CN113922745A - 一种太阳能发电舱光伏板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能源转化领域，尤其涉及一种太阳能发电舱光伏板,包括发电仓壳体，发电仓壳体顶部转动连接有支架，支架一侧铰接有光伏板的一端，支架与光伏板铰接处设有角度调节部，光伏板上表面上方设有清理组件，清理组件上安装有光线追踪结构；支架底部中心传动连接有驱动部，驱动部设置在发电仓壳体内；清理组件包括滑动设置在光伏板上表面上方的清理板，清理板两端底部连接有清理驱动部，清理驱动部与光伏板固定连接；光线追踪结构、驱动部、清理驱动部、角度调节部电性连接有控制器。本发明可以实现光伏板发电过程中追踪太阳光，从而提升光伏板发电效率。

Description

一种太阳能发电舱光伏板

技术领域

本发明涉及能源转化领域，尤其涉及一种太阳能发电舱光伏板。

背景技术

无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的。中国的一次性能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10％。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。

目前收集太阳能源的主要方式是光伏发电，但现有的光伏发电仅将光伏板固定在既定位置，这种情况导致了随着阳光角度的偏移，光伏板不能受阳光的垂直照射，极大的影响了光伏板的发电效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能发电舱光伏板，以解决上述问题，实现光伏板发电过程中追踪太阳光的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种太阳能发电舱光伏板，包括发电仓壳体，所述发电仓壳体顶部转动连接有支架，所述支架一侧铰接有光伏板的一端，所述支架与所述光伏板铰接处设有角度调节部，所述光伏板上表面上方设有清理组件，所述清理组件上安装有光线追踪结构；

所述支架底部中心传动连接有驱动部，所述驱动部设置在所述发电仓壳体内；

所述清理组件包括滑动设置在所述光伏板上表面上方的清理板，所述清理板两端底部连接有清理驱动部，所述清理驱动部与所述光伏板固定连接；

所述光线追踪结构、驱动部、清理驱动部、角度调节部电性连接有控制器。

优选的，所述角度调节部包括固定连接在所述支架一侧的第一铰接座，所述第一铰接座两端分别铰接有第一连杆、第二连杆一端，所述第二连杆位于所述第一连杆上方，所述第一连杆长度小于所述第二连杆长度，所述第一连杆另一端铰接有第三连杆一端，所述第二连杆中部与所述第三连杆中部铰接，所述第二连杆另一端铰接有第四连杆一端，所述第三连杆、第四连杆另一端铰接有第二铰接座两端，所述第二铰接座固定连接在所述光伏板底面一侧，所述第三连杆与所述第二铰接座的铰接点靠近所述支架设置，所述第一连杆远离所述第二连杆的一端设有角度调节驱动部。

优选的，所述角度调节驱动部包括第二电机，所述第二电机与所述支架固定连接，所述第二电机轴接有转轴，所述转轴与所述第一铰接座转动连接，所述转轴与所述第一连杆远离所述第二连杆的一端固定连接，所述第二电机与所述控制器电性连接。

优选的，所述驱动部包括竖直固定连接在所述支架底部中心的主轴，所述主轴穿过所述发电仓壳体顶部侧壁，所述主轴与所述发电仓壳体转动连接，所述主轴远离所述支架的一端轴接有第一齿轮，所述第一齿轮啮合有第二齿轮，所述第二齿轮轴接有第一电机，所述第一电机与所述发电仓壳体固定连接，所述第一电机与所述控制器电性连接。

优选的，所述光伏板一侧对称固定连接有第一固定块，所述光伏板另一侧对称固定连接有第二固定块，所述第一固定块、第二固定块之间固定连接有滑杆，所述清理板两端与所述滑杆滑动连接，所述清理板靠近所述光伏板的一侧设置有毛刷，所述毛刷与所述光伏板表面接触。

优选的，所述清理驱动部包括固定连接在所述光伏板底面的双轴电机，所述光伏板底面转动连接有四个皮带轮，任意两个共轴的所述皮带轮轴接在所述双轴电机两端，位于同一平面的两个所述皮带轮外侧套设有皮带，所述皮带外表面与所述清理板两端底面固定连接，所述双轴电机与所述控制器电性连接。

优选的，所述光线追踪结构包括转动连接在所述第一固定块上表面的安装块，所述第二固定块上表面转动连接有所述安装块，所述安装块一端轴接有霍尔角度传感器的转轴，所述霍尔角度传感器与所述第一固定块固定连接，所述第一固定块上固定连接有第三电机，所述第二固定块上固定连接有第四电机，所述第三电机、第四电机分别与对应的所述霍尔角度传感器的转轴轴接，所述第三电机输出轴与所述第四电机输出轴相垂直，所述安装块内设有光线角度感应部。

优选的，所述光线角度感应部包括开设在所述安装块上表面的透镜安装孔，所述安装块下表面开设有传感器安装孔，所述透镜安装孔与所述传感器安装孔连通，所述透镜安装孔靠近所述透镜安装孔的一端为锥形结构，所述锥形结构的小端朝向所述传感器安装孔，所述透镜安装孔靠近所述传感器安装孔处安装有凸透镜，所述传感器安装孔内安装有光敏传感器。

优选的，所述透镜安装孔的深度与所述透镜安装孔的直径比为10:1-12:1。

优选的，第三电机、第四电机以摆动方式运行，所述第三电机、第四电机的摆动速度为3rad/s；

所述支架顶面固定连接有支撑板。

本发明具有如下技术效果：

本发明通过光线追踪结构追踪太阳光的光线角度，并将信号传递至控制器，控制器控制角度调节部运行，可以控制光伏板相对于水平方向的角度，控制器控制驱动部运行，可以控制光伏板相对于垂直方向的角度，通过对光伏板进行两个方向的调整，使光伏板可以始终垂直于太阳光的照射方向，从而提升光伏板的发电效率，同时本发明在光伏板的上表面设置了清理板，通过控制器控制清理驱动部运行，清理驱动部带动清理板在光伏板的表面移动，将光伏板表面的异物清除，防止光伏板因异物遮挡导致发电效率降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为光伏板俯视结构示意图；

图3为清理组件左视结构示意图；

图4为清理组件与光伏板配合结构示意图；

图5为安装块与第一固定块配合结构示意图；

图6为安装块与第二固定块配合结构示意图；

图7为安装块内部结构示意图。

其中，1、发电仓壳体；2、支架；201、支撑板；3、主轴；301、第一齿轮；4、光伏板；401、第一固定块；402、滑杆；403、第二固定块；404、清理板；5、第一电机；501、第二齿轮；6、第一铰接座；7、第一连杆；8、第二连杆；9、第三连杆；10、第四连杆；11、第二铰接座；12、双轴电机；1201、皮带轮；1202、皮带；13、安装块；1301、透镜安装孔；1302、传感器安装孔；14、第三电机；15、第四电机。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-7所示，本发明提供一种太阳能发电舱光伏板，包括发电仓壳体1，发电仓壳体1顶部转动连接有支架2，支架2一侧铰接有光伏板4的一端，支架2与光伏板4铰接处设有角度调节部，光伏板4上表面上方设有清理组件，清理组件上安装有光线追踪结构；

支架2底部中心传动连接有驱动部，驱动部设置在发电仓壳体1内；

清理组件包括滑动设置在光伏板4上表面上方的清理板404，清理板404两端底部连接有清理驱动部，清理驱动部与光伏板4固定连接；

光线追踪结构、驱动部、清理驱动部、角度调节部电性连接有控制器。

本发明通过光线追踪结构追踪太阳光的光线角度，并将信号传递至控制器，控制器控制角度调节部运行，可以控制光伏板4相对于水平方向的角度，控制器控制驱动部运行，可以控制光伏板4相对于垂直方向的角度，通过对光伏板4进行两个方向的调整，使光伏板4可以始终垂直于太阳光的照射方向，从而提升光伏板4的发电效率，同时本发明在光伏板4的上表面设置了清理板404，通过控制器控制清理驱动部运行，清理驱动部带动清理板404在光伏板4的表面移动，将光伏板4表面的异物清除，防止光伏板4因异物遮挡导致发电效率降低。

进一步优化方案，角度调节部包括固定连接在支架2一侧的第一铰接座6，第一铰接座6两端分别铰接有第一连杆7、第二连杆8一端，第二连杆8位于上方，第一连杆7长度小于第二连杆8长度，第一连杆7另一端铰接有第三连杆9一端，第二连杆8中部与第三连杆9中部铰接，第二连杆8另一端铰接有第四连杆10一端，第三连杆9、第四连杆10另一端铰接有第二铰接座11两端，第二铰接座11固定连接在光伏板4底面一侧，第三连杆9与第二铰接座11的铰接点靠近支架2设置，第一连杆7远离第二连杆8的一端设有角度调节驱动部。

通过控制器控制角度调节驱动部运行，角度调节驱动部带动第一连杆7转动，同时第二连杆8、第三连杆9、第四连杆10随之转动，由于第一连杆7、第二连杆8、第三连杆9、第四连杆10之间相互组成了一个类四边形结构，从而可以推动光伏板4实现角度调节，由于采用的是机械连杆机构，因此，光伏板4与支架2的故障率很低而且可以适应风吹日晒的恶劣环境。

进一步优化方案，角度调节驱动部包括第二电机，第二电机与支架2固定连接，第二电机轴接有转轴，转轴与第一铰接座6转动连接，转轴与第一连杆7远离第二连杆8的一端固定连接，第二电机与控制器电性连接。

控制器控制第二电机，第二电机带动第一连杆7转动，同时第二连杆8、第三连杆9、第四连杆10随之转动，实现光伏板4的角度调节。

进一步优化方案，驱动部包括竖直固定连接在支架2底部中心的主轴3，主轴3穿过发电仓壳体1顶部侧壁，主轴3与发电仓壳体1转动连接，主轴3远离支架2的一端轴接有第一齿轮301，第一齿轮301啮合有第二齿轮501，第二齿轮501轴接有第一电机5，第一电机5与发电仓壳体1固定连接，第一电机5与控制器电性连接。

通过控制第一电机5，第一电机5带动第二齿轮501，第二齿轮501带动第一齿轮301转动，第一齿轮301带动主轴3转动，进而带动支架2转动，支架2带动光伏板4转动，实现光伏板4垂直方向的角度调节。

进一步优化方案，光伏板4一侧对称固定连接有第一固定块401，光伏板4另一侧对称固定连接有第二固定块403，第一固定块401、第二固定块403之间固定连接有滑杆402，清理板404两端与滑杆402滑动连接，清理板404靠近光伏板4的一侧设置有毛刷，毛刷与光伏板4表面接触。

进一步优化方案，清理驱动部包括固定连接在光伏板4底面的双轴电机12，光伏板4底面转动连接有四个皮带轮1201，任意两个共轴的皮带轮1201轴接在双轴电机12两端，位于同一平面的两个皮带轮1201外侧套设有皮带1202，皮带1202外表面与清理板404两端底面固定连接，双轴电机12与控制器电性连接。

控制器控制双轴电机12转动，双轴电机12带动皮带轮1201转动，皮带轮1201外带动皮带1202移动，最终皮带1202带动清理板404移动，清理板404上的毛刷将光伏板4上的异物清理掉。

进一步优化方案，光线追踪结构包括转动连接在第一固定块401上表面的安装块13，第二固定块403上表面转动连接有安装块13，安装块13一端轴接有霍尔角度传感器的转轴，霍尔角度传感器与第一固定块401固定连接，第一固定块401上固定连接有第三电机14，第二固定块403上固定连接有第四电机15，第三电机14、第四电机15分别与对应的霍尔角度传感器的转轴轴接，第三电机14输出轴与第四电机15输出轴相垂直，安装块13内设有光线角度感应部。

进一步优化方案，光线角度感应部包括开设在安装块13上表面的透镜安装孔1301，安装块13下表面开设有传感器安装孔1302，透镜安装孔1301与传感器安装孔1302连通，透镜安装孔1301靠近透镜安装孔1301的一端为锥形结构，锥形结构的小端朝向传感器安装孔1302，透镜安装孔1301靠近传感器安装孔1302处安装有凸透镜，传感器安装孔1302内安装有光敏传感器。

进一步优化方案，透镜安装孔1301的深度与透镜安装孔1301的直径比为10:1-12:1。本实施例优选透镜安装孔1301的深度与透镜安装孔1301的直径比为12:1，取比例越大则其检测角度的精度越高。

进一步优化方案，第三电机14、第四电机15以摆动方式运行，第三电机14、第四电机15的摆动速度为3rad/s；

支架2顶面固定连接有支撑板201。

控制器与光敏传感器、第三电机14、第四电机15电性连接，控制器控制第三电机14、第四电机15以3rad/s速度摆动，透镜安装孔1301与太阳光入射角度不平行时，由于透镜安装孔1301的深度与透镜安装孔1301的直径比为12:1，此时太阳光无法照射到凸透镜上，此时光敏传感器无法接收到光信号，当透镜安装孔1301与太阳光入射角度一致时，光敏传感器接收到光信号，并传递至控制器，控制器记录此时霍尔传感器对应的第三电机14、第四电机15角度，然后控制器将控制信号传递至第二电机和第一电机5上，控制其转动相应的角度，此时，光敏传感器接收到光信号后霍尔传感器检测到的角度值不再有增量，则判定光伏板4与太阳光保持垂直，第三电机14、第四电机15继续摆动去检测光伏板4与太阳光是否垂直。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能发电舱光伏板，其特征在于：包括发电仓壳体(1)，所述发电仓壳体(1)顶部转动连接有支架(2)，所述支架(2)一侧铰接有光伏板(4)的一端，所述支架(2)与所述光伏板(4)铰接处设有角度调节部，所述光伏板(4)上表面上方设有清理组件，所述清理组件上安装有光线追踪结构；

所述支架(2)底部中心传动连接有驱动部，所述驱动部设置在所述发电仓壳体(1)内；

所述清理组件包括滑动设置在所述光伏板(4)上表面上方的清理板(404)，所述清理板(404)两端底部连接有清理驱动部，所述清理驱动部与所述光伏板(4)固定连接；

所述光线追踪结构、驱动部、清理驱动部、角度调节部电性连接有控制器。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能发电舱光伏板，其特征在于：所述角度调节部包括固定连接在所述支架(2)一侧的第一铰接座(6)，所述第一铰接座(6)两端分别铰接有第一连杆(7)、第二连杆(8)一端，所述第二连杆(8)位于所述第一连杆(7)上方，所述第一连杆(7)长度小于所述第二连杆(8)长度，所述第一连杆(7)另一端铰接有第三连杆(9)一端，所述第二连杆(8)中部与所述第三连杆(9)中部铰接，所述第二连杆(8)另一端铰接有第四连杆(10)一端，所述第三连杆(9)、第四连杆(10)另一端铰接有第二铰接座(11)两端，所述第二铰接座(11)固定连接在所述光伏板(4)底面一侧，所述第三连杆(9)与所述第二铰接座(11)的铰接点靠近所述支架(2)设置，所述第一连杆(7)远离所述第二连杆(8)的一端设有角度调节驱动部。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能发电舱光伏板，其特征在于：所述角度调节驱动部包括第二电机，所述第二电机与所述支架(2)固定连接，所述第二电机轴接有转轴，所述转轴与所述第一铰接座(6)转动连接，所述转轴与所述第一连杆(7)远离所述第二连杆(8)的一端固定连接，所述第二电机与所述控制器电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能发电舱光伏板，其特征在于：所述驱动部包括竖直固定连接在所述支架(2)底部中心的主轴(3)，所述主轴(3)穿过所述发电仓壳体(1)顶部侧壁，所述主轴(3)与所述发电仓壳体(1)转动连接，所述主轴(3)远离所述支架(2)的一端轴接有第一齿轮(301)，所述第一齿轮(301)啮合有第二齿轮(501)，所述第二齿轮(501)轴接有第一电机(5)，所述第一电机(5)与所述发电仓壳体(1)固定连接，所述第一电机(5)与所述控制器电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能发电舱光伏板，其特征在于：所述光伏板(4)一侧对称固定连接有第一固定块(401)，所述光伏板(4)另一侧对称固定连接有第二固定块(403)，所述第一固定块(401)、第二固定块(403)之间固定连接有滑杆(402)，所述清理板(404)两端与所述滑杆(402)滑动连接，所述清理板(404)靠近所述光伏板(4)的一侧设置有毛刷，所述毛刷与所述光伏板(4)表面接触。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能发电舱光伏板，其特征在于：所述清理驱动部包括固定连接在所述光伏板(4)底面的双轴电机(12)，所述光伏板(4)底面转动连接有四个皮带轮(1201)，任意两个共轴的所述皮带轮(1201)轴接在所述双轴电机(12)两端，位于同一平面的两个所述皮带轮(1201)外侧套设有皮带(1202)，所述皮带(1202)外表面与所述清理板(404)两端底面固定连接，所述双轴电机(12)与所述控制器电性连接。

7.根据权利要求5所述的一种太阳能发电舱光伏板，其特征在于：所述光线追踪结构包括转动连接在所述第一固定块(401)上表面的安装块(13)，所述第二固定块(403)上表面转动连接有所述安装块(13)，所述安装块(13)一端轴接有霍尔角度传感器的转轴，所述霍尔角度传感器与所述第一固定块(401)固定连接，所述第一固定块(401)上固定连接有第三电机(14)，所述第二固定块(403)上固定连接有第四电机(15)，所述第三电机(14)、第四电机(15)分别与对应的所述霍尔角度传感器的转轴轴接，所述第三电机(14)输出轴与所述第四电机(15)输出轴相垂直，所述安装块(13)内设有光线角度感应部。

8.根据权利要求7所述的一种太阳能发电舱光伏板，其特征在于：所述光线角度感应部包括开设在所述安装块(13)上表面的透镜安装孔(1301)，所述安装块(13)下表面开设有传感器安装孔(1302)，所述透镜安装孔(1301)与所述传感器安装孔(1302)连通，所述透镜安装孔(1301)靠近所述传感器安装孔(1302)的一端为锥形结构，所述锥形结构的小端朝向所述传感器安装孔(1302)，所述透镜安装孔(1301)靠近所述传感器安装孔(1302)处安装有凸透镜，所述传感器安装孔(1302)内安装有光敏传感器。

9.根据权利要求8所述的一种太阳能发电舱光伏板，其特征在于：所述透镜安装孔(1301)的深度与所述透镜安装孔(1301)的直径比为10:1-12:1。

10.根据权利要求5所述的一种太阳能发电舱光伏板，其特征在于：第三电机(14)、第四电机(15)以摆动方式运行，所述第三电机(14)、第四电机(15)的摆动速度为3rad/s；

所述支架(2)顶面固定连接有支撑板(201)。

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