CN111309056A - 太阳能跟踪装置 - Google Patents
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Abstract
太阳能跟踪装置，用于实现对太阳的追踪，确保太阳能的利用效率。它包括:底座；转台，所述转台转动安装在底座上；第一调节单元，它设置在转台与底座之间，用于驱动转台在水平面内的旋转；安装架，它设置在转台的上方，安装架用于安装光伏电板或太阳能集热板；第二调节单元，它设置在安装架与转台之间，用于驱动安装架在竖直面内的摆动；光敏传感器，它设置在安装架上，与底座上的PLC控制器信号连接；在底座上还设有第一、第二计时器，第一计时器、第二计时器、第一和第二调节单元均与PLC控制器信号连接。本发明，可以根据一天之中太阳位置的变化、一年之中太阳高度角的变化，调节安装架的倾斜角度和朝向，进而使得太阳光尽量直射安装架。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能利用技术领域，具体地说是一种太阳能跟踪装置。
背景技术
太阳能是一种清洁能源，对于太阳能的利用已非常广泛，如太阳能发电、太阳能热水器等。由于不同的地区、不同的时间，太阳光照射角不同，而太阳直射时对太阳光的利用率最高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能跟踪装置，用于实现对太阳的追踪，确保太阳能的利用效率。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：太阳能跟踪装置，其特征是，它包括:
底座；
转台，所述转台转动安装在底座上；
第一调节单元，它设置在转台与底座之间，用于驱动转台在水平面内的旋转；
安装架，它设置在转台的上方，安装架用于安装光伏电板或太阳能集热板；
第二调节单元，它设置在安装架与转台之间，用于驱动安装架在竖直面内的摆动；
光敏传感器，它设置在安装架上，与底座上的PLC控制器信号连接；在底座上还设有第一计时器和第二计时器，第一计时器记录的最大时间为24小时且达到最大时间后第一计时器清零重新计时，第二计时器记录的最大时间为12个月且达到最大时间后第二计时器清零重新计时；第一计时器、第二计时器、第一调节单元和第二调节单元均与PLC控制器信号连接。
进一步地，第一调节单元包括设置在底座内的第一电机、固定在第一电机输出端的第一齿轮、固定在转台底部且与第一齿轮啮合的第一齿圈。
进一步地，在转台与底座之间设有第一轴承组件。
进一步地，第二调节单元包括固定在转台上的上座、转动安装在上座上部的第二齿圈、与第二齿圈啮合的第二齿轮、设置在上座内且驱动第二齿轮的第二电机、设置在第二齿圈上方且与其固定连接的驱动环、固定在转台上的固定杆，固定杆的上部与安装架的上部铰接连接，在安装架的下部铰接安装有拉杆，拉杆的下部设有圆孔，驱动环倾斜设置且伸入圆孔内。
进一步地，在拉杆的底部设有与圆孔连通的缺口，在驱动环与第二齿圈之间设有支撑杆，缺口的设置用于避让支撑杆。
进一步地，在上座与第二齿圈之间设有第二轴承组件。
本发明的有益效果是：本发明提供的太阳能跟踪装置，可以根据一天之中太阳位置的变化，调节安装架的朝向，进而使得太阳光尽量直射安装架；根据一年之中太阳高度角的变化，调节安装架的倾斜角度，进而使得太阳光尽量直射安装架。通过上述方式，实现对太阳能的追踪。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为第一调节单元的示意图；
图3为第二调节单元的示意图；
图4为驱动环的俯视图；
图5为驱动环的仰视图；
图6为拉杆与驱动环的装配示意图；
图7为本发明的控制系统示意图；
图中：1底座，11第一轴承组件，12安装槽，13第一电机，14第一齿轮，2转台，21第一齿圈，3上座，31第二轴承组件，32第二齿圈，33第二电机，34第二齿轮，4驱动环，41支撑杆，5安装架，51耳板，52固定杆，53拉杆，531缺口。
具体实施方式
如图1至图7所示，本发明主要包括底座1、转台2、第一调节单元、上座3、第二调节单元和安装架5，下面结合附图对本发明进行详细描述。
如图1、图2所示，底座1为本发明的基础部件，底座可以为圆形，还可以为矩形。在底座的上表面内设有安装槽12，安装槽可以贯穿底座的下表面。在安装槽内固定有第一轴承组件11，在第一轴承组件的轴承内圈固定有第一齿圈21，第一齿圈与第一齿轮14啮合，第一齿轮固定在第一电机13的输出端。第一电机设置在底座内侧，在第一齿圈的顶部固定有转台2，这样当第一电机工作时，可以驱动第一齿轮、第一齿圈、转台在水平面内的旋转。第一电机、第一齿轮、第一齿圈构成了第一调节单元，在第一调节单元的作用下可以驱动转台在水平面内间歇转动，且在一天内转台旋转的次数为3-5次。
如图3所示，上座3为圆形结构或矩形结构，上座固定在转台的上表面。在上座的上表面内也设有安装槽，在该安装槽内固定有第二轴承组件31，在第二轴承组件的轴承内圈上固定有第二齿圈32，第二齿圈32与第二齿轮34啮合，第二齿轮固定在第二电机33的输出轴上，且第二电机设置在上座内侧。在第二齿圈的上方设有驱动环4，如图4、图5所示，驱动环4为圆环，且驱动环的横截面也为圆形。在驱动环与第二齿圈之间设有若干沿圆周均匀设置的支撑杆41，驱动环所在的平面与第二齿圈所在的平面相交设置，设置在第二齿圈与驱动环之间的支撑杆长短不一。
在转台的顶部固定有固定杆52，在转台的上方设有安装架5，安装架为型材焊接件，且安装架倾斜设置，在安装架的底部设有上下设置的两个耳板51，上方的耳板与固定杆铰接连接。在下方的耳板上铰接安装有拉杆53，如图6所示，在拉杆的下部设有圆孔，驱动环伸入圆孔内，在拉杆的底部设有与圆孔连通的缺口531，缺口的设置用于避让支撑杆。缺口的宽度小于驱动环横截面的直径，这样当通过拉杆、驱动环可以实现安装架与第二齿圈的连接。第二电机工作时，可以带动第二齿轮的转动，进而带动第二齿圈的转动，进而带动驱动环在水平面内的旋转。驱动环在水平面内旋转时，驱动环的不同位置置于拉杆的圆孔内，由于驱动环各处相对转台的高度不同，因此旋转的驱动环可以驱动拉杆的上下移动。拉杆上移时，安装架在竖直面内顺时针摆动；拉杆下移时，安装架在竖直面内逆时针摆动；进而调节安装架在竖直面内的倾斜角度。
如图7所示，在安装架的上表面内设有光敏传感器，光敏传感器用于对照射到安装架上的阳光进行检测。光敏传感器与PLC控制器信号连接，进而便于向PLC控制器发送检测数据，PLC控制器与第一、第二电机均信号连接。在底座上还设有第一计时器和第二计时器，第一、第二计时器也均与PLC控制器信号连接。根据一年四季的变化，以及一天中太阳位置的变化，通过第一、第二调节单元调节安装架的位置，进而使得太阳光可以尽可能的直射在安装架上，在安装架上安装光伏电板或太阳能集热板。
下面对本发明的工作过程进行描述：
(1)、一天之中，太阳大致东升西落，太阳光与地面的夹角也先增大后减小；第一计时器自每一天的零时开始计时，当第一计时器计时为10h左右时(此时正值一天中的上午10点左右)，PLC控制器控制第一调节单元动作，使得转台旋转一定角度，此时太阳光大致直射安装架；当第一计时器计时为14h左右时(此时正值一天中的下午2点左右)，第一调节单元再次动作，使得转台再次旋转一定角度，此时太阳光依旧大致直射安装架；当第一计时器计时为18h左右时(此时正值一天中的下午6点左右)，第一调节单元动作，使得转台旋转至初始位置；第一计时器计时为24h后，第一计时器重新计时。
(2)、一年之中随着四季的变化，太阳光的高度角在不断的变化；第二计时器刚开始计时时，为春季的三月份，此时安装架与水平面之间的夹角为数值a；当第二计时器计时为1个月时，此时为春季的四月份，PLC控制器控制第二调节单元动作，使得安装架与水平面之间的夹角减小；当第二计时器计时为2个月时，此时为春季的五月份，第二调节单元再次动作，使得安装架与水平面之间的夹角再次减小；当第二计时器计时为3个月时，此时为夏季的六月份，第二调节单元动作，使得安装架与水平面之间的夹角继续减小；当第二计时器计时为4个月时，此时为夏季的七月份，第二调节单元动作，使得安装架与水平面之间的夹角继续减小；当第二计时器计时为5个月时，此时为夏季的八月份，第二调节单元动作，使得安装架与水平面之间的夹角增大；当第二计时器计时为6个月时，此时为秋季的九月份，第二调节单元动作，使得安装架与水平面之间的夹角继续增大；当第二计时器计时为7个月时，此时为秋季的十月份，第二调节单元动作，使得安装架与水平面之间的夹角继续增大；当第二计时器计时为8个月时，此时为秋季的十一月份，第二调节单元动作，使得安装架与水平面之间的夹角继续增大；当第二计时器计时为9个月时，此时为冬季的十二月份，第二调节单元动作，使得安装架与水平面之间的夹角继续增大；当第二计时器计时为10个月时，此时为冬季的一月份，第二调节单元动作，使得安装架与水平面之间的夹角继续增大；当第二计时器计时为11个月时，此时为冬季的二月份，第二调节单元动作，使得安装架与水平面之间的夹角继续增大；当第二计时器计时为12个月时，此时为春季的三月份，安装架与水平面之间的夹角回到数值a。进而确保太阳光尽可能的直射安装架，以保证对太阳光的利用效率。第二计时器记录的最大时间为12个月且达到最大时间后第二计时器清零重新计时。
(3)、当光敏传感器检测到没有太阳光，即阴天时，光敏传感器向PLC控制器发送信号，此时PLC控制器向第一调节单元的第一电机发送信号，使其停止动作。
Claims (6)
1.太阳能跟踪装置，其特征是，它包括:
底座；
转台，所述转台转动安装在底座上；
第一调节单元，它设置在转台与底座之间，用于驱动转台在水平面内的旋转；
安装架，它设置在转台的上方，安装架用于安装光伏电板或太阳能集热板；
第二调节单元，它设置在安装架与转台之间，用于驱动安装架在竖直面内的摆动；
光敏传感器，它设置在安装架上，与底座上的PLC控制器信号连接；在底座上还设有第一计时器和第二计时器，第一计时器记录的最大时间为24小时且达到最大时间后第一计时器清零重新计时，第二计时器记录的最大时间为12个月且达到最大时间后第二计时器清零重新计时；第一计时器、第二计时器、第一调节单元和第二调节单元均与PLC控制器信号连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能跟踪装置，其特征是，第一调节单元包括设置在底座内的第一电机、固定在第一电机输出端的第一齿轮、固定在转台底部且与第一齿轮啮合的第一齿圈。
3.根据权利要求2所述的太阳能跟踪装置，其特征是，在转台与底座之间设有第一轴承组件。
4.根据权利要求1所述的太阳能跟踪装置，其特征是，第二调节单元包括固定在转台上的上座、转动安装在上座上部的第二齿圈、与第二齿圈啮合的第二齿轮、设置在上座内且驱动第二齿轮的第二电机、设置在第二齿圈上方且与其固定连接的驱动环、固定在转台上的固定杆，固定杆的上部与安装架的上部铰接连接，在安装架的下部铰接安装有拉杆，拉杆的下部设有圆孔，驱动环倾斜设置且伸入圆孔内。
5.根据权利要求4所述的太阳能跟踪装置，其特征是，在拉杆的底部设有与圆孔连通的缺口，在驱动环与第二齿圈之间设有支撑杆，缺口的设置用于避让支撑杆。
6.根据权利要求4所述的太阳能跟踪装置，其特征是，在上座与第二齿圈之间设有第二轴承组件。
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