CN113852336B - 一种自动调节光伏支架 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种自动调节光伏支架，包括光伏板安装框架、伸缩支撑杆和光伏板角度调节机构，其中，所述伸缩支撑杆设置有两个，两个伸缩支撑杆分别设置在光伏板安装框架的底部两侧；所述光伏板角度调节机构设置在光伏板安装框架的底部，且置于两个伸缩支撑杆之间；本发明中光伏支架用于调节太阳能光伏面板的机构结构复简单、成本较低、应用性强。

Description

一种自动调节光伏支架

技术领域

本发明涉及光伏设备技术领域，具体为一种自动调节光伏支架。

背景技术

随着新能源产业的迅猛发展，太阳能作为各种可生能源中最重要的基本能源，其太阳能发电技术即光伏产业发展飞速。光伏支架是太阳能光伏发电系统中用于支撑太阳能面板的支架，可通过调整其紧固件使太阳能面板的斜面适应光线的不同角度，提高太阳能的转换效率。

现有的可自动调节太阳面板的倾斜角度的光伏支架虽然能够根据外界环境因素及时调节光伏组件的倾角，但其结构复杂、成本较高，不便于广泛应用。此外，现有的光伏支架在遭遇恶劣天气或强风时，无法根据外界环境调整光伏组件的角度，使得光伏组件容易被损毁。而手动调节式光伏支架受人力因素限制，无法迅速准确反应及时应对灾害，也容易出现光伏组件损毁的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动调节光伏支架，解决了现有的光伏支架存在无法迅速准确反应及时应对灾害，导致光伏组件被损毁的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种自动调节光伏支架，包括光伏板安装框架、伸缩支撑杆和光伏板角度调节机构，其中，所述伸缩支撑杆设置有两个，两个伸缩支撑杆分别设置在光伏板安装框架的底部两侧；所述光伏板角度调节机构设置在光伏板安装框架的底部，且置于两个伸缩支撑杆之间；

所述光伏板角度调节机构包括光伏板倾斜角度调节支杆、调节支杆运动轨道、调节支杆驱动组件和控制系统，其中，所述光伏板倾斜角度调节支杆的一端滑动安装在光伏板安装框架的底部，所述光伏板倾斜角度调节支杆的另一端滑动安装在调节支杆运动轨道上；所述控制系统与调节支杆驱动组件控制系统，用于控制调节支杆驱动组件的启停；所述调节支杆驱动组件与光伏板倾斜角度调节支杆驱动连接，用于驱动光伏板倾斜角度调节支杆沿调节支杆运动轨道来回移动。

优选地，所述光伏板安装框架的底部设有滑轨；所述光伏板倾斜角度调节支杆的顶部铰接有滑动座；所述滑动座配合安装在所述滑轨内。

优选地，所述光伏板安装框架底部的两侧均固定设有铰接座，所述铰接座与伸缩支撑杆的顶部铰接连接。

优选地，所述调节支杆运动轨道包括圆弧形运动轨道和支撑架，其中，所述支撑架设置有两个，两个支撑架分别设置在光伏板倾斜角度调节支杆的两侧；

所述圆弧形运动轨道的两端分别架设在两个支撑架上；

所述圆弧形运动轨道的最低点位于两个支撑架之间的正中心，且位于两个伸缩支撑杆的正中心。

优选地，所述调节支杆驱动组件包括丝杠、连接双套筒和电机，其中，所述丝杠两端安装在调节支杆运动轨道的两个支撑架的顶端；

所述丝杠和光伏板倾斜角度调节支杆之间通过连接双套筒连接；

所述电机的输出轴与丝杠的一端连接。

优选地，所述控制系统包括第一控制单元和第二控制单元，其中，第一控制单元用于根据风速控制调节支杆驱动组件的启停；所述第二控制单元用于根据雨量控制调节支杆驱动组件的启停。

优选地，所述第一控制单元包括第一控制器，所述第一控制器连接有风速风向传感器和第一红外传感器，其中，所述风速风向传感器安装在调节支杆运动轨道的两个支撑架上，用以采集当前风速，并将采集到的风速传输至第一控制器；

所述第一红外传感器安装在调节支杆运动轨道的圆弧形运动轨道上，且置于圆弧形运动轨道的最低点处，用以采集光伏板倾斜角度调节支杆的第一位置信息，并将采集到的第一位置信息传输至第一控制器；

所述第一控制器用于根据接收到的风速与预设阈值进行比对，并根据比对结果判断是否控制调节支杆驱动组件开始工作；同时，根据接收到的第一位置信息与设定阈值进行比对，并根据比对结果判断是否控制调节支杆驱动组件停止工作。

优选地，第二控制单元包括第二控制器，所述第二控制器连接有雨滴传感器和第二红外传感器，其中，所述雨滴传感器安装在光伏板安装框架上，用于采集雨量信息，并将采集到的雨量信息传输至第二控制器；

所述第二红外传感器安装在调节支杆运动轨道的圆弧形运动轨道的顶端，用以采集光伏板倾斜角度调节支杆的第二位置信息，并将采集到的第二位置信息传输至第二控制器；

所述第二控制器用于根据接收到的雨量与预设阈值进行比对，并根据比对结果判断是否控制调节支杆驱动组件开始工作；同时，根据接收到的第二位置信息与设定阈值进行比对，并根据比对结果判断是否控制调节支杆驱动组件停止工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种自动调节光伏支架，通过光伏板安装框架实现太阳能光伏面板的固定安装，同时，通过在光伏板安装框架的下方的两侧分别铰接伸缩支撑杆，在光伏板安装框架的下方滑动连接位于两个伸缩支撑杆之间的光伏板倾斜角度调节支杆，并将光伏板倾斜角度调节支杆滑动连接在调节支杆运动轨道上，并利用调节支杆驱动组件带动光伏板倾斜角度调节支杆滑动连接在调节支杆运动轨道上移动，从而可使光伏板倾斜角度调节支杆发生相对于地面的横向及纵向的移动，从而可使光伏板倾斜角度调节支杆对光伏板支撑框架的支撑点及支撑高度的改变，进而实现对光伏板安装框架的倾斜角度调节；本发明中光伏支架用于调节太阳能光伏面板的机构结构复简单、成本较低、应用性强。

进一步的，通过设置与控制器电连接的风速风向传感器，第一红外线传感器，可实现当当光伏支架遭遇强风时，利用控制器控制调节支杆驱动组件，使安装在光伏板安装框架上的太阳能光伏面板趋于与风向平行，有效降低了光伏面板的正面受力情况，避免了台风或突袭大风对光伏支架及太阳能光伏面板的损害。

进一步的，通过设置与控制器电连接的雨滴传感器，第二红外线传感器，可实现当当光伏支架遭遇暴雨时，利用控制器控制调节支杆驱动组件，使安装在光伏板安装框架上的太阳能光伏面板的倾斜角度达到最大，使太阳能光伏面板上的雨水及时流下，减轻因雨水积聚对太阳能光伏面板的损害。

附图说明

图1是本发明提出的一种自动调节光伏支架的结构示意图；

图2是本发明提出的一种自动调节光伏支架的光伏板夹紧件的结构示意图；

图3是本发明提出的一种自动调节光伏支架的连接双套筒的结构示意图。

附图标记说明：

1-光伏板安装框架，2-伸缩支撑杆，3-光伏板倾斜角度调节支杆，4-调节支杆运动轨道，5-调节支杆驱动组件，6-风速风向传感器，7-第一红外线传感器，8-控制器，9-安装板，10-紧定螺栓，11-雨滴传感器，12-第二红外线传感器，101-滑轨，102-光伏板夹紧件，1011-滑动座，1012铰接座，1021-夹块，1022-限位块，1023-螺纹孔，1024-固定螺栓，1025-橡胶垫，301-滑块，401-圆弧形运动轨道，402-支撑架，501-丝杠，502-连接双套筒，503-电机，5021-套筒。

具体实施方式

下面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、完整的描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例

如图1-3所示，本发明提供的一种自动调节光伏支架，包括光伏板安装框架1，所述光伏板安装框架1的下方两侧分别设有与光伏板安装框架1的下表面相铰接的伸缩支撑杆2。

两个伸缩支撑杆2之间设有光伏板倾斜角度调节支杆3，光伏板倾斜角度调节支杆3的顶部与光伏板安装框架1滑动连接，光伏板倾斜角度调节支杆3的底部与设在两个伸缩支撑杆2之间的调节支杆运动轨道4滑动连接。

所述光伏板倾斜角度调节支杆3上滑动连接有调节支杆驱动组件5，调节支杆驱动组件5带动光伏板倾斜角度调节支杆3在调节支杆运动轨道4上移动，实现光伏板安装框架1的倾斜角度调节。

将太阳能光伏板固定安装在光伏板安装框架1上，在控制调节支杆驱动组件5带动光伏板倾斜角度调节支杆3从调节支杆运动轨道4的一端运动到另一端的过程中，使得光伏板倾斜角度调节支杆3在光伏板安装框架1的下表面发生移动，从而可使光伏板倾斜角度调节支杆3对光伏板安装框架1的支撑点发生改变，从而可使光伏板安装框架1发生倾斜，即实现光伏板安装框架1的倾斜角度调节，同时与光伏板安装框架1的下表面相铰接的两个伸缩支撑杆2发生伸缩。

所述光伏板安装框架1的下表面设有滑轨101，滑轨101上滑动连接有与光伏板倾斜角度调节支杆3的顶部铰接的滑动座1011，为了实现光伏板安装框架1与光伏板倾斜角度调节支杆3的滑动连接。

所述光伏板安装框架1下表面的两侧分别固定设有用于与伸缩支撑杆2的顶部铰接的铰接座1012，为了将伸缩支撑杆2铰接在光伏板安装框架1上。

所述光伏板安装框架1的四个角上分别设有用于夹紧太阳能光伏面板的光伏板夹紧件102。

所述光伏板夹紧件102包括夹块1021和限位块1022，其中，所述夹块1021穿设在光伏板安装框架1边框上，且与光伏板安装框架1的边框滑动连接。

所述夹块1021的两端均固定有限位块1022。

所述夹块1021上设有螺纹孔1023，光伏板安装框架1上穿设有与螺纹孔1023螺纹连接的固定螺栓1024。

在将太阳能光伏面板安装在光伏板安装框架1上时，首先将夹块1021移动到光伏板安装框架1边框的外部，再将太阳能光伏面板放置在光伏板安装框架1中，然后滑动夹块1021到光伏板安装框架1边框的内部，然后旋紧固定螺栓1024，实现太阳能光伏面板的固定安装。

所述夹块1021与太阳能光伏面板的接触面上固定设有橡胶垫1025，避免紧定的夹块1021对太阳能光伏面板的表面造成损坏。

调节支杆运动轨道4包括圆弧形运动轨道401和支撑架402，其中，所述圆弧形运动轨道401架设在支撑架402上。

圆弧形运动轨道401的最低点位于两个伸缩支撑杆2的正中心，圆弧形运动轨道401上开设有T型滑槽，光伏板倾斜角度调节支杆3的底部固定设有与T型滑槽相适配的滑块301。

因太阳一天中的位置变化轨迹大致呈一端圆弧状，故光伏板倾斜角度调节支杆3在圆弧形运动轨道401的一端运动到另一端的过程中，使光伏板倾斜角度调节支杆3对光伏板安装框架1的支撑位置发生改变，可使固定安装光伏板安装框架1上的太阳能光伏面板的照射面始终与太阳光线垂直，从而可使太阳能光伏面板获取更多的光能。

所述支撑架402设置有两个，两个支撑架分别设置在光伏板倾斜角度调节支杆3的两侧。

所述圆弧形运动轨道401的两端端部分别固定在两个支撑架上。

所述圆弧形运动轨道401的最低点位于两个支撑架的正中心。

调节支杆驱动组件5包括丝杠501、连接双套筒502和电机503，其中，所述丝杠501架设在支撑架402的顶部。

所述丝杠501和光伏板倾斜角度调节支杆3之间通过连接双套筒502连接。

所述连接双套筒502包括呈十字交叉分布且一体成型的两个套筒5021，其中一个套筒5021套设在丝杠501外部并与丝杠501螺纹连接，另一个一套筒5021套设在光伏板倾斜角度调节支杆3外部并与光伏板倾斜角度调节支杆3滑动连接。

所述丝杠501的一端与固定安装在支撑架402上的电机503的输出轴固定连接，控制电机503正反转，带动丝杠501转动，在丝杠501转动的过程中带动连接双套筒502中一个与丝杠501螺纹连接的套筒5021在丝杠501上发生左右的移动，从而实现与另一个套筒5021滑动连接的光伏板倾斜角度调节支杆3发生左右移动。

当光伏板倾斜角度调节支杆3在圆弧形运动轨道401上移动时，可使光伏板倾斜角度调节支杆3相对地面发生横向及纵向的移动，从而可使光伏板倾斜角度调节支杆3对光伏板支撑框架1的支撑点及支撑高度的改变，从而实现对光伏板安装框架1的倾斜角度调节。

当光伏板倾斜角度调节支杆3对光伏板支撑框架1的支撑点及支撑高度的改变时，相应的位于光伏板倾斜角度调节支杆3两侧且顶部与光伏板支撑框架1铰接的伸缩支撑杆2发生伸缩。

当所述光伏板倾斜角度调节支杆3位于圆弧形运动轨道401的最低处时，光伏板倾斜角度调节支杆3的顶部所在的高度不小于完全伸缩状态下的伸缩支撑杆2的顶部所在的高度，为了避免因光伏板倾斜角度调节支杆3的长度过短而不能起到对光伏板安装框架1进行倾斜角度调节。

所述伸缩支撑杆2和支撑架402的底部均固定设有安装板9，安装板9上穿设有用于与地面固定的紧定螺栓10，为了将伸缩支撑杆2、调节支杆运动轨道4与地面固定连接，避免该光伏支架在遭遇恶劣的天气时，发生移动。

所述电机503连接有控制器8，所述控制器8的数据输入端连接有数据采集单元，

所述数据采集单元包括风速风向传感器6、第一红外传感器7、雨滴传感器11和第二红外传感器12，其中，所述风速风向传感器6安装在支撑架402上，用以采集当前风速，并将采集到的风速传输至控制器8。

所述第一红外传感器7安装在圆弧形运动轨道401上，且置于圆弧形运动轨道401的最低点处，用以采集光伏板倾斜角度调节支杆3的第一位置信息，并将采集到的第一位置信息传输至控制器8。

所述雨滴传感器11安装在光伏板安装框架1上，用于采集雨量信息，并将采集到的雨量信息传输至控制器8。

所述第二红外传感器12安装在圆弧形运动轨道401的顶端，用以采集光伏板倾斜角度调节支杆3的第二位置信息，并将采集到的第二位置信息传输至控制器8。

所述控制器8用于根据接收到的风速与预设阈值进行比对，当风速大于等于预设阈值时，则控制器8控制电机503开始工作，进而通过丝杠501带动光伏板倾斜角度调节支杆3沿圆弧形运动轨道401移动；同时，根据接收到的第一位置信息与设定阈值进行比对，当第一位置信息与预设阈值相等时，控制器8控制电机503停止工作。

所述控制器8用于根据接收到的雨量信息与设定阈值进行比对，当雨量大于等于预设阈值时，则控制器8控制电机503开始工作，进而通过丝杠501带动光伏板倾斜角度调节支杆3沿圆弧形运动轨道401移动；同时，根据接收到的第二位置信息与设定阈值进行比对，当第二位置信息与预设阈值相等时，控制器8控制电机503停止工作。

当太阳能板处于恶劣气象环境下，如强风天气、强降雨或暴风雨天气下，可以通过风速风向传感器6和设在光伏板安装框架1的边框上雨滴传感器11来检测太阳能板周围环境风速大小和雨量信息，并将风速传递给控制器8，控制器8接收到该信息后，控制电机503转动，从而使得光伏板倾斜角度调节支杆3发生移动，具体地：

当收到的风速大于等于预设阈值，且收到的雨量信息小于预设阈值时，则通过第一红外线传感器7的信息控制电机的启停；

当收到的风速小于预设阈值，且收到的雨量信息大于等于预设阈值时，则通过第二红外线传感器12的信息控制电机的启停；

当收到的风速大于等于预设阈值，且收到的雨量信息大于等于预设阈值时，则通过第一红外线传感器7的信息控制电机的启停。

具体地控制过程：

当第一红外线传感器7检测到光伏板倾斜角度调节支杆3移动到圆弧形运动轨道401上的最低处时，第一红外线传感器7传递信号给控制器8，控制器8控制电机503停止转动，使光伏板倾斜角度调节支杆3停留在圆弧形运动轨道401上的最低处。因圆弧形运动轨道401的最低点位于两个伸缩支撑杆2的正中心，故当光伏板倾斜角度调节支杆3位于圆弧形运动轨道401上的最低处时，则位于光伏板倾斜角度调节支杆3两侧的伸缩支撑杆2的高度相同，从而可使安装在光伏板安装框架1上的太阳能光伏面板趋于与风向平行，避免了强风对光伏支架及太阳能光伏面板的损害；

当第二红外线传感器12检测到光伏板倾斜角度调节支杆3移动到圆弧形运动轨道401一端的最低高处时，第二红外线传感器12传递信号给控制器8，控制器8控制电机503停止转动，使光伏板倾斜角度调节支杆3停留在圆弧形运动轨道401一端的最高处，从而可使安装在光伏板安装框架1上的太阳能光伏面板的倾斜角度达到最大值，从而便于太阳能光伏面板上的雨水流下，，从而便于太阳能光伏面板上的雨水流下，避免太阳能光伏面板受到雨水的损害。

本发明的工作原理及使用流程：

将太阳能光伏板固定安装在光伏板安装框架1上，利用控制器8控制电机503转动相应的圈数，因电机503转动带动丝杠501转动，在丝杠501转动的过程中带动连接双套筒502中一个与丝杠501螺纹连接的套筒5021在丝杠501上发生左右的移动，从而实现与另一个套筒5021滑动连接的光伏板倾斜角度调节支杆3发生左右移动，当光伏板倾斜角度调节支杆3在圆弧形运动轨道401上移动时，光伏板倾斜角度调节支杆3发生上下移动，因而光伏板倾斜角度调节支杆3相对地面发生横向及纵向的移动，从而可使光伏板倾斜角度调节支杆3对光伏板支撑框架1的支撑点及支撑高度的改变，从而实现对光伏板安装框架1的倾斜角度调节，当光伏板倾斜角度调节支杆3对光伏板支撑框架1的支撑点及支撑高度的改变时，相应的位于光伏板倾斜角度调节支杆3两侧且顶部与光伏板支撑框架1铰接的伸缩支撑杆2发生伸缩。利用控制器8控制电机503在有日照的时间段中，每经过一定的时间间隔，控制电机503转动相应圈数，使得太阳能光伏面板的照射面始终与太阳光线垂直，从而可使太阳能光伏面板获取更多的光能，从而提高太阳能光伏面板的光能吸收率。

最后说明的是：以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动调节光伏支架，其特征在于，包括光伏板安装框架(1)、伸缩支撑杆(2)和光伏板角度调节机构，其中，所述伸缩支撑杆(2)设置有两个，两个伸缩支撑杆(2)分别设置在光伏板安装框架(1)的底部两侧；所述光伏板角度调节机构设置在光伏板安装框架(1)的底部，且置于两个伸缩支撑杆(2)之间；

所述光伏板角度调节机构包括光伏板倾斜角度调节支杆(3)、调节支杆运动轨道(4)、调节支杆驱动组件(5)和控制系统，其中，所述光伏板倾斜角度调节支杆(3)的一端滑动安装在光伏板安装框架(1)的底部，所述光伏板倾斜角度调节支杆(3)的另一端滑动安装在调节支杆运动轨道(4)上；所述控制系统与调节支杆驱动组件(5)控制系统，用于控制调节支杆驱动组件(5)的启停；所述调节支杆驱动组件(5)与光伏板倾斜角度调节支杆(3)驱动连接，用于驱动光伏板倾斜角度调节支杆(3)沿调节支杆运动轨道(4)来回移动。

2.根据权利要求1所述的一种自动调节光伏支架，其特征在于，所述光伏板安装框架(1)的底部设有滑轨(101)；所述光伏板倾斜角度调节支杆(3)的顶部铰接有滑动座(1011)；所述滑动座(1011)配合安装在所述滑轨(101)内。

3.根据权利要求1所述的一种自动调节光伏支架，其特征在于，所述光伏板安装框架(1)底部的两侧均固定设有铰接座(1012)，所述铰接座(1012)与伸缩支撑杆(2)的顶部铰接连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动调节光伏支架，其特征在于，所述调节支杆运动轨道(4)包括圆弧形运动轨道(401)和支撑架(402)，其中，所述支撑架(402)设置有两个，两个支撑架(402)分别设置在光伏板倾斜角度调节支杆(3)的两侧；

所述圆弧形运动轨道(401)的两端分别架设在两个支撑架(402)上；

所述圆弧形运动轨道(401)的最低点位于两个支撑架(402)之间的正中心，且位于两个伸缩支撑杆(2)的正中心。

5.根据权利要求1所述的一种自动调节光伏支架，其特征在于，所述调节支杆驱动组件(5)包括丝杠(501)、连接双套筒(502)和电机(503)，其中，所述丝杠(501)两端安装在调节支杆运动轨道(4)的两个支撑架(402)的顶端；

所述丝杠(501)和光伏板倾斜角度调节支杆(3)之间通过连接双套筒(502)连接；

所述电机(503)的输出轴与丝杠(501)的一端连接。

6.根据权利要求1所述的一种自动调节光伏支架，其特征在于，所述控制系统包括第一控制单元和第二控制单元，其中，第一控制单元用于根据风速控制调节支杆驱动组件(5)的启停；所述第二控制单元用于根据雨量控制调节支杆驱动组件(5)的启停。

7.根据权利要求6所述的一种自动调节光伏支架，其特征在于，所述第一控制单元包括第一控制器，所述第一控制器连接有风速风向传感器(6)和第一红外传感器(7)，其中，所述风速风向传感器(6)安装在调节支杆运动轨道(4)的两个支撑架(402)上，用以采集当前风速，并将采集到的风速传输至第一控制器；

所述第一红外传感器(7)安装在调节支杆运动轨道(4)的圆弧形运动轨道(401)上，且置于圆弧形运动轨道(401)的最低点处，用以采集光伏板倾斜角度调节支杆(3)的第一位置信息，并将采集到的第一位置信息传输至第一控制器；

所述第一控制器用于根据接收到的风速与预设阈值进行比对，并根据比对结果判断是否控制调节支杆驱动组件(5)开始工作；同时，根据接收到的第一位置信息与设定阈值进行比对，并根据比对结果判断是否控制调节支杆驱动组件(5)停止工作。

8.根据权利要求6所述的一种自动调节光伏支架，其特征在于，第二控制单元包括第二控制器，所述第二控制器连接有雨滴传感器(11)和第二红外传感器(12)，其中，所述雨滴传感器(11)安装在光伏板安装框架(1)上，用于采集雨量信息，并将采集到的雨量信息传输至第二控制器；

所述第二红外传感器(12)安装在调节支杆运动轨道(4)的圆弧形运动轨道(401)的顶端，用以采集光伏板倾斜角度调节支杆(3)的第二位置信息，并将采集到的第二位置信息传输至第二控制器；

所述第二控制器用于根据接收到的雨量与预设阈值进行比对，并根据比对结果判断是否控制调节支杆驱动组件(5)开始工作；同时，根据接收到的第二位置信息与设定阈值进行比对，并根据比对结果判断是否控制调节支杆驱动组件(5)停止工作。