CN113593345A - 一种光伏实训设备 - Google Patents

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张宁
杨超君
周燕强
刘迅
杨广
李芳�
徐梦蕾
仲宇详
朱苇豪
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Suzhou Higher Vocational School
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Abstract

本发明属于光伏技术领域，公开了一种光伏实训设备。该光伏实训设备包括机架、控制器，以及均电性连接于控制器的驱动机构、清洁机构和太阳跟踪器，机架包括底架及台面，台面能够绕第一水平轴及与第一水平轴垂直的第二水平轴转动，清洁机构能够喷射水至各个光伏组件上，并能够擦拭各个光伏组件的表面，太阳跟踪器能够跟踪太阳并计算太阳光的参数，驱动机构，驱动机构的输出端连接于台面，控制器能够根据接收到太阳跟踪器的参数控制驱动机构驱动台面绕第一水平轴及第二水平轴转动，以使台面能够正对于太阳光。本发明避免了人工清洁及太阳位置不断变化对实验数据的影响，提高教学效率及实验效果，使得教学质量大大提升。

Description

一种光伏实训设备
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种光伏实训设备。
背景技术
我国太阳能资源非常丰富，南北距离和东西距离都在5000公里以上，理论储量达每年17000亿吨标准煤，太阳能资源开发利用的潜力非常广阔，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。年日照时数大于2000小时，因而有巨大的开发潜能。
随着我国光伏行业的迅猛发展，光伏产业需要大量复合型技能人才，巨大的缺口亟待高职毕业生填补，光伏专业前景广阔，专业建设需要大量的实验、实训设备，由于根据时间的变化，太阳照射于光伏发电设备的光伏组件上的角度会发生相应的变化，而现有的光伏实训设备无法调节光伏组件与太阳光照之间的夹角，进而对实验的数据及结果造成影响，降低了实验效果，使得教学质量较差；并且光伏发电设备的光伏组件通常设置在室外，使得光伏组件的表面易于沉积灰尘，如果组织学生进行打扫，其高度较高，不仅危险，而且清洁人员易损坏光伏组件，不仅会耽误教学时间，而且增加了设备成本。
因此，亟于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏实训设备，以解决学生在实训过程中因人工清洁光伏组件较危险，并且易损坏光伏组件而造成耽误教学时间，增加设备成本；光伏实训设备由于太阳的位置不断变化而对实验数据的影响，降低了实验效果，使教学质量差等问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种光伏实训设备，包括：
机架，包括底架与台面，所述台面能够容置多个呈矩形阵列的光伏组件，所述台面连接于所述底架，并能够绕第一水平轴及与所述第一水平轴垂直的第二水平轴转动；
清洁机构，能够喷射水至各个所述光伏组件上，并能够擦拭各个光伏组件的表面；
太阳跟踪器，设置于所述机架上，所述太阳跟踪器能够跟踪太阳并计算太阳光的参数；
控制器，所述太阳跟踪器及所述清洁机构均电性连接于所述控制器，以能够与所述控制器通讯；及
驱动机构，所述驱动机构的输出端连接于所述台面，所述驱动机构电性连接于所述控制器，所述控制器能够根据接收到所述太阳跟踪器的所述参数驱动所述台面绕所述第一水平轴及所述第二水平轴转动，以使所述台面能够正对于所述太阳光。
作为优选，所述光伏实训设备还包括：
集水槽，设置于所述台面上，所述台面能够引导喷射于多个所述光伏组件上的水流入所述集水槽中；及
水泵，能够将所述集水槽中的水输送于所述清洁机构。
作为优选，所述台面倾斜设置，所述集水槽设置于所述台面高度较低的一侧，所述台面包括：
多个第一导水槽，多个所述第一导水槽间隔设置并均沿所述台面的倾斜方向延伸；
多个基座，依次设置于各个所述第一导水槽上，并且在沿与所述第一导水槽的延伸方向垂直的方向上，相邻的两个所述光伏组件均搭接于同一所述基座上；
多个压块，一一对应地可拆卸固定于所述多个基座上，所述压块能够压紧相邻两个所述光伏组件于所述基座；及
多个压板，一一对应于所述多个第一导水槽，所述压板的延伸方向与所述第一导水槽的延伸方向平行，所述压板能够扣合于位于同一所述第一导水槽上的所有所述压块。
作为优选，所述第一导水槽包括一对沿对称设置的第一立板及一对对称设置的第二立板，所述第一立板及所述第二立板均沿所述台面的倾斜方向延伸，所述基座呈翼型，所述基座的两翼分别卡接于位于同一侧的所述第一立板与所述第二立板之间，所述基座的两翼的顶面分别能够承载所述光伏组件，所述压块呈倒立的“几”字型，所述压块的底部连接于所述基座的顶部，所述压块的两翼能够将一对所述光伏组件分别抵压在所述基座的两翼上。
作为优选，所述基座还包括分别设置于所述基座的两翼的顶面的第一定位部，一对所述第一定位部分别能够定位位于所述基座上的一对所述光伏组件，所述压块上设置有能够定位所述压板的第二定位部，所述压板能够卡接于所述压块。
作为优选，所述台面还包括第二导水槽，所述第二导水槽间隔设置并均沿与所述台面的倾斜方向垂直的方向延伸，所述第二导水槽的两端分别连通于相邻的两个所述第一导水槽，并且在沿与所述台面的倾斜方向垂直的方向上的相邻两个所述光伏组件分别搭接在同一所述第二导水槽上。
作为优选，所述驱动机构包括第一驱动部及第二驱动部，所述第一驱动部及所述第二驱动部均设置于所述台面与所述底架之间，并能够分别驱动所述台面的绕所述第一水平轴及所述第二水平轴转动。
作为优选，所述第一驱动部及所述第二驱动部分别设置于所述第二水平轴及所述第一水平轴的延伸路径上。
作为优选，所述机架还包括：
四个球铰支座，分别设置于所述台面底部的四角上；
四个球体，分别可转动设置于四个所述球铰支座中；
四个第一支柱，分别固接于四个所述球体；及
四个第二支柱，均竖直固定于所述底架上，并且分别套置于四个所述第一支柱外，所述第一支柱的底部与所述第二支柱容置所述第一支柱的内腔底部之间设置有弹性件，所述弹性件能够沿竖直方向发生弹性变形，所述第一支柱抵压于所述弹性件。
作为优选，所述机架还包括：
主立柱，竖直设置，所述主立柱的一端固定于所述底架上，所述主立柱的另一端球铰接于所述台面底部的中心处；
四个球铰支座，分别设置于所述台面底部的四角上；
四个球体，分别可转动设置于四个所述球铰支座中；
四个第一支柱，分别固接于四个所述球体；及
四个第二支柱，四个所述第二支柱的一端均铰接于所述主立柱上，并且四个所述第二支柱分别套置于四个所述第一支柱外，所述第一支柱的底部与所述第二支柱容置所述第一支柱的内腔底部之间设置有弹性件，所述弹性件能够沿竖直方向发生弹性变形，所述第一支柱抵压于所述弹性件。
本发明的有益效果：通过清洁机构能够喷射水至各个光伏组件上，并能够擦拭各个光伏组件的表面，无需学生进行清洁，避免了人工清洁过程中会发生的安全事故并且不会损坏光伏组件，同时不会耽误教学时间，提高教学效率；并通过设置台面能够绕第一水平轴及与第一水平轴垂直的第二水平轴转动的机架，并通过太阳跟踪器追踪太阳的位置，使控制器根据太阳的位置控制驱动机构调节台面的倾角，以使台面正对于太阳光，从而消除了由于太阳的位置不断变化而对实验数据的影响，提高了实现效果，使得教学质量大大提升。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的光伏实训设备的机架的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的光伏实训设备的左视图；
图3是本发明实施例提供的光伏实训设备的台面位于相邻两个光伏组件之间的部分的结构示意图；
图4是本发明实施例二提供的光伏实训设备的机架移除了台面的左视图。
图中：
1、机架；11、底架；12、侧挡水板；13、顶部挡水板；14、第一导水槽；141、第一立板；142、第二立板；15、基座；16、压块；17、压板；18、第二导水槽；
2、集水槽；3、光伏组件；
421、第一支柱；422、第二支柱；43、第一球铰支座；44、第一球体；45、第二球铰支座；46、第二球体；47、主立柱；48、固定座；49、铰接支架；
61、第一驱动部；62、第二驱动部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本实施例提供一种光伏实训设备，以解决光伏实训设备由于太阳的位置不断变化而对实验数据的影响，降低了实验效果，使教学质量差；光伏发电设备的光伏组件通常设置在室外，使得光伏组件的表面易于沉积灰尘，如果组织学生进行打扫，其高度较高，不仅危险，而且清洁人员易损坏光伏组件，不仅会耽误教学时间，而且增加了设备成本的问题。
如图1至图3所示，该一种光伏实训设备包括机架1、集水槽2、清洁机构(图中未示出)、水泵(图中未示出)、太阳跟踪器(图中未示出)、控制器(图中未示出)及驱动机构。机架1包括底架11与台面，台面上设置有用于接收太阳光照的多个呈矩形阵列的光伏组件3，台面连接于底架11，并能够绕第一水平轴及与第一水平轴垂直的第二水平轴转动，集水槽2设置于台面的边缘外侧，台面能够引导喷射于多个光伏组件3上的水流入集水槽2中，清洁机构能够喷射水至各个光伏组件3上，并能够擦拭各个光伏组件3的表面，水泵能够将集水槽2中的水输送于清洁机构，清洁机构及水泵均电性连接于控制器，以使控制器能够控制清洁机构及水泵，从而自动清洁光伏组件3的表面，并够循环使用水，节约水资源。通过设置集水槽2收集清洗光伏组件3的水，并通过水泵将集水槽2中的水输送于清洁机构，使清洁机构能够喷射水至各个光伏组件3上，并能够擦拭各个光伏组件3的表面，无需学生进行清洁，避免了人工清洁过程中会发生的安全事故并且不会损坏光伏组件3，同时不会耽误教学时间，提高教学效率。
太阳跟踪器设置于机架1上，太阳跟踪器能够跟踪太阳并计算太阳光的参数，太阳跟踪器电性连接于控制器，以能够与控制器通讯，从而将计算得到的参数传输给控制器，其中参数包括太阳的位置坐标及太阳的光照强度。驱动机构的输出端连接于台面，驱动机构电性连接于控制器，控制器能够根据接收到太阳跟踪器的参数驱动台面绕第一水平轴及第二水平轴转动，以使台面能够正对于太阳光。
通过设置台面能够绕第一水平轴及与第一水平轴垂直的第二水平轴转动的机架1，并通过太阳跟踪器追踪太阳的位置，使控制器根据太阳的位置控制驱动机构调节台面的倾角，以使台面正对于太阳光，从而消除了由于太阳的位置不断变化而对实验数据的影响，提高了实现效果，使得教学质量大大提升。
进一步地，在本实施例中，驱动机构包括第一驱动部61及第二驱动部62，第一驱动部61及第二驱动部62均设置于台面与底架11之间，第一驱动部61的输出端及第二驱动部62的输出端分别铰接于台面相互垂直的两侧，并且第一驱动部61的输出端与台面的铰接轴平行于第一水平轴，以在第一驱动部61推抵台面升降时，使台面绕第一水平轴转动，第二驱动部62的输出端与台面的铰接轴平行于第二水平轴，以在第二驱动部62推抵台面升降时，使台面绕第二水平轴转动。
进一步地，为了避免第一驱动部61及第二驱动部62之间会相互影响，第一驱动部61及第二驱动部62分别设置于第二水平轴及第一水平轴的延伸路径上，以在第一驱动部61及第二驱动部62分别推抵台面绕第一水平轴及第二水平轴转动时，不会影响第二驱动部62及第一驱动部61。
进一步地，在本实施例中，机架1还包括四个第一球铰支座43、四个第一球体44、四个第一支柱421及四个第二支柱422，四个第一球铰支座43分别设置于台面底部的四角上，四个第一球体44分别可滚动设置于四个第一球铰支座43中，四个第一支柱421分别固接于四个第一球体44，四个第二支柱422均竖直固定于底架11上，并且分别套置于四个第一支柱421外，第一支柱421的底部与第二支柱422容置第一支柱421的内腔底部之间设置有弹性件，弹性件能够沿竖直方向发生弹性变形，第一支柱421抵压于弹性件，以使台面能够绕第一水平轴及与第一水平轴垂直的第二水平轴转动。优选地，弹性件为压簧。
优选地，在本实施例中，台面能够容置多个呈矩形阵列的光伏组件3。台面倾斜设置，并且集水槽2设置于台面高度较低的一侧，以使水在重力的作用下流入集水槽2中。
具体地，在本实施例中，台面包括多个第一导水槽14、多个基座15及多个压块16，多个第一导水槽14间隔设置并均沿台面的倾斜方向延伸，多个基座15依次设置于各个第一导水槽14上，并且在沿与第一导水槽14的延伸方向垂直的方向上，相邻的两个光伏组件3均搭接于同一基座15上，多个压块16一一对应地可拆卸固定于多个基座15上，压块16能够压紧相邻两个光伏组件3于基座15，以能够稳固地固定光伏组件3。
优选地，在本实施例中，第一导水槽14包括一对沿对称设置的第一立板141及一对对称设置的第二立板142，第一立板141及第二立板142均沿台面的倾斜方向延伸，基座15呈翼型，基座15的两翼分别卡接于位于同一侧的第一立板141与第二立板142之间，基座15的两翼的顶面能够分别承载光伏组件3，从而使基座15在稳固地连接于第一导水槽14时能够快速安装或拆卸于第一导水槽14。
优选地，基座15还包括分别设置于基座15的两翼的顶面的定位部，一对定位部分别能够定位位于基座15上的一对光伏组件3，以能够稳固地定位光伏组件3。
进一步地，在本实施例中，台面还包括多个压板17，多个压板17一一对应于多个第一导水槽14，压板17的延伸方向与第一导水槽14的延伸方向平行，压板17能够扣合于位于同一第一导水槽14上的所有压块16，不仅美观，而且使台面的结构更加稳固。
优选地，在本实施例中，压块16呈倒立的“几”字型，压块16的底部连接于基座15的顶部，压块16的两翼能够将一对光伏组件3分别抵压在基座15的两翼上。压块16上设置有能够定位压板17的定位部，压板17能够卡接于压块16，从而在保证了台面结构强度的同时，能够快速拆卸压块16与压板17，结构稳固，组装方便。
进一步地，为了能够使喷洒在光伏组件3上的水快速地流至集水槽2中，台面还包括第二导水槽18，第二导水槽18间隔设置并均沿与台面的倾斜方向垂直的方向延伸，第二导水槽18的两端分别连通于相邻的两个所述第一导水槽14，并且在沿与台面的倾斜方向垂直的方向上的相邻两个光伏组件3分别搭接在同一第二导水槽18上，使得喷洒在光伏组件3上的水能够快速地流至集水槽2中。
进一步地，台面还包括分别位于台面两侧的侧挡水板12及位于台面高度较高一侧的顶部挡水板13，一对侧挡水板12能够防止水流出台面的两侧，顶部挡水板13能够防止水流出台面的顶部。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，机架1的结构不同。
具体地，如图2所示，在本实施例中，机架1包括底架11、台面、主立柱47、四个第一球铰支座43、四个第一球体44、四个第一支柱421、四个第二支柱422、第二球体46及第二球铰支座45，主立柱47竖直设置，主立柱47的一端固定于底架11上，主立柱47的另一端固接于第二球体46上，第二球铰支座45固定于台面底部的中心处，第二球体46可滚动连接于第二球铰支座45。
四个第一球铰支座43分别设置于台面底部的四角上，四个第一球体44分别可滚动设置于四个第一球铰支座43中，四个第一支柱421的一端分别固接于四个第一球体44，四个第二支柱422的一端均铰接于主立柱47上，四个第一支柱421的另一端分别伸入四个第二支柱422的另一端，以使四个第一支柱421分别能够在四个第二支柱422的内腔中伸缩，第一支柱421的底部与第二支柱422容置第一支柱421的内腔底部之间设置有弹性件，弹性件能够沿竖直方向发生弹性变形，第一支柱421抵压于弹性件，以使台面能够绕第一水平轴及与第一水平轴垂直的第二水平轴转动。优选地，弹性件为压簧。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏实训设备，其特征在于，包括：
机架，包括底架与台面，所述台面能够容置多个呈矩形阵列的光伏组件，所述台面连接于所述底架，并能够绕第一水平轴及与所述第一水平轴垂直的第二水平轴转动；
清洁机构，能够喷射水至各个所述光伏组件上，并能够擦拭各个光伏组件的表面；
太阳跟踪器，设置于所述机架上，所述太阳跟踪器能够跟踪太阳并计算太阳光的参数；
控制器，所述太阳跟踪器及所述清洁机构均电性连接于所述控制器，以能够与所述控制器通讯；及
驱动机构，所述驱动机构的输出端连接于所述台面，所述驱动机构电性连接于所述控制器，所述控制器能够根据接收到所述太阳跟踪器的所述参数驱动所述台面绕所述第一水平轴及所述第二水平轴转动，以使所述台面能够正对于所述太阳光。
2.根据权利要求1所述的光伏实训设备，其特征在于，所述光伏实训设备还包括：
集水槽，设置于所述台面上，所述台面能够引导喷射于多个所述光伏组件上的水流入所述集水槽中；及
水泵，能够将所述集水槽中的水输送于所述清洁机构。
3.根据权利要求2所述的光伏实训设备，其特征在于，所述台面倾斜设置，所述集水槽设置于所述台面高度较低的一侧，所述台面包括：
多个第一导水槽，多个所述第一导水槽间隔设置并均沿所述台面的倾斜方向延伸；
多个基座，依次设置于各个所述第一导水槽上，并且在沿与所述第一导水槽的延伸方向垂直的方向上，相邻的两个所述光伏组件均搭接于同一所述基座上；
多个压块，一一对应地可拆卸固定于所述多个基座上，所述压块能够压紧相邻两个所述光伏组件于所述基座；及
多个压板，一一对应于所述多个第一导水槽，所述压板的延伸方向与所述第一导水槽的延伸方向平行，所述压板能够扣合于位于同一所述第一导水槽上的所有所述压块。
4.根据权利要求3所述的光伏实训设备，其特征在于，所述第一导水槽包括一对沿对称设置的第一立板及一对对称设置的第二立板，所述第一立板及所述第二立板均沿所述台面的倾斜方向延伸，所述基座呈翼型，所述基座的两翼分别卡接于位于同一侧的所述第一立板与所述第二立板之间，所述基座的两翼的顶面分别能够承载所述光伏组件，所述压块呈倒立的“几”字型，所述压块的底部连接于所述基座的顶部，所述压块的两翼能够将一对所述光伏组件分别抵压在所述基座的两翼上。
5.根据权利要求4所述的光伏实训设备，其特征在于，所述基座还包括分别设置于所述基座的两翼的顶面的第一定位部，一对所述第一定位部分别能够定位位于所述基座上的一对所述光伏组件，所述压块上设置有能够定位所述压板的第二定位部，所述压板能够卡接于所述压块。
6.根据权利要求5所述的光伏实训设备，其特征在于，所述台面还包括第二导水槽，所述第二导水槽间隔设置并均沿与所述台面的倾斜方向垂直的方向延伸，所述第二导水槽的两端分别连通于相邻的两个所述第一导水槽，并且在沿与所述台面的倾斜方向垂直的方向上的相邻两个所述光伏组件分别搭接在同一所述第二导水槽上。
7.根据权利要求1所述的光伏实训设备，其特征在于，所述驱动机构包括第一驱动部及第二驱动部，所述第一驱动部及所述第二驱动部均设置于所述台面与所述底架之间，并能够分别驱动所述台面的绕所述第一水平轴及所述第二水平轴转动。
8.根据权利要求7所述的光伏实训设备，其特征在于，所述第一驱动部及所述第二驱动部分别设置于所述第二水平轴及所述第一水平轴的延伸路径上。
9.根据权利要求8所述的光伏实训设备，其特征在于，所述机架还包括：
四个球铰支座，分别设置于所述台面底部的四角上；
四个球体，分别可转动设置于四个所述球铰支座中；
四个第一支柱，分别固接于四个所述球体；及
四个第二支柱，均竖直固定于所述底架上，并且分别套置于四个所述第一支柱外，所述第一支柱的底部与所述第二支柱容置所述第一支柱的内腔底部之间设置有弹性件，所述弹性件能够沿竖直方向发生弹性变形，所述第一支柱抵压于所述弹性件。
10.根据权利要求8所述的光伏实训设备，其特征在于，所述机架还包括：
主立柱，竖直设置，所述主立柱的一端固定于所述底架上，所述主立柱的另一端球铰接于所述台面底部的中心处；
四个球铰支座，分别设置于所述台面底部的四角上；
四个球体，分别可转动设置于四个所述球铰支座中；
四个第一支柱，分别固接于四个所述球体；及
四个第二支柱，四个所述第二支柱的一端均铰接于所述主立柱上，并且四个所述第二支柱分别套置于四个所述第一支柱外，所述第一支柱的底部与所述第二支柱容置所述第一支柱的内腔底部之间设置有弹性件，所述弹性件能够沿竖直方向发生弹性变形，所述第一支柱抵压于所述弹性件。
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