4通过螺栓固定安装于转动板3的顶部，底座1的顶部开设有弧形槽5，弧形槽5内滑动安装有弧形推动轴6，弧形推动轴6的顶部与转动板3的底部固定连接，弧形槽5的一侧内壁上开设有安装槽8，安装槽8的一侧内壁上通过螺栓固定安装有第一电机，第一电机的输出轴上通过螺栓固定安装与第一齿轮9，弧形推动轴6的外侧通过螺栓固定安装有弧形齿条7，第一齿轮9与弧形齿条7相啮合，底座1的一侧通过螺栓固定安装有固定板10，固定板10的顶部开设有转动槽11，转动槽11内转动安装有转动柱12，转动柱12的顶部通过螺栓固定安装有固定柱13，固定柱13的顶部通过螺栓固定安装有第一挡板14，第一挡板14的一侧开设有滑槽15，滑槽15内滑动安装有第二挡板16，第一挡板14和第二挡板16均位于太阳能电池板4的上方。
本实施例中，底座1的顶部转动安装有转动杆25，转动杆25的外侧通过螺栓固定安装有毛刷26，毛刷26位于太阳能电池板4的一侧，毛刷26对太阳能电池板4进行清扫。
本实施例中，转动杆25和固定柱13的外侧均套设有链轮27，两个链轮27上啮合有同一个链条28，通过固定柱13的转动配合链轮27和链条28的传动，可以使转动杆25同时转动。
本实施例中，滑槽15的一侧内壁上转动安装有螺杆17，第二挡板16的一侧开设有螺纹槽，螺杆17与螺纹槽螺纹连接，螺杆17的转动使第二挡板16水平移动，当第二挡板16被收进滑槽15内时，可以减少占用空间。
本实施例中，固定柱13的外侧通过螺栓固定安装有轴承，轴承的内圈通过螺栓固定安装有竖杆19，竖杆19的底部延伸至转动槽11内并通过螺栓固定安装有第二齿轮20，转动槽11的内壁通过螺栓固定安装有环形齿条21，第二齿轮20与环形齿条21相啮合，竖杆19上的第二齿轮20与环形齿条21配合，从而使第二齿轮20在跟随固定柱13转动的同时进行自转，从而使竖杆19自转。
本实施例中，第一挡板14的另一侧通过螺栓固定安装有固定块18，固定块18的底部开设有柱形槽，竖杆19的顶部通过螺栓固定安装有柱形块，柱形块与柱形槽的侧壁滑动连接，柱形块与柱形槽的设置使竖杆19稳定的转动。
本实施例中，竖杆19的外侧固定套设有第一锥形齿轮22，螺杆17的一端通过螺栓固定安装有安装杆23，安装杆23的一端延伸至第一挡板14的外侧并通过螺栓固定安装有第二锥形齿轮24，第一锥形齿轮22与第二锥形齿轮24相啮合，通过竖杆19带动第一锥形齿轮22转动，第一锥形齿轮22带动第二锥形齿轮24转动，第二锥形齿轮24带动安装杆23转动，安装杆23带动螺杆17转动。
本实施例中，滑槽15的侧壁焊接有滑轨，第二挡板16的外侧通过螺栓固定安装有滑块，滑块与滑轨滑动连接，转动槽11的底部内壁上开设有电机槽，电机槽内通过螺栓固定安装有第二电机29，第二电机29的输出轴与转动柱12的底部固定连接，滑块与滑轨的设置使第二挡板16只能水平移动。
本实施例中，使用时，通过第一电机带动第一齿轮9转动，第一齿轮9带动弧形齿条7转动，弧形齿条7带动弧形推动轴6转动，弧形推动轴6推动转动板3以固定轴2为轴心转动，通过转动板3带动太阳能电池板4转动，从而对太阳能电池板4的角度进行调整，使太阳能电池板4能够跟踪太阳的照射角度，当遇到冰雹等恶劣天气时，使太阳能电池板4处于水平状态，通过第二电机带动转动柱12转动，转动柱12带动固定柱13转动，固定柱13带动第一挡板14转动，第一挡板14带动第二挡板16转动，与此同时，固定柱13带动竖杆19转动，竖杆19上的第二齿轮20与环形齿条21配合，从而使第二齿轮20在跟随固定柱13转动的同时进行自转，从而使竖杆19自转，通过竖杆19带动第一锥形齿轮22转动，第一锥形齿轮22带动第二锥形齿轮24转动，第二锥形齿轮24带动安装杆23转动，安装杆23带动螺杆17转动，螺杆17转动使与其螺纹连接的第二挡板16水平移动，使第二挡板16从滑槽15内伸出，通过第一挡板14和第二挡板16对太阳能电池板4的顶部进行遮挡，防止太阳能电池板4损坏，通过固定柱13的转动配合链轮27和链条28的传动，可以使转动杆25同时转动，转动杆25带动毛刷26转动，通过毛刷26对太阳能电池板4顶部的灰尘与杂物进行清理，保证发电效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光伏发电双轴跟踪系统，包括采集模块、传输模块、控制模块、执行模块和太阳能电池板(4)，其特征在于，所述采集模块、传输模块、控制模块、执行模块和太阳能电池板(4)依次连接，所述执行模块包括底座(1)，所述底座(1)的顶部固定安装有固定轴(2)，固定轴(2)的顶部转动安装有转动板(3)，所述太阳能电池板(4)固定安装于转动板(3)的顶部，所述底座(1)的顶部开设有弧形槽(5)，弧形槽(5)内滑动安装有弧形推动轴(6)，弧形推动轴(6)的顶部与转动板(3)的底部固定连接，所述弧形槽(5)的一侧内壁上开设有安装槽(8)，安装槽(8)的一侧内壁上固定安装有第一电机，第一电机的输出轴上固定安装与第一齿轮(9)，所述弧形推动轴(6)的外侧固定安装有弧形齿条(7)，第一齿轮(9)与弧形齿条(7)相啮合，所述底座(1)的一侧固定安装有固定板(10)，固定板(10)的顶部开设有转动槽(11)，转动槽(11)内转动安装有转动柱(12)，转动柱(12)的顶部固定安装有固定柱(13)，所述固定柱(13)的顶部固定安装有第一挡板(14)，第一挡板(14)的一侧开设有滑槽(15)，所述滑槽(15)内滑动安装有第二挡板(16)，第一挡板(14)和第二挡板(16)均位于太阳能电池板(4)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电双轴跟踪系统，其特征在于，所述底座(1)的顶部转动安装有转动杆(25)，转动杆(25)的外侧固定安装有毛刷(26)，毛刷(26)位于太阳能电池板(4)的一侧。
3.根据权利要求2所述的一种光伏发电双轴跟踪系统，其特征在于，所述转动杆(25)和固定柱(13)的外侧均套设有链轮(27)，两个链轮(27)上啮合有同一个链条(28)。
4.根据权利要求1所述的一种光伏发电双轴跟踪系统，其特征在于，所述滑槽(15)的一侧内壁上转动安装有螺杆(17)，第二挡板(16)的一侧开设有螺纹槽，螺杆(17)与螺纹槽螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种光伏发电双轴跟踪系统，其特征在于，所述固定柱(13)的外侧固定安装有轴承，轴承的内圈固定安装有竖杆(19)，竖杆(19)的底部延伸至转动槽(11)内并固定安装有第二齿轮(20)，转动槽(11)的内壁固定安装有环形齿条(21)，第二齿轮(20)与环形齿条(21)相啮合。
6.根据权利要求1所述的一种光伏发电双轴跟踪系统，其特征在于，所述第一挡板(14)的另一侧固定安装有固定块(18)，固定块(18)的底部开设有柱形槽，竖杆(19)的顶部固定安装有柱形块，柱形块与柱形槽的侧壁滑动连接。
7.根据权利要求5所述的一种光伏发电双轴跟踪系统，其特征在于，所述竖杆(19)的外侧固定套设有第一锥形齿轮(22)，螺杆(17)的一端固定安装有安装杆(23)，安装杆(23)的一端延伸至第一挡板(14)的外侧并固定安装有第二锥形齿轮(24)，第一锥形齿轮(22)与第二锥形齿轮(24)相啮合。
8.根据权利要求1所述的一种光伏发电双轴跟踪系统，其特征在于，所述滑槽(15)的侧壁焊接有滑轨，第二挡板(16)的外侧固定安装有滑块，滑块与滑轨滑动连接，转动槽(11)的底部内壁上开设有电机槽，电机槽内固定安装有第二电机(29)，第二电机(29)的输出轴与转动柱(12)的底部固定连接。
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