CN111313816B

CN111313816B - 一种基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构

Info

Publication number: CN111313816B
Application number: CN202010137843.1A
Authority: CN
Inventors: 梁云晴
Original assignee: Shaoxing Huirong Zhenhe New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Yunnan Jinzhuo New Energy Co.,Ltd.
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2021-04-23
Anticipated expiration: 2040-03-03
Also published as: CN111313816A

Abstract

一种基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，涉及新能源技术领域，包括主支架，所述主支架的正面活动连接有限位盘，所述限位盘的表面开设有限位槽。该基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，可在不同的时段内，使光伏板与太阳自动保持在合适的角度，避免了现有技术中光伏板角度固定造成的光电转换效率的问题，极大的提升了光伏板进行光电转换的效率，提高了电站的发电量。通过可折叠的设计，一方面可以减少支架在运输过和安装过程中的占用面积，提高了电站的场地利用率，另一方面可在冰雹等恶劣天气时将其折叠，有效保护光伏板、减少设备损坏的同时，还能在一定程度上避免由此可能带来的经济损失。

Description

一种基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体为一种基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构。

背景技术

光伏发电作为新能源的一种，以其投资小、使用方便和基本无污染的优点，正在逐渐的成为取代传统化石能源的一种新型清洁能源。

目前对于光伏发电的应用，主要体现在建设光伏电站上，通过铺设大量的光伏板，利用其自身的特性通过光电转换来进行发电。现有光伏电站的光伏板一般呈一定的角度安装在支架上，使其朝向太阳的方向，一次来提高光电转换的效率。但是现有的支架结构在实际使用时存在如下弊端：

1、由于现有支架的角度相对固定，而太阳由于其自身的运动，导致其位置在不断的发生变化，光伏板支架的位置和角度无法根据太阳的位置进行调整。在有些时段内，太阳光照射在光伏板表面的光照强度不足，甚至完全无法照射在光伏板上，造成光伏板的光电转换效率严重降低。不仅影响了光伏电站的正常运转，还会造成大量的能源浪费，一定程度上对光伏电站的收益造成了影响。

2、现有的光伏板支架，一般为钢构组装结构，通过螺钉将长段的钢构件组装在一起。由于其具备一定的尺寸，导致在运输或者安装时需要占据一定的空间，可能会影响光伏电站的场地规划，并且，在遭遇冰雹等恶劣天气时无法折叠，可能会造成光伏板的损毁，给光伏电站带来一定的设备和经济损失。

为解决上述问题，发明者提出了种基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，具备可自动追踪太阳轨迹、提高光电转换效率和可折叠的优点。通过自动追踪太阳轨迹，可在不同的时段内，使光伏板与太阳自动保持在合适的角度，避免了现有技术中光伏板角度固定造成的光电转换效率的问题，极大的提升了光伏板进行光电转换的效率，提高了电站的发电量；通过可折叠的设计，一方面可以减少支架在运输过和安装过程中的占用面积，提高了电站的场地利用率，另一方面可在冰雹等恶劣天气时将其折叠，有效保护光伏板、减少设备损坏的同时，还能在一定程度上避免由此可能带来的经济损失。

发明内容

为实现上述可自动追踪太阳轨迹、提高光电转换效率和可折叠的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，包括主支架、限位盘、限位槽、限位块、副支架、横轴、固定安装座、活动安装座、卡杆、铰块、定位块、定位座、驱动电机、驱动轮、从动轮、从动轴、进光孔、光敏元件、电控机构、封装壳体、电磁装置、活动触点和固定触点。

上述各结构的位置及连接关系如下：

所述主支架的正面活动连接有限位盘，所述限位盘的表面开设有限位槽，所述限位槽的内部活动连接有限位块，所述主支架的顶部活动连接有副支架，所述副支架的顶部活动连接有横轴，所述主支架的外侧活动连接有固定安装座，所述固定安装座的外侧活动连接有活动安装座，所述横轴的外侧活动连接有卡杆，所述固定安装座和活动安装座之间活动连接有铰块，所述铰块的外侧活动连接有定位块，所述固定安装座的外侧活动连接有定位座；

所述主支架的内部活动连接有驱动电机，所述驱动电机的正面活动连接有驱动轮，所述驱动轮的外侧活动连接有从动轮，所述从动轮的内部活动连接有从动轴，所述固定安装座的内部开设有进光孔，所述进光孔的内部活动连接有光敏元件，所述固定安装座的内部活动连接有电控机构；

所述电控机构包括封装壳体，所述封装壳体的内部活动连接有电磁装置，所述电磁装置的外侧活动连接有活动触点，所述活动触点的外侧活动连接有固定触点。

作为优选，所述固定触点与驱动电机之间为电连接。

作为优选，所述固定安装座的底部设置有加强块，该加强块的内部设置有通孔，该通孔尺寸与从动轴的尺寸相适配，并且从动轴位于该通孔的内部。

作为优选，所述驱动轮的中轴线与限位盘的圆心在同一条直线上。

作为优选，所述驱动轮的中轴线与从动轮的中轴线垂直于同一条直线，并且该直线与水平轴线呈垂直状态。

有益效果

与现有技术及产品相比，本发明的有益效果是：

1、该基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，通过自动追踪太阳轨迹，可在不同的时段内，使光伏板与太阳自动保持在合适的角度，避免了现有技术中光伏板角度固定造成的光电转换效率的问题，极大的提升了光伏板进行光电转换的效率，提高了电站的发电量。

2、该基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，通过可折叠的设计，一方面可以减少支架在运输过和安装过程中的占用面积，提高了电站的场地利用率，另一方面可在冰雹等恶劣天气时将其折叠，有效保护光伏板、减少设备损坏的同时，还能在一定程度上避免由此可能带来的经济损失。

附图说明

图1为本发明连接结构示意图，此时各结构均处于初始状态；

图2为本发明驱动电机、驱动轮、从动轮和从动轴连接结构示意图；

图3为本发明图1中各结构运动轨迹示意图一；

图4为本发明图1中各结构运动轨迹示意图二；

图5为本发明图1中各结构运动轨迹示意图三，此时活动安装座处于折叠状态；

图6为本发明进光孔、光敏元件和电控机构连接结构示意图；

图7为本发明图6中A处结构放大图暨电控机构连接结构示意图；

图8为本发明图7中各结构运动轨迹示意图；

图9为本发明固定安装座、活动安装座、铰块、定位块和定位座连接结构示意图，此时各结构均处于初始状态，活动安装座处于展开状态；

图10为本发明图9中各结构运动轨迹示意图，此时活动安装座处于折叠状态。

图中：1、主支架；2、限位盘；3、限位槽；4、限位块；5、副支架；6、横轴；7、固定安装座；8、活动安装座；9、卡杆；10、铰块；11、定位块；12、定位座；13、驱动电机；14、驱动轮；15、从动轮；16、从动轴；17、进光孔；18、光敏元件；19、电控机构；191、封装壳体；192、电磁装置；193、活动触点；194、固定触点；

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10：

该基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，包括主支架1、限位盘2、限位槽3、限位块4、副支架5、横轴6、固定安装座7、活动安装座8、卡杆9、铰块10、定位块11、定位座12、驱动电机13、驱动轮14、从动轮15、从动轴16、进光孔17、光敏元件18和电控机构19。

上述结构的位置及连接关系如下：

主支架1的正面活动连接有限位盘2，限位盘2的表面开设有限位槽3，限位槽3的内部活动连接有限位块4，主支架1的顶部活动连接有副支架5，副支架5的顶部活动连接有横轴6，主支架1的外侧活动连接有固定安装座7，固定安装座7的外侧活动连接有活动安装座8，横轴6的外侧活动连接有卡杆9，固定安装座7和活动安装座8之间活动连接有铰块10，铰块10的外侧活动连接有定位块11，固定安装座7的外侧活动连接有定位座12。

主支架1的内部活动连接有驱动电机13，驱动电机13的正面活动连接有驱动轮14，驱动轮14的外侧活动连接有从动轮15，从动轮15的内部活动连接有从动轴16，固定安装座7的内部开设有进光孔17，进光孔17的内部活动连接有光敏元件18，固定安装座7的内部活动连接有电控机构19。

电控机构19包括封装壳体191、电磁装置192、活动触点193和固定触点194。

上述结构的位置及连接关系如下：

封装壳体191的内部活动连接有电磁装置192，电磁装置192的外侧活动连接有活动触点193，活动触点193的外侧活动连接有固定触点194。

其中：

a、限位槽3和限位块4均分别设置有两个且规格尺寸分别相同，两个限位块4分别与两个限位槽3对应且活动连接，两个限位块4均与固定安装座7活动连接，并且以固定安装座7的中点为参照呈对称分布。

b、卡杆9共设置有四组，其中两组卡杆9与固定安装座7对应且活动连接，并且两个连接点呈对称分布，另外两组卡杆9与活动安装座8对应且活动连接，并且两个连接点呈对称分布。驱动轮14的中轴线与从动轮15的中轴线垂直于同一条直线，并且该直线与水平轴线呈垂直状态。

c、活动安装座8共设置有两个且规格尺寸均相同，其形状均为曲面结构，两个活动安装座8分别设置在固定安装座7的左右两侧且活动铰接；铰块10共设置有两组，分别位于固定安装座7的左右两端且活动铰接，铰块10远离固定安装座7的一端与活动安装座8对应且活动铰接。

d、定位块11和定位座12均分别设置有两组，并且均设置在固定安装座7的外侧；定位块11位于铰块10的下放，定位座12的位置与铰块10位于活动安装座8一端铰接点的位置相对应，并且该铰接点设置为柱状凸起结构，定位座12的顶部设置为半圆环形结构，二者的规格尺寸相适配。驱动轮14的中轴线与限位盘2的圆心在同一条直线上。

其中：

e、驱动轮14与从动轮15相互啮合，从动轮15和从动轴16的轴线为同一条直线，并且从动轴16的外侧设置有块状凸起结构，从动轮15的内侧设置有凹槽结构，该块状凸起结构与凹槽结构相对应；从动轴16贯穿固定安装座7且与其活动卡接。

f、进光孔17设置在固定安装座7的内部且位于中心位置；光敏元件18与电磁装置192之间为电连接。

g、封装壳体191右侧的内部为中空结构，设置有凸出的卡块结构，活动触点193位于该中空结构的内部，并且活动触点193的左侧设置有复位弹簧，该复位弹簧的左侧与封装壳体191活动连接，并且活动触点193的左侧设置有块状凸起，该块状凸起与卡块结构对应。固定触点194与驱动电机13之间为电连接。

h、固定安装座7的底部设置有加强块，该加强块的内部设置有通孔，该通孔尺寸与从动轴16的尺寸相适配，并且从动轴16位于该通孔的内部。

在使用时，初始状态下，两个活动安装座8均处于展开状态，分别通过两组卡杆9来限制其位置，整个固定安装座7和两个活动安装座8偏向左侧，两个限位块4分别与两个限位槽3对应且活动连接，两个限位块4均与固定安装座7活动连接，驱动轮14与从动轮15相互啮合，从动轴16贯穿固定安装座7且与其活动卡接，固定安装座7的底部设置有加强块，该加强块的内部设置有通孔，该通孔尺寸与从动轴16的尺寸相适配，并且从动轴16位于该通孔的内部。此时整个装置面向太阳方向，光线可以经过进光孔17照射在光敏元件18上，光敏元件18处于工作状态，由于光敏元件18与电磁装置192之间为电连接，所以此时电磁装置192内存在电磁铁现象，可以将活动触点193吸附，使其与固定触点194分开，由于固定触点194与驱动电机13之间为电连接，所以此时驱动电机13不运转。

上述结构及过程请参阅图1和图6-7。

随着太阳的运动，光线的入射角度发生变化，无法进入进光孔17并照射在光敏元件18上，所以此时光敏元件18处于非工作状态，电磁装置192内的电磁铁现象消失，不再对活动触点193行程吸附力，由于活动触点193的左侧设置有复位弹簧，该复位弹簧的左侧与封装壳体191活动连接，所以在复位弹簧的弹力作用下活动触点193向右运动并与固定触点194接触并行程完整的电流通路，由于固定触点194与驱动电机13之间为电连接，所以此时驱动电机13开始工作并带动与其连接的驱动轮14同步发生逆时针转动。

由于驱动轮14与从动轮15相互啮合，所以此时驱动轮14可带动从动轮15作逆时针转动，由于从动轮15和从动轴16的轴线为同一条直线，并且从动轴16的外侧设置有块状凸起结构，从动轮15的内侧设置有凹槽结构，该块状凸起结构与凹槽结构相对应；从动轴16贯穿固定安装座7且与其活动卡接，所以此时从动轮15可通过从动轴16带动固定安装座7同步作顺时针转动。

当固定安装座7转动至与太阳位置处于合适的角度时，光线重新进光孔17并照射在光敏元件18上，光敏元件18处于工作状态，电磁装置192内重新产生电磁铁现象，可以将活动触点193吸附，使其与固定触点194分开，此时驱动电机13停止工作，固定安装座7停止运动。

上述结构及过程请参阅图1-4和图6-8。

当需要将活动安装座8折叠时，拆除与之配合的卡杆9并将活动安装座8向内扳动，由于两个活动安装座8分别设置在固定安装座7的左右两侧且活动铰接；铰块10共设置有两组，分别位于固定安装座7的左右两端且活动铰接，铰块10远离固定安装座7的一端与活动安装座8对应且活动铰接，所以此时可完成活动安装座8的折叠过程。

上述结构及过程请参阅图5和图9-10。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，包括主支架（1），其特征在于：所述主支架（1）的正面活动连接有限位盘（2），所述限位盘（2）的表面开设有限位槽（3），所述限位槽（3）的内部活动连接有限位块（4），所述主支架（1）的顶部活动连接有副支架（5），所述副支架（5）的顶部活动连接有横轴（6），所述主支架（1）的外侧活动连接有固定安装座（7），所述固定安装座（7）的外侧活动连接有活动安装座（8），所述横轴（6）的外侧活动连接有卡杆（9），所述固定安装座（7）和活动安装座（8）之间活动连接有铰块（10），所述铰块（10）的外侧活动连接有定位块（11），所述固定安装座（7）的外侧活动连接有定位座（12）；

所述主支架（1）的内部活动连接有驱动电机（13），所述驱动电机（13）的正面活动连接有驱动轮（14），所述驱动轮（14）的外侧活动连接有从动轮（15），所述从动轮（15）的内部活动连接有从动轴（16），所述固定安装座（7）的内部开设有进光孔（17），所述进光孔（17）的内部活动连接有光敏元件（18），所述固定安装座（7）的内部活动连接有电控机构（19）；

所述电控机构（19）包括封装壳体（191），所述封装壳体（191）的内部活动连接有电磁装置（192），所述电磁装置（192）的外侧活动连接有活动触点（193），所述活动触点（193）的外侧活动连接有固定触点（194）；

所述限位槽（3）和限位块（4）均分别设置有两个且规格尺寸分别相同，两个限位块（4）分别与两个限位槽（3）对应且活动连接，两个限位块（4）均与固定安装座（7）活动连接，并且以固定安装座（7）的中点为参照呈对称分布；

所述卡杆（9）共设置有四组，其中两组卡杆（9）与固定安装座（7）对应且活动连接，并且两个连接点呈对称分布，另外两组卡杆（9）与活动安装座（8）对应且活动连接，并且两个连接点呈对称分布；所述活动安装座（8）共设置有两个且规格尺寸均相同，其形状均为曲面结构，两个活动安装座（8）分别设置在固定安装座（7）的左右两侧且活动铰接；所述铰块（10）共设置有两组，分别位于固定安装座（7）的左右两端且活动铰接，铰块（10）远离固定安装座（7）的一端与活动安装座（8）对应且活动铰接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，其特征在于：所述定位块（11）和定位座（12）均分别设置有两组，并且均设置在固定安装座（7）的外侧；定位块（11）位于铰块（10）的下方，定位座（12）的位置与铰块（10）位于活动安装座（8）一端铰接点的位置相对应，并且该铰接点设置为柱状凸起结构，定位座（12）的顶部设置为半圆环形结构，所述柱状凸起结构和所述半圆环形结构的规格尺寸相适配。

3.根据权利要求1所述的一种基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，其特征在于：所述驱动轮（14）与从动轮（15）相互啮合，从动轮（15）和从动轴（16）的轴线为同一条直线，并且从动轴（16）的外侧设置有块状凸起结构，从动轮（15）的内侧设置有凹槽结构，该块状凸起结构与凹槽结构相对应；所述从动轴（16）贯穿固定安装座（7）且与其活动卡接。

4.根据权利要求1所述的一种基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，其特征在于：所述进光孔（17）设置在固定安装座（7）的内部且位于中心位置；所述光敏元件（18）与电磁装置（192）之间为电连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于光感原理可自动追踪太阳轨迹的光伏板支架结构，其特征在于：所述封装壳体（191）右侧的内部为中空结构，设置有凸出的卡块结构，所述活动触点（193）位于该中空结构的内部，并且活动触点（193）的左侧设置有复位弹簧，该复位弹簧的左侧与封装壳体（191）活动连接，并且活动触点（193）的左侧设置有块状凸起，该块状凸起与卡块结构对应。