CN112511088A - 高效太阳能光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高效太阳能光伏发电系统，涉及光伏发电技术领域。包括：底座，底座与地面接触，底座内部中空用于放置光伏发电系统的辅助装置；滑轨，滑轨为弧形结构，滑轨固定安装在所述底座上；安装架，安装架与滑轨滑动连接后，安装架可以在所述滑轨上转换180度方位，太阳能电池板安装在所述安装架上；传动装置，传动装置控制安装架在所述滑轨上转换180度方位，传动装置设置在滑轨和所述底座内；控制系统，控制系统根据太阳跟踪定位装置和/或远程控制系统控制所述传动装置的活动。本发明的光伏发电系统能够根据不同时刻光线的入射角度不同而改变太阳能电池板自身的方位，从而接收充足的太阳光线。

Description

高效太阳能光伏发电系统

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，尤其涉及高效太阳能光伏发电系统。

背景技术

随着地球资源的不断开发利用，人们将目光转向了太阳能资源，利用太阳光发电或发热。

为了增加太阳能发电系统的发电量，需要将太阳能电池板调整至跟随太阳光线的角度变动为转动，从而在有限的日照时间内使太阳能发电系统的发电量达到最大。

因此，为解决上述技术问题，需要提出一种新的技术方案。尤其是提供一种能够准确控制太阳能电池板转动角度的高效太阳能光伏发电系统。

发明内容

本发明为解决市场上现有的太阳能发电系统的太阳能电池板固定，不能跟随太阳光线角度变化而转动的技术问题，提供了一种能够根据太阳能光线角度变化而适应性转动的高效太阳能光伏发电系统。

为实现上述目的提供了如下技术方案：高效太阳能光伏发电系统，包括：底座，所述底座与地面接触，所述底座内部中空用于放置光伏发电系统的辅助装置；滑轨，所述滑轨为弧形结构，所述滑轨固定安装在所述底座上；安装架，所述安装架与所述滑轨滑动连接后，所述安装架可以在所述滑轨上转换180度方位，太阳能电池板安装在所述安装架上；传动装置，所述传动装置控制所述安装架在所述滑轨上转换180度方位，所述传动装置设置在滑轨和所述底座内；控制系统，所述控制系统根据太阳跟踪定位装置和/或远程控制系统控制所述传动装置的活动。

优选地，所述滑轨为双滑轨平行且间隔设置在所述底座上。

优选地，所述安装架包括安装部和连接部，所述连接部卡合设置在所述滑轨内，所述连接部的弯曲弧度与所述滑轨的弯曲弧度相同使所述连接部安装在所述滑轨内后能够在所述滑轨内滑动。

优选地，所述安装部包括顶板和沿所述顶板边缘向下延伸的侧板，所述侧板为中间设有开口的边框结构，所述相对设置的侧板底部设有第一底板和第二底板，所述第一底板和所述第二底板的交汇处设有与所述顶板连接的矩形立柱，所述连接部上设有传动配合装置。

优选地，所述传动装置包括转动电机和与所述转动电机输出轴相连接的传动轴，所述传动轴表面设有传动齿条，所述传动齿条与所述传动配合装置相适配。

优选地，所述顶板上设有顶部太阳能电池板，所述侧板铰接有侧部太阳能电池板，所述立柱上还设有伸缩气缸，所述伸缩气缸一端连接所述侧部太阳能电池板。

优选地，所述侧部太阳能电池板包括四个，所述立柱的四周均设有所述伸缩气缸。

优选地，所述伸缩气缸与所述控制系统连接。

优选地，所述辅助装置包括发电控制器、DC/AC逆变器、整流器和蓄电池。

本发明的有益效果：本发明的太阳能光伏发电系统通过控制系统控制电机的转动，从而带动太阳能电池板的同步转动，通过电机的转动角度和齿轮的啮合传动，精确带动太阳能电池板的转动。

本发明具有两种模式，一种是太阳能电池板合并在安装架上，此时顶部太阳能电池板最大限度接收太阳光的照射，侧部太阳能电池板小范围接收太阳光的照射，可以不用调整安装架在滑轨上的位置，通过顶部和四个侧部的太阳能电池板，对不同照射方向的太阳光线进行接收从而实现太阳能光伏发电。另一种模式是通过伸缩气缸将侧部的太阳能电池板撑起使顶部和侧部太阳能电池板位于同一平面上，此时在同样的底座占地面积下能够增加接收太阳能光线的面积，通过太阳跟踪定位装置将信号传递至控制系统，控制系统驱动转动电机带动传动轴的转动，通过啮合齿轮的传动精确控制安装架及太阳能电池板的方位，从而在太阳从东升至西落的整个过程中都能够完全接收到太阳光线的照射，实现对充分地对太阳光线的运用，提高光伏发电的发电量。

附图说明

图1是本发明的太阳能电池板合并状态时的结构示意图。

图2是本发明的太阳能电池板展开状态时的结构示意图。

图3是本发明安装架的结构示意图。

图4是本发明侧部太阳能电池板的驱动结构示意图。

图5是本发明传动装置的结构示意图。

图6是本发明滑轨内部零件的位置关系示意图。

图7是本发明控制系统的工作流程示意图。

其中：

1、底座；11、传动轴；2、滑轨；3、安装架；31、顶板；32、侧板；33、立柱；34、第一底板；35、第二底板；36、第一齿条配合部；361、第一卡合部；37、第二齿条配合部；38、第三齿条配合部；381、第二卡合部；4、太阳能电池板；41、顶部太阳能电池板；42、侧部太阳能电池板；5、伸缩气缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、 “上”、 “下”、 “左”、“右”、 “竖直”、 “水平”、 “内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、 “第二”、 “第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、 “相连”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，高效太阳能光伏发电系统，包括：底座1，安装在底座1上的滑轨2、与滑轨转动连接的安装架3、安装在安装架3上的太阳能电池板4、传动装置和控制系统。控制系统根据太阳跟踪定位装置和/或远程控制系统控制所述传动装置的活动。传动装置带动安装架及太阳能电池板在滑轨上移动转动。

如图1和图2所示，底座1与地面接触，所述底座1内部中空用于放置光伏发电系统的辅助装置，辅助装置为实现太阳能光伏发电的配套设施，包括太阳能交流发电系统和太阳能直流发电系统的配套设施，太阳能交流发电系统和太阳能直流发电系统的配套设施的设备已经属于成熟的技术，如包括了发电控制器、DC/AC逆变器、整流器和蓄电池等。同时为增加本发明中底座的移动便利性，还可以在底座上设置移动滚轮，所述移动滚轮为万向轮或单向轮。底座1内设有配重块，所述配重块增加所述底座的重量，平衡所述安装架转动时底座两侧的重力变化。

如图6所示，滑轨2的具体结构为上部为半圆形的弧形结构下部为与底座连接的直线型结构，设计为两个形状相同的滑轨平行且间隔设置在底座上。滑轨的间距与安装架3的宽度相同或略大于安装架3的宽度。滑轨为安装架的转动方向提供了路径，安装架沿着滑轨表面转动，滑轨可以与底座一体式设计也可以与底座可拆卸式固定。传动装置控制所述安装架3在所述滑轨2上转换180度方位，传动装置包括转动电机和与所述转动电机输出轴相连接的传动轴11，所述传动轴11表面设有传动齿条，所述传动齿条与安装架上设置的传动配合装置相适配。传动轴和转动电机可以安装在滑轨内部，也可以将转动电机设置在底座内传动轴设置在滑轨内，转动电机与传动轴将设置一个将电机的纵向转动转换为横向转动的从动轮，实现在转动电机与传动轴间的传动。

如图3和图4，安装架3与所述滑轨2滑动连接后，所述安装架3可以在所述滑轨2上转换180度方位，太阳能电池板4安装在所述安装架3上。具体讲，安装架3包括一体式设计的安装部和连接部，所述连接部卡合设置在所述滑轨2内，所述连接部的弯曲弧度与所述滑轨2的弯曲弧度相同使所述连接部安装在所述滑轨2内后能够在所述滑轨2内滑动。安装部包括顶板31和沿所述顶板31四个边缘向下延伸的侧板32，所述侧板32为中间设有开口的边框结构，所述相对设置的侧板32底部设有第一底板34和第二底板35，所述第一底板34和所述第二底板35的交汇处设有与所述顶板31连接的矩形立柱33。连接部设置在安装部下方，连接部上设有传动配合装置。传动配合装置包括依次间隔设置的第一齿条配合部36、第二齿条配合部37和第三齿条配合部38。第一齿条配合部36、第二齿条配合部37和第三齿条配合部38的下方均设有与传动轴11上的齿条相啮合的配合齿条，且第一齿条配合部36、第二齿条配合部37和第三齿条配合部38设有齿条端的弯曲弧度与传动轴11表面的弯曲弧度相适配并与传动轴11啮合连接，如图5所示。第一齿条配合部36和第三齿条配合部38设置在连接部的两侧，其中第一齿条配合部36的侧面上还突出设有第一卡合部361，第三齿条配合部38的侧面还设有突出的第二卡合部381，第一卡合部361和第二卡合部381表面的外弯曲弧度与滑轨2内表面的弯曲弧形适配。安装时第一卡合部361和第二卡合部381卡设在滑轨2内，如图6所示。安装架和太阳能电池板能够沿着滑轨的表面转动，从而自身转动180度，使太阳能电池板在太阳在东升至西落的过程中均能够接收到充足的太阳光线，完成光伏发电。

安装架的侧板设置为中空的边框结构是为了在侧部太阳能电池板合闭时能够将太阳能电池板牢固限位，减轻上部铰接件的承重量，增加铰接件及侧部太阳能电池板的使用寿命。第一底板和第二底板增加侧板的稳定性，同时中空的安装架减轻了安装架的重量也进一步减轻了安装架转动时在底座上不同位置的重力差，减轻了底座内重力的设置。

本发明的太阳能电池板4包括顶部太阳能电池板41和侧部太阳能电池板42。顶板31上设有顶部太阳能电池板41，所述侧板32铰接有侧部太阳能电池板42，所述立柱33上还设有伸缩气缸5，所述伸缩气缸5一端连接所述侧部太阳能电池板42。侧部太阳能电池板42包括四个且立柱33的四周均设有所述伸缩气缸5，通过伸缩气缸5的伸缩实现侧部太阳能电池板的展开或合闭。

如图7所示，本发明处理光伏发电的控制器外还包括控制系统，控制系统根据外部设置的太阳追踪定位系统输出的信号或者远程控制系统的命令驱动转动电机转动从而控制安装架及太阳能电池板的转动，同时还控制伸缩气缸的伸缩活动，控制侧部太阳能电池板的展开或合闭。控制系统与太阳追踪定位系统有线连接，与远程控制系统通信连接，控制系统采用现有的MCU控制芯片。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1.高效太阳能光伏发电系统，其特征在于，包括：

底座（1），所述底座（1）与地面接触，所述底座（1）内部中空用于放置光伏发电系统的辅助装置；

滑轨（2），所述滑轨（2）为弧形结构，所述滑轨（2）固定安装在所述底座（1）上；

安装架（3），所述安装架（3）与所述滑轨（2）滑动连接后，所述安装架（3）可以在所述滑轨（2）上转换180度方位，太阳能电池板（4）安装在所述安装架（3）上；

传动装置，所述传动装置控制所述安装架（3）在所述滑轨（2）上转换180度方位，所述传动装置设置在滑轨（2）和所述底座（1）内；

控制系统，所述控制系统根据太阳跟踪定位装置和/或远程控制系统控制所述传动装置的活动。

2.如权利要求1所述的高效太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述滑轨（2）为双滑轨平行且间隔设置在所述底座（1）上。

3.如权利要求2所述的高效太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述安装架（3）包括安装部和连接部，所述连接部卡合设置在所述滑轨（2）内，所述连接部的弯曲弧度与所述滑轨（2）的弯曲弧度相同使所述连接部安装在所述滑轨（2）内后能够在所述滑轨（2）内滑动。

4.如权利要求3所述的高效太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述安装部包括顶板（31）和沿所述顶板（31）边缘向下延伸的侧板（32），所述侧板（32）为中间设有开口的边框结构，所述相对设置的侧板（32）底部设有第一底板（34）和第二底板（35），所述第一底板（34）和所述第二底板（35）的交汇处设有与所述顶板（31）连接的矩形立柱（33），所述连接部上设有传动配合装置。

5.如权利要求4所述的高效太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述传动装置包括转动电机和与所述转动电机输出轴相连接的传动轴（11），所述传动轴（11）表面设有传动齿条，所述传动齿条与所述传动配合装置相适配。

6.如权利要求5所述的高效太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述顶板（31）上设有顶部太阳能电池板（41），所述侧板（32）铰接有侧部太阳能电池板（42），所述立柱（33）上还设有伸缩气缸（5），所述伸缩气缸（5）一端连接所述侧部太阳能电池板（42）。

7.如如权利要求6所述的高效太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述侧部太阳能电池板（42）包括四个，所述立柱（33）的四周均设有所述伸缩气缸（5）。

8.如如权利要求6所述的高效太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述伸缩气缸（5）与所述控制系统连接。

9.如如权利要求1至8中任一项所述的高效太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述辅助装置包括发电控制器、DC/AC逆变器、整流器和蓄电池。

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