CN111371396A - 日跟随的光伏电池板及其倾斜角度和自转的调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种日跟随的光伏电池板及其倾斜角度和自转的调控方法，该光伏电池板包括一层以上光伏电池板体，光伏电池板体通过两根悬挂绳固定悬于空中，每个所述光伏电池板体的下方均设置有调节板，调节板通过调节绳悬挂于空中，且贴合在对应的光伏电池板体的下表面，调节板的一侧边缘延伸出光伏电池板，通过垂直调节调节绳，实现变化光伏电池板的倾斜角度。该调控方法为根据日照时间和角度，计算得到不同时间光伏电池板体朝向太阳的角度和倾斜角度，给控制系统设置好驱动条件，确保每天的各个时间段，光伏电池板体朝向太阳，光伏电池板体的倾斜角度根据太阳高度实时调整，且在夜间，自行回归到早上迎向太阳的位置。本发明充分利用太阳光。
Description
技术领域
本发明涉及一种日跟随的光伏电池板及其倾斜角度和自转的调控方法，属于光伏电池的技术领域。
背景技术
光伏电池板是将太阳能转换成电能，并将电能储存的一种设备，现在的光伏电池板都是固定不动的，无法根据当地的阳光方向从早到晚跟着太阳转，也不能随着太阳的升降变化，不能最优地充分吸收太阳光。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种日跟随的光伏电池板及其倾斜角度和自转的调控方法，其具体技术方案如下：
一种多层分段式光伏电池板，包括一层以上光伏电池板体，所述光伏电池板体通过两根悬挂绳固定悬于空中，每个所述光伏电池板体的下方均设置有调节板，所述调节板通过调节绳悬挂于空中，且贴合在对应的光伏电池板体的下表面，所述调节板的一侧边缘延伸出光伏电池板，所述调节绳穿过调节板伸出光伏电池板的部分，通过垂直调节调节绳，实现变化光伏电池板的倾斜角度。
进一步的，所述光伏电池板体呈矩形板状，靠近光伏电池板板体的长度方向的一侧边缘开设有两个穿孔，两个穿孔沿光伏电池板体的长度方向的中线对称，所述悬挂绳穿过对应穿孔。
进一步的，所述调节板位于光伏电池板体下表面的部分开设有与对应穿孔对齐贯通的圆孔，所述悬挂绳同时穿过对应的穿孔和圆孔，且每个圆孔下方的悬挂绳设置有悬挂绳下定位节，每个穿孔上方的悬挂绳设置有悬挂绳上定位节，通过悬挂绳下定位节和悬挂绳上定位节，将调节板限位在悬挂绳上方。
进一步的，所述调节板延伸到光伏电池板体外部的部分开设有3个以上孔洞，每个孔洞中均穿过一根调节绳，所述调节绳若干个固定有调节绳下定位节和调节绳上定位节，所述调节板位于一组调节绳下定位节和调节绳上定位节中间，调节绳下定位节大于孔洞。
进一步的，所述调节板呈矩形板状，或者位于光伏电池板体下方部分设置镂空。
进一步的，所述光伏电池板体的外部封装有有机硅，光伏电池板体内的光伏电池有三块，依次为位于两个穿孔之间的一个中间块，中间块的一组相对侧靠近光伏电池板体的长边的边缘，中间块的两侧对称设置有边块，所述边块与中间块的导电线串联，上下层之间的光伏电池板的导电线并联。
进一步的，还包括支架，支架的底部设置有底座，底座设置有立柱，立柱的顶部朝向一侧设置有上中间杆，所述上中间杆垂直固定有上水平杆，上水平杆的两端设置有上边杆，所述调节绳的顶部连接对应的上中间杆或上边杆，所述悬挂绳的顶部分别固定在对应的上边杆末端；
所述立柱靠近底座位置设置有下中间杆，所述下中间杆垂直固定有下水平杆，下水平杆的两端设置有下边杆，所述调节绳的底部连接对应的下中间杆或下边杆，所述悬挂绳的底部分别固定在对应的下边杆末端；
所述上中间杆位于下中间杆的垂直上方，所述上边杆位于下边杆的垂直上方，所述上水平杆位于下水平杆的垂直上方。
进一步的，所述调节绳与对应的上中间杆和上边杆连接处设置有上卷扬，所述调节绳的上端缠绕在上卷扬上，所述上卷扬包括中间的缠绕轴，所述缠绕轴的两侧设置有挡板，所述缠绕轴的两端穿过固定悬挂在对应的上中间杆和上边杆下方的挂杆；
所述调节绳与对应的下中间杆和下边杆连接处设置有下卷扬，所述调节绳的下端缠绕在下卷扬上，所述下卷扬包括中间的缠绕轴，所述缠绕轴的两侧设置有挡板，所述缠绕轴的两端穿过固定悬挂在对应的下中间杆和下边杆上方的支杆。
进一步的，所述底座中心内嵌设置有轴承，所述立柱穿插在轴承中，立柱位于底座上方位置设置有从动齿轮，所述从动齿轮啮合连接主动齿轮，所述主动齿轮与电机的驱动轴连接。
多层分段式光伏电池板的倾斜角度和自转的调控方法，该调控方法基于上述的多层分段式光伏电池板，包括以下步骤：
步骤一：倾斜角度调控：上卷扬和下卷扬均设置有驱动系统和控制系统，根据一天中太阳的高度，计算光伏电池板体与太阳光垂直时候的角度，在控制系统中设置驱动系统的驱动参数，使其循环周期为24小时；
步骤二：自转调控：设置电机的控制系统，驱动立柱围绕轴承旋转，使得光伏电池板体始终朝向太阳光。
本发明的工作原理是：
上卷扬、下卷扬和电机分别设置有控制系统，根据多层分段式光伏电池板的日照时间和角度，计算得到不同时间光伏电池板体朝向太阳的角度和倾斜角度，给控制系统设置好驱动条件，确保每天的各个时间段，光伏电池板体朝向太阳，光伏电池板体的倾斜角度根据太阳高度实时调整，且在夜间，自行回归到早上迎向太阳的位置。
本发明的有益效果是：
本发明通过设置多层，增加单位占地面积上设置的光伏电池板体的面积，上下层的光伏电池板体之间的间距和倾斜角度使得，光照能够充分照射到下面的光伏电池板体上，充分提供单位占地面积的利用率。
本发明可以跟随太阳光自转，让光伏电池板体跟着太阳光旋转，光伏电池板体始终正朝向太阳，充分吸收太阳光。
本发明中光伏电池板体的倾斜角度可以调节，各层光伏电池板体通过对应的定位节固定在合适的高度。
附图说明
图1是本发明的光伏电池板体和调节板的位置图，
图2是图1的侧视图，
图3是本发明的光伏电池板体的正视图，
图4是本发明的支架的立体图，
图5是本发明支架上安装上光伏电池板体和调节板的侧视图，
图6是本发明中的上卷扬的放大图，
图7是本发明中的立柱底部的结构示意图，
图中：1—调节板，2—光伏电池板体，2-1—中部板，2-2—边板，3—穿孔，4—孔洞，5—悬挂绳，6—调节绳，7—调节绳上定位节，8—调节绳下定位节，9—悬挂绳下定位节，10—悬挂绳上定位节，11—立柱，12—上中间杆，13—上水平杆，14—上边杆，15—下中间杆，16—下水平杆，17—下边杆，18—底座，19—挂环，20—上卷扬，21—挡板，22—缠绕轴，23—挂杆，24—轴承，25—从动齿轮，26—主动楚论，27—电机。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
结合图5，本发明的多层分段式光伏电池板，包括支架和设置在支架内的多层相互平行的光伏电池板体2。
结合图1、2和5，具体阐述本发明中光伏电池板体的安装方式以及调节方式：光伏电池板体2通过两根悬挂绳5固定悬于空中，每个光伏电池板体2的下方均设置有调节板1，调节板1通过调节绳6悬挂于空中，且贴合在对应的光伏电池板体2的下表面，调节板1的一侧边缘延伸出光伏电池板2，调节绳6穿过调节板1伸出光伏电池板的部分，通过垂直调节调节绳6，悬挂绳5保持不动，光伏电池板2的倾斜角度与调节板同步变化，实现变化光伏电池板2的倾斜角度。
为了更好地将光伏电池板体和调节板与各自对应的悬挂绳和调节绳固定住，在光伏电池板体2靠近光伏电池板板体2的长度方向的一侧边缘开设有两个穿孔3，两个穿孔沿光伏电池板体的长度方向的中线对称，悬挂绳5穿过对应穿孔3。调节板1位于光伏电池板体2下表面的部分开设有与对应穿孔3对齐贯通的圆孔，悬挂绳5同时穿过对应的穿孔3和圆孔，且每个圆孔下方的悬挂绳5设置有悬挂绳下定位节9，每个穿孔3上方的悬挂绳5设置有悬挂绳上定位节10，通过悬挂绳下定位节9和悬挂绳上定位节10，将调节板1限位在悬挂绳上，不会相对悬挂绳上下移动。
调节板延伸到光伏电池板体外部的部分开设有3个以上孔洞4，每个孔洞4中均穿过一根调节绳6，调节绳6若干个固定有调节绳下定位节8和调节绳上定位节7，调节板1位于一组调节绳下定位节8和调节绳上定位节7中间，调节绳下定位节8大于孔洞。
调节板1的形态可多种，只要能够将光伏电池板体推举住，控制其上下倾斜旋转便可，比如调节板1呈矩形板状，或者位于光伏电池板体下方部分设置镂空。
光伏电池板体2的实现方式为，光伏电池板体2的外部封装有有机硅，光伏电池板体内的光伏电池有三块，依次为位于两个穿孔之间的一个中间块2-1，中间块2-1的一组相对侧靠近光伏电池板体的长边的边缘，中间块2-1的两侧对称设置有边块2-2，所述边块2-2与中间块2-1的导电线串联，上下层之间的光伏电池板的导电线并联。
下面具体介绍支架的结构以及悬挂绳和调节绳在支架上的连接方式，支架的底部设置有底座18，底座18设置有立柱11，立柱11的顶部朝向一侧设置有上中间杆12，上中间杆12垂直固定有上水平杆13，上水平杆13的两端设置有上边杆14，调节绳6的顶部连接对应的上中间杆12或上边杆14，悬挂绳5的顶部分别固定在对应的上边杆14末端。可在上边杆14靠近端部位置设置挂环19，悬挂绳5的顶部拴在挂环19上。
立柱11靠近底座18位置设置有下中间杆15，下中间杆15垂直固定有下水平杆16，下水平杆16的两端设置有下边杆17，调节绳6的底部连接对应的下中间杆15或下边杆17，悬挂绳5的底部分别固定在对应的下边杆17末端。可在下边杆17靠近端部位置设置挂环19，悬挂绳5的下部拴在该挂环19上。
中间杆12位于下中间杆15的垂直上方，上边杆14位于下边杆的垂直上方，上水平杆13位于下水平杆的垂直上方。即上下垂直对称。
为了实现光伏电池板体的调节，调节绳6与对应的上中间杆12和上边杆14连接处设置有上卷扬20，调节绳6的上端缠绕在上卷扬20上，上卷扬20包括中间的缠绕轴22，缠绕轴22的两侧设置有挡板21，缠绕轴的两端穿过固定悬挂在对应的上中间杆12和上边杆14下方的挂杆23。
调节绳6与对应的下中间杆和下边杆连接处设置有下卷扬，调节绳6的下端缠绕在下卷扬上，下卷扬包括中间的缠绕轴22，缠绕轴22的两侧设置有挡板21，缠绕轴22的两端穿过固定悬挂在对应的下中间杆和下边杆上方的支杆。
上卷扬和下卷扬上下垂直对称，设置上卷扬和下卷扬的驱动控制系统，使得上卷扬和下卷扬的运动行程刚好相反，调节绳始终处于绷紧状态。
为了实现光伏电池板体的自转，底座18中心内嵌设置有轴承24，立柱11穿插在轴承24中，立柱11位于底座18上方位置设置有从动齿轮25，从动齿轮25啮合连接主动齿轮26，主动齿轮26与电机27的驱动轴连接。轴承的轴承座固定于底座中，立柱与轴承内圈固定，从动齿轮与立柱固定，为了加固从动齿轮与立柱的连接稳定配合性，可以在连接面增加键连接结构。驱动时，电机驱动主动齿轮旋转，主动齿轮带动从动齿轮和立柱同步旋转，带动光伏电池板体同步旋转。可以设置电机的驱动控制，设置24小时为一个周期，根据日出日落时间和所处方向，设置从日出方向到日落方向的时间，日出时，光伏电池板体朝向日出方向，设置合适的速度，使得日落时，光伏电池板体朝向日落方向，日落以后，光伏电池板体原路回到日出方向，回来的时间为24小时减去日出方向转到日落方向的时间，速度据此计算出来，设置回去的速度，实现24小时自动控制。
多层分段式光伏电池板的倾斜角度和自转的调控方法，该调控方法基于上述的多层分段式光伏电池板，包括以下步骤：
步骤一：倾斜角度调控：上卷扬和下卷扬均设置有驱动系统和控制系统，根据一天中太阳的高度，计算光伏电池板体2与太阳光垂直时候的角度，在控制系统中设置驱动系统的驱动参数，使其循环周期为24小时；
步骤二：自转调控：设置电机27的控制系统，驱动立柱11围绕轴承24旋转，使得光伏电池板体2始终朝向太阳光。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种多层分段式光伏电池板，其特征在于：包括一层以上光伏电池板体(2)，所述光伏电池板体(2)通过两根悬挂绳(5)固定悬于空中，每个所述光伏电池板体(2)的下方均设置有调节板(1)，所述调节板(1)通过调节绳(6)悬挂于空中，且贴合在对应的光伏电池板体(2)的下表面，所述调节板(1)的一侧边缘延伸出光伏电池板(2)，所述调节绳(6)穿过调节板(1)伸出光伏电池板的部分，通过垂直调节调节绳(6)，实现变化光伏电池板(2)的倾斜角度。
2.根据权利要求1所述的多层分段式光伏电池板，其特征在于：所述光伏电池板体(2)呈矩形板状，靠近光伏电池板板体(2)的长度方向的一侧边缘开设有两个穿孔(3)，两个穿孔沿光伏电池板体的长度方向的中线对称，所述悬挂绳(5)穿过对应穿孔(3)。
3.根据权利要求2所述的多层分段式光伏电池板，其特征在于：所述调节板(1)位于光伏电池板体(2)下表面的部分开设有与对应穿孔(3)对齐贯通的圆孔，所述悬挂绳(5)同时穿过对应的穿孔(3)和圆孔，且每个圆孔下方的悬挂绳(5)设置有悬挂绳下定位节(9)，每个穿孔(3)上方的悬挂绳(5)设置有悬挂绳上定位节(10)，通过悬挂绳下定位节(9)和悬挂绳上定位节(10)，将调节板(1)限位在悬挂绳上方。
4.根据权利要求1所述的多层分段式光伏电池板，其特征在于：所述调节板延伸到光伏电池板体外部的部分开设有3个以上孔洞(4)，每个孔洞(4)中均穿过一根调节绳(6)，所述调节绳(6)若干个固定有调节绳下定位节(8)和调节绳上定位节(7)，所述调节板(1)位于一组调节绳下定位节(8)和调节绳上定位节(7)中间，调节绳下定位节(8)大于孔洞。
5.根据权利要求1所述的多层分段式光伏电池板，其特征在于：所述调节板(1)呈矩形板状，或者位于光伏电池板体下方部分设置镂空。
6.根据权利要求1所述的多层分段式光伏电池板，其特征在于：所述光伏电池板体(2)的外部封装有有机硅，光伏电池板体内的光伏电池有三块，依次为位于两个穿孔之间的一个中间块(2-1)，中间块(2-1)的一组相对侧靠近光伏电池板体的长边的边缘，中间块(2-1)的两侧对称设置有边块(2-2)，所述边块(2-2)与中间块(2-1)的导电线串联，上下层之间的光伏电池板的导电线并联。
7.根据权利要求1所述的多层分段式光伏电池板，其特征在于：还包括支架，支架的底部设置有底座(18)，底座(18)设置有立柱(11)，立柱(11)的顶部朝向一侧设置有上中间杆(12)，所述上中间杆(12)垂直固定有上水平杆(13)，上水平杆(13)的两端设置有上边杆(14)，所述调节绳(6)的顶部连接对应的上中间杆(12)或上边杆(14)，所述悬挂绳(5)的顶部分别固定在对应的上边杆(14)末端；
所述立柱(11)靠近底座(18)位置设置有下中间杆，所述下中间杆垂直固定有下水平杆，下水平杆的两端设置有下边杆，所述调节绳(6)的底部连接对应的下中间杆或下边杆，所述悬挂绳(5)的底部分别固定在对应的下边杆末端；
所述上中间杆(12)位于下中间杆的垂直上方，所述上边杆(14)位于下边杆的垂直上方，所述上水平杆(13)位于下水平杆的垂直上方。
8.根据权利要求7所述的多层分段式光伏电池板，其特征在于：所述调节绳(6)与对应的上中间杆(12)和上边杆(14)连接处设置有上卷扬(20)，所述调节绳(6)的上端缠绕在上卷扬(20)上，所述上卷扬(20)包括中间的缠绕轴，所述缠绕轴的两侧设置有挡板(21)，所述缠绕轴的两端穿过固定悬挂在对应的上中间杆(12)和上边杆(14)下方的挂杆(23)；
所述调节绳(6)与对应的下中间杆和下边杆连接处设置有下卷扬，所述调节绳(6)的下端缠绕在下卷扬上，所述下卷扬包括中间的缠绕轴，所述缠绕轴的两侧设置有挡板，所述缠绕轴的两端穿过固定悬挂在对应的下中间杆和下边杆上方的支杆。
9.根据权利要求8所述的多层分段式光伏电池板，其特征在于：所述底座(18)中心内嵌设置有轴承(24)，所述立柱(11)穿插在轴承(24)中，立柱(11)位于底座(18)上方位置设置有从动齿轮(25)，所述从动齿轮(25)啮合连接主动齿轮(26)，所述主动齿轮(26)与电机(27)的驱动轴连接。
10.多层分段式光伏电池板的倾斜角度和自转的调控方法，其特征在于：该调控方法基于上述任一权利要求所述的多层分段式光伏电池板，包括以下步骤：
步骤一：倾斜角度调控：上卷扬和下卷扬均设置有驱动系统和控制系统，根据一天中太阳的高度，计算光伏电池板体(2)与太阳光垂直时候的角度，在控制系统中设置驱动系统的驱动参数，使其循环周期为24小时；
步骤二：自转调控：设置电机(27)的控制系统，驱动立柱(11)围绕轴承(24)旋转，使得光伏电池板体(2)始终朝向太阳光。
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