CN110784163A - 一种侦测联动式多角度光束光伏发电板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种侦测联动式多角度光束光伏发电板，采用全新结构设计，引入多个联动光伏装置（5）设计，在第一侧向转动电机（8）通过第一驱动杆（4）、并经连杆（3）的联动驱动下，实现各联动光伏装置（5）中矩形光伏板（10）同步错位转动，由于矩形光伏板（10）的两面均为太阳电池板，则通过面向光照的太阳电池板进行光伏发电的同时，背向光照的太阳电池板还可获得相邻相邻矩形光伏板（10）的反射光照，进而实现矩形光伏板（10）两面太阳电池板对光照的接收，提高光照效率；同时基于各光感传感器（9）的设计，获取光照检测带来的最优光照方向，结合支撑转动电机（7）设计，完成各矩形光伏板（10）上太阳电池板对迎合照射阳光的方向调整，有效提高光伏发电效率。

Description

一种侦测联动式多角度光束光伏发电板
技术领域
本发明涉及一种侦测联动式多角度光束光伏发电板，属于光伏发电技术领域。
背景技术
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应、将光能直接转变为电能的一种技术，主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池板经过串联后、进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置，由于光伏发电的绿色环保优点，成为一种新型供能方式，现有的光伏发电装置整体结构大，安装不便，由于光反射原理，实际应用中会造成大量的光损耗，导致光伏发电效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种侦测联动式多角度光束光伏发电板，采用全新结构设计，引入多个联动光伏装置，通过各联动光伏装置之间的错位转动，以及双面太阳电池板的矩形光伏板设计，能够获得更多光照射与光反射，进而有效提高光伏发电效率。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种侦测联动式多角度光束光伏发电板，包括底座、矩形框、连杆、第一驱动杆、各个联动光伏装置、控制模块，以及分别与控制模块相连接的支撑转动电机、第一侧向转动电机、四个光感传感器；控制模块外接电源进行取电、并分别为与之相连各个用电设备进行供电；
其中，各个联动光伏装置的结构彼此相同，各个联动光伏装置分别均包括矩形光伏板、定位轴、联动轴；所有矩形光伏板表面的矩形宽度之和与矩形框内侧的矩形长度相适应，且矩形光伏板表面的矩形长度与矩形框内侧的矩形宽度相适应；各个联动光伏装置中，矩形光伏板的两面均为太阳电池板，定位轴为直线形，定位轴的长度大于矩形框内侧的矩形宽度，定位轴固定位于对应矩形光伏板两面之间的夹层中，且定位轴贯穿对应矩形光伏板两侧矩形宽度的中点位置，以及定位轴的两端均突出于所设矩形光伏板的对应侧边；各个联动光伏装置中定位轴分别以与矩形框内侧矩形宽度所在直线相平行的姿态、活动设置于矩形框内部，各定位轴上其中相同一侧的端部分别活动对接矩形框内侧对应矩形长边，各定位轴上其中一相同侧的端部分别活动对接矩形框内侧对应矩形长边，各定位轴上另一相同侧的端部分别穿过矩形框内侧对应矩形长边、至矩形框外侧，作为定位轴的联动端，各定位轴彼此共面，且该共面与矩形框所在面相平行，以及各定位轴分别以其所在直线为轴自由转动，各矩形光伏板分别随所设定位轴的转动而转动，相邻矩形光伏板彼此不接触；各个联动光伏装置中的联动轴均为直线形，各联动轴的中点位置固定对接对应定位轴的联动端，联动轴与对应定位轴相垂直，且联动轴所在直线与对应矩形光伏板所在面相平行，以及各联动轴彼此共面，各定位轴分别随所连联动轴的转动而转动，相邻联动轴彼此不接触；
第一侧向转动电机固定设置于矩形框上其中一矩形宽度的外侧，第一侧向转动电机上转动杆所在直线与矩形框的矩形宽度所在直线相平行，且第一侧向转动电机上转动杆位于各定位轴的共面中，以及第一侧向转动电机上转动杆端部与各定位轴的联动端位于矩形框的相同侧，第一驱动杆的长度与各联动轴的长度相等，第一驱动杆的中点位置与第一侧向转动电机上转动杆端部相固定对接，且第一驱动杆与第一侧向转动电机上转动杆相垂直，以及第一驱动杆位于各联动轴的共面中，第一驱动杆随第一侧向转动电机的工作而转动；连杆为直线形，第一驱动杆上其中一端、以及各联动轴上其中一端分别与连杆表面活动连接，且第一驱动杆、以及各联动轴彼此平行，各联动轴基于连杆随第一驱动杆的转动而同步转动；
矩形框呈水平姿态设置，支撑转动电机的转动轴端部竖直向上、通过连接支撑装置与矩形框下表面框口边缘固定连接，支撑转动电机的电机固定设置于底座上，矩形框随支撑转动电机的工作而转动；四个光感传感器分别设置于矩形框上表面框口的四个顶点位置，且四个光感传感器的光感面均向上，控制模块设置于底座内部；各矩形光伏板上的太阳电池板分别连接电量采集设备、用于实现光伏发电。
作为本发明的一种优选技术方案：所述连接支撑装置为顶面敞开的矩形盒体，连接支撑装置的盒体顶面矩形敞开口的尺寸与所述矩形框的尺寸相适应，连接支撑装置的盒体顶面矩形敞开口固定对接矩形框下表面框口，连接支撑装置的盒体内表面均覆盖设置太阳电池板，该太阳电池板连接电量采集设备、用于实现光伏发电；所述支撑转动电机的转动轴端部竖直向上固定连接支撑装置的盒体外底面。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括第二驱动杆，以及与所述控制模块相连接的第二侧向转动电机，第二侧向转动电机固定设置于矩形框上、相对第一侧向转动电机所设位置的另一侧，第二侧向转动电机上转动杆所在直线与矩形框的矩形宽度所在直线相平行，且第二侧向转动电机上转动杆位于各定位轴的共面中，以及第二侧向转动电机上转动杆端部与各定位轴的联动端位于矩形框的相同侧，第二驱动杆的长度与各联动轴的长度相等，第二驱动杆的中点位置与第二侧向转动电机上转动杆端部相固定对接，且第二驱动杆与第二侧向转动电机上转动杆相垂直，以及第二驱动杆位于各联动轴的共面中，第二驱动杆随第二侧向转动电机的工作而转动；第二驱动杆上其中一端与连杆表面活动连接，且第二驱动杆与第一驱动杆相平行，第一侧向转动电机与第二侧向转动电机在控制模块的控制下同步工作，各联动轴基于连杆随第一驱动杆与第二驱动杆的同步转动而同步转动。
作为本发明的一种优选技术方案：所述第一侧向转动电机、第二侧向转动电机、支撑转动电机均为无刷转动电机。
作为本发明的一种优选技术方案：所述控制模块为单片机。
本发明所述一种侦测联动式多角度光束光伏发电板，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明所设计侦测联动式多角度光束光伏发电板，采用全新结构设计，引入多个联动光伏装置设计，在第一侧向转动电机通过第一驱动杆、并经连杆的联动驱动下，实现各联动光伏装置中矩形光伏板同步错位转动，由于矩形光伏板的两面均为太阳电池板，则通过面向光照的太阳电池板进行光伏发电的同时，背向光照的太阳电池板还可获得相邻相邻矩形光伏板的反射光照，进而实现矩形光伏板两面太阳电池板对光照的接收，提高光照效率；同时基于各光感传感器的设计，获取光照检测带来的最优光照方向，结合支撑转动电机设计，完成各矩形光伏板上太阳电池板对迎合照射阳光的方向调整，有效提高光伏发电效率；
（2）本发明所设计侦测联动式多角度光束光伏发电板中，针对矩形框，进一步设计连接支撑装置为顶面敞开的矩形盒体，并对接矩形框，应用覆盖设置于连接支撑装置盒体内表面的太阳电池板，获得由各矩形光伏板间隙照射的光照、以及经各矩形光伏板反射的光照，最大限度保证光照资源的接收，保证整个装置光伏发电效率的最大化；
（3）本发明所设计侦测联动式多角度光束光伏发电板中，参照第一侧向转动电机与第一驱动杆的结构设计，进一步加入第二侧向转动电机与第二驱动杆结构，由此通过双侧电机同步工作，共同实现对各联动轴的同步驱动转动，进而完成对各矩形光伏板的驱动转动，迎向最优光照方向，保证驱动各矩形光伏板转动工作的稳定性。
附图说明
图1是本发明设计侦测联动式多角度光束光伏发电板的结构示意图。
其中，1. 底座，2. 矩形框，3. 连杆，4. 第一驱动杆，5. 联动光伏装置，6. 控制模块，7. 支撑转动电机，8. 第一侧向转动电机，9. 光感传感器，10. 矩形光伏板，11. 定位轴，12. 联动轴，13. 第二驱动杆，14. 第二侧向转动电机，15. 连接支撑装置。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种侦测联动式多角度光束光伏发电板，实际应用当中，如图1所示，具体包括底座1、矩形框2、连杆3、第一驱动杆4、各个联动光伏装置5、第二驱动杆13、控制模块6，以及分别与控制模块6相连接的支撑转动电机7、第一侧向转动电机8、四个光感传感器9、第二侧向转动电机14；控制模块6外接电源进行取电、并分别为与之相连各个用电设备进行供电。
其中，各个联动光伏装置5的结构彼此相同，各个联动光伏装置5分别均包括矩形光伏板10、定位轴11、联动轴12；所有矩形光伏板10表面的矩形宽度之和与矩形框2内侧的矩形长度相适应，且矩形光伏板10表面的矩形长度与矩形框2内侧的矩形宽度相适应；各个联动光伏装置5中，矩形光伏板10的两面均为太阳电池板，定位轴11为直线形，定位轴11的长度大于矩形框2内侧的矩形宽度，定位轴11固定位于对应矩形光伏板10两面之间的夹层中，且定位轴11贯穿对应矩形光伏板10两侧矩形宽度的中点位置，以及定位轴11的两端均突出于所设矩形光伏板10的对应侧边；各个联动光伏装置5中定位轴11分别以与矩形框2内侧矩形宽度所在直线相平行的姿态、活动设置于矩形框2内部，各定位轴11上其中相同一侧的端部分别活动对接矩形框2内侧对应矩形长边，各定位轴11上其中一相同侧的端部分别活动对接矩形框2内侧对应矩形长边，各定位轴11上另一相同侧的端部分别穿过矩形框2内侧对应矩形长边、至矩形框2外侧，作为定位轴11的联动端，各定位轴11彼此共面，且该共面与矩形框2所在面相平行，以及各定位轴11分别以其所在直线为轴自由转动，各矩形光伏板10分别随所设定位轴11的转动而转动，相邻矩形光伏板10彼此不接触；各个联动光伏装置5中的联动轴12均为直线形，各联动轴12的中点位置固定对接对应定位轴11的联动端，联动轴12与对应定位轴11相垂直，且联动轴12所在直线与对应矩形光伏板10所在面相平行，以及各联动轴12彼此共面，各定位轴11分别随所连联动轴12的转动而转动，相邻联动轴12彼此不接触。
第一侧向转动电机8固定设置于矩形框2上其中一矩形宽度的外侧，第一侧向转动电机8上转动杆所在直线与矩形框2的矩形宽度所在直线相平行，且第一侧向转动电机8上转动杆位于各定位轴11的共面中，以及第一侧向转动电机8上转动杆端部与各定位轴11的联动端位于矩形框2的相同侧，第一驱动杆4的长度与各联动轴12的长度相等，第一驱动杆4的中点位置与第一侧向转动电机8上转动杆端部相固定对接，且第一驱动杆4与第一侧向转动电机8上转动杆相垂直，以及第一驱动杆4位于各联动轴12的共面中，第一驱动杆4随第一侧向转动电机8的工作而转动；连杆3为直线形，第一驱动杆4上其中一端、以及各联动轴12上其中一端分别与连杆3表面活动连接，且第一驱动杆4、以及各联动轴12彼此平行。
第二侧向转动电机14固定设置于矩形框2上、相对第一侧向转动电机8所设位置的另一侧，第二侧向转动电机14上转动杆所在直线与矩形框2的矩形宽度所在直线相平行，且第二侧向转动电机14上转动杆位于各定位轴11的共面中，以及第二侧向转动电机14上转动杆端部与各定位轴11的联动端位于矩形框2的相同侧，第二驱动杆13的长度与各联动轴12的长度相等，第二驱动杆13的中点位置与第二侧向转动电机14上转动杆端部相固定对接，且第二驱动杆13与第二侧向转动电机14上转动杆相垂直，以及第二驱动杆13位于各联动轴12的共面中，第二驱动杆13随第二侧向转动电机14的工作而转动；第二驱动杆13上其中一端与连杆3表面活动连接，且第二驱动杆13与第一驱动杆4相平行，第一侧向转动电机8与第二侧向转动电机14在控制模块6的控制下同步工作，各联动轴12基于连杆3随第一驱动杆4与第二驱动杆13的同步转动而同步转动。
如此，设计第一侧向转动电机8与第二侧向转动电机14两套驱动结构，通过双侧电机同步工作，共同实现对各联动轴12的同步驱动转动，进而完成对各矩形光伏板10的驱动转动，迎向最优光照方向，保证驱动各矩形光伏板10转动工作的稳定性。
矩形框2呈水平姿态设置，支撑转动电机7的转动轴端部竖直向上、通过连接支撑装置15与矩形框2下表面框口边缘固定连接，实际应用当中，设计连接支撑装置15为顶面敞开的矩形盒体，连接支撑装置15的盒体顶面矩形敞开口的尺寸与所述矩形框2的尺寸相适应，连接支撑装置15的盒体顶面矩形敞开口固定对接矩形框2下表面框口，连接支撑装置15的盒体内表面均覆盖设置太阳电池板，该太阳电池板连接电量采集设备、用于实现光伏发电；所述支撑转动电机7的转动轴端部竖直向上固定连接支撑装置15的盒体外底面。如此针对矩形框2，进一步设计连接支撑装置15为顶面敞开的矩形盒体，并对接矩形框2，应用覆盖设置于连接支撑装置15盒体内表面的太阳电池板，获得由各矩形光伏板10间隙照射的光照、以及经各矩形光伏板10反射的光照，最大限度保证光照资源的接收，保证整个装置光伏发电效率的最大化。
支撑转动电机7的电机固定设置于底座1上，矩形框2随支撑转动电机7的工作而转动；四个光感传感器9分别设置于矩形框2上表面框口的四个顶点位置，且四个光感传感器9的光感面均向上，控制模块6设置于底座1内部；各矩形光伏板10上的太阳电池板分别连接电量采集设备、用于实现光伏发电。
上述技术方案所设计侦测联动式多角度光束光伏发电板，采用全新结构设计，引入多个联动光伏装置5设计，在第一侧向转动电机8通过第一驱动杆4、并经连杆3的联动驱动下，实现各联动光伏装置5中矩形光伏板10同步错位转动，由于矩形光伏板10的两面均为太阳电池板，则通过面向光照的太阳电池板进行光伏发电的同时，背向光照的太阳电池板还可获得相邻相邻矩形光伏板10的反射光照，进而实现矩形光伏板10两面太阳电池板对光照的接收，提高光照效率；同时基于各光感传感器9的设计，获取光照检测带来的最优光照方向，结合支撑转动电机7设计，完成各矩形光伏板10上太阳电池板对迎合照射阳光的方向调整，有效提高光伏发电效率。
将上述侦测联动式多角度光束光伏发电板应用于实际当中，第一侧向转动电机8、第二侧向转动电机14、支撑转动电机7均设计采用无刷转动电机，控制模块6设计采用单片机；底座1固定于指定光伏位置，四个光感传感器9实时工作，分别获取光照检测结果，并分别实时上传至单片机当中，单片机实时针对来自各光感传感器9的光照检测结果进行比较，获得最优光照方向；然后单片机首先控制支撑转动电机7工作实现矩形框2旋转，使得矩形框2矩形长边所在直线与最优光照方向在水平方向分量所在直线相平行，单片机然后控制第一侧向转动电机8与第二侧向转动电机14同步工作，经连杆3带动各联动轴12同步转动，进而实现各矩形光伏板10的同步转动，使得各矩形光伏板10上其中一面的太阳电池板迎向最优光照方向，获得最优光照方向上的光照，实现光伏发电；由于各矩形光伏板10彼此错位，且矩形光伏板10的两面均为太阳电池板，则通过迎向光照的太阳电池板进行光伏发电的同时，背向光照的太阳电池板还可获得相邻相邻矩形光伏板10的反射光照，进而实现矩形光伏板10两面太阳电池板对光照的接收，提高光照效率；除此之外，透过各矩形光伏板10间隙照射的光照、以及经各矩形光伏板10反射的光照，会被覆盖设置于连接支撑装置15盒体内表面的太阳电池板所接收，最大限度保证光照资源的接收，保证整个装置光伏发电效率的最大化。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种侦测联动式多角度光束光伏发电板，其特征在于：包括底座（1）、矩形框（2）、连杆（3）、第一驱动杆（4）、各个联动光伏装置（5）、控制模块（6），以及分别与控制模块（6）相连接的支撑转动电机（7）、第一侧向转动电机（8）、四个光感传感器（9）；控制模块（6）外接电源进行取电、并分别为与之相连各个用电设备进行供电；
其中，各个联动光伏装置（5）的结构彼此相同，各个联动光伏装置（5）分别均包括矩形光伏板（10）、定位轴（11）、联动轴（12）；所有矩形光伏板（10）表面的矩形宽度之和与矩形框（2）内侧的矩形长度相适应，且矩形光伏板（10）表面的矩形长度与矩形框（2）内侧的矩形宽度相适应；各个联动光伏装置（5）中，矩形光伏板（10）的两面均为太阳电池板，定位轴（11）为直线形，定位轴（11）的长度大于矩形框（2）内侧的矩形宽度，定位轴（11）固定位于对应矩形光伏板（10）两面之间的夹层中，且定位轴（11）贯穿对应矩形光伏板（10）两侧矩形宽度的中点位置，以及定位轴（11）的两端均突出于所设矩形光伏板（10）的对应侧边；各个联动光伏装置（5）中定位轴（11）分别以与矩形框（2）内侧矩形宽度所在直线相平行的姿态、活动设置于矩形框（2）内部，各定位轴（11）上其中相同一侧的端部分别活动对接矩形框（2）内侧对应矩形长边，各定位轴（11）上其中一相同侧的端部分别活动对接矩形框（2）内侧对应矩形长边，各定位轴（11）上另一相同侧的端部分别穿过矩形框（2）内侧对应矩形长边、至矩形框（2）外侧，作为定位轴（11）的联动端，各定位轴（11）彼此共面，且该共面与矩形框（2）所在面相平行，以及各定位轴（11）分别以其所在直线为轴自由转动，各矩形光伏板（10）分别随所设定位轴（11）的转动而转动，相邻矩形光伏板（10）彼此不接触；各个联动光伏装置（5）中的联动轴（12）均为直线形，各联动轴（12）的中点位置固定对接对应定位轴（11）的联动端，联动轴（12）与对应定位轴（11）相垂直，且联动轴（12）所在直线与对应矩形光伏板（10）所在面相平行，以及各联动轴（12）彼此共面，各定位轴（11）分别随所连联动轴（12）的转动而转动，相邻联动轴（12）彼此不接触；
第一侧向转动电机（8）固定设置于矩形框（2）上其中一矩形宽度的外侧，第一侧向转动电机（8）上转动杆所在直线与矩形框（2）的矩形宽度所在直线相平行，且第一侧向转动电机（8）上转动杆位于各定位轴（11）的共面中，以及第一侧向转动电机（8）上转动杆端部与各定位轴（11）的联动端位于矩形框（2）的相同侧，第一驱动杆（4）的长度与各联动轴（12）的长度相等，第一驱动杆（4）的中点位置与第一侧向转动电机（8）上转动杆端部相固定对接，且第一驱动杆（4）与第一侧向转动电机（8）上转动杆相垂直，以及第一驱动杆（4）位于各联动轴（12）的共面中，第一驱动杆（4）随第一侧向转动电机（8）的工作而转动；连杆（3）为直线形，第一驱动杆（4）上其中一端、以及各联动轴（12）上其中一端分别与连杆（3）表面活动连接，且第一驱动杆（4）、以及各联动轴（12）彼此平行，各联动轴（12）基于连杆（3）随第一驱动杆（4）的转动而同步转动；
矩形框（2）呈水平姿态设置，支撑转动电机（7）的转动轴端部竖直向上、通过连接支撑装置（15）与矩形框（2）下表面框口边缘固定连接，支撑转动电机（7）的电机固定设置于底座（1）上，矩形框（2）随支撑转动电机（7）的工作而转动；四个光感传感器（9）分别设置于矩形框（2）上表面框口的四个顶点位置，且四个光感传感器（9）的光感面均向上，控制模块（6）设置于底座（1）内部；各矩形光伏板（10）上的太阳电池板分别连接电量采集设备、用于实现光伏发电。
2.根据权利要求1所述一种侦测联动式多角度光束光伏发电板，其特征在于：所述连接支撑装置（15）为顶面敞开的矩形盒体，连接支撑装置（15）的盒体顶面矩形敞开口的尺寸与所述矩形框（2）的尺寸相适应，连接支撑装置（15）的盒体顶面矩形敞开口固定对接矩形框（2）下表面框口，连接支撑装置（15）的盒体内表面均覆盖设置太阳电池板，该太阳电池板连接电量采集设备、用于实现光伏发电；所述支撑转动电机（7）的转动轴端部竖直向上固定连接支撑装置（15）的盒体外底面。
3.根据权利要求1或2所述一种侦测联动式多角度光束光伏发电板，其特征在于：还包括第二驱动杆（13），以及与所述控制模块（6）相连接的第二侧向转动电机（14），第二侧向转动电机（14）固定设置于矩形框（2）上、相对第一侧向转动电机（8）所设位置的另一侧，第二侧向转动电机（14）上转动杆所在直线与矩形框（2）的矩形宽度所在直线相平行，且第二侧向转动电机（14）上转动杆位于各定位轴（11）的共面中，以及第二侧向转动电机（14）上转动杆端部与各定位轴（11）的联动端位于矩形框（2）的相同侧，第二驱动杆（13）的长度与各联动轴（12）的长度相等，第二驱动杆（13）的中点位置与第二侧向转动电机（14）上转动杆端部相固定对接，且第二驱动杆（13）与第二侧向转动电机（14）上转动杆相垂直，以及第二驱动杆（13）位于各联动轴（12）的共面中，第二驱动杆（13）随第二侧向转动电机（14）的工作而转动；第二驱动杆（13）上其中一端与连杆（3）表面活动连接，且第二驱动杆（13）与第一驱动杆（4）相平行，第一侧向转动电机（8）与第二侧向转动电机（14）在控制模块（6）的控制下同步工作，各联动轴（12）基于连杆（3）随第一驱动杆（4）与第二驱动杆（13）的同步转动而同步转动。
4.根据权利要求3所述一种侦测联动式多角度光束光伏发电板，其特征在于：所述第一侧向转动电机（8）、第二侧向转动电机（14）、支撑转动电机（7）均为无刷转动电机。
5.根据权利要求4所述一种侦测联动式多角度光束光伏发电板，其特征在于：所述控制模块（6）为单片机。
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