CN114157225A - 一种光伏太阳能板自适应调整装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏太阳能板自适应调整装置及其实现方法，涉及太阳能板调节装置技术领域，解决了太阳能板在安装后便无法进行旋转或角度调节，不能很好的适应阳光照射角度的变换从而调节，无法充分对太阳能进行转化利用的问题。一种光伏太阳能板自适应调整装置及其实现方法，包括底座，底座的上方设置有太阳能板，所述太阳能板的底端端面设置有感光元件，所述底座的中间设置有旋转调节机构，所述旋转调节机构包括旋转盘和蓄电池。本发明通过设置有感光元件、旋转调节机构和角度调节机构可以根据阳光照射角度的变化对太阳能板进行旋转和倾斜角度进行调节，使得太阳能板可以适应阳光照射角度的变化而变化，可以充分的对太阳能进行吸收和转化。

Description

一种光伏太阳能板自适应调整装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及太阳能板调节装置领域，具体为一种光伏太阳能板自适应调整装置及其实现方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，单体太阳能电池不能直接做电源使用，作电源必须将若干单体太阳能电池串、并联连接和严密封装成组件。

但是，现有的太阳能板在安装后便无法进行旋转或角度调节，不能很好的适应阳光照射角度的变换从而调节，无法充分对太阳能进行转化利用；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种光伏太阳能板自适应调整装置及其实现方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏太阳能板自适应调整装置及其实现方法，以解决上述背景技术中提出的现有的太阳能板在安装后便无法进行旋转或角度调节，不能很好的适应阳光照射角度的变换从而调节，无法充分对太阳能进行转化利用等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光伏太阳能板自适应调整装置，包括底座，底座的上方设置有太阳能板，所述太阳能板的底端端面设置有感光元件，所述底座的中间设置有旋转调节机构，所述旋转调节机构包括旋转盘和蓄电池，所述旋转盘镶嵌在底座的表面，所述旋转盘的外壁上设置有旋转齿轮，所述旋转齿轮的一侧设置有传动螺旋杆，所述传动螺旋杆的外表面设置有螺旋叶片且与旋转齿轮保持啮合，所述传动螺旋杆的一端外侧设置有螺旋杆齿轮，所述螺旋杆齿轮的一侧设置有和其啮合的旋转电机齿轮，所述旋转电机齿轮的对一端设置有旋转电机，所述旋转电机的一侧和蓄电池的一端均设置有连接线，两个所述连接线相互靠近的端部均设置有连接导体，两个所述连接导体的中间设置有活动导体，所述活动导体的一侧设置有连接杆，所述连接杆的一端设置有永磁体，所述永磁体的一侧设置有电磁铁；

所述旋转盘的表面设置有角度调节机构，所述角度调节机构包括支撑架，所述支撑架的一端两侧均设置有支撑杆，两个所述支撑杆的上端中间设置有调节连板，所述调节连板安装在太阳能板的底面，所述支撑架的另一端外侧设置有防护壳体，所述支撑架的内侧活动设置有弧形齿轮条，所述弧形齿轮条的一端贯穿支撑架的一端且与支撑架的端面保持平齐，所述防护壳体的内部设置有调节电机，所述调节电机的端部设置有传动锥齿轮，所述传动锥齿轮一侧设置有和其啮合的转换锥齿轮，所述转换锥齿轮的中间贯穿设置有支撑转轴，所述支撑转轴的一端外侧设置有调节齿轮，所述调节齿轮与弧形齿轮条啮合，所述弧形齿轮条贯穿支撑架的端部与太阳能板的中间设置有缓冲杆。

优选的，所述缓冲杆包括两个端部连接杆，两个所述端部连接杆的中间设置有中间连接杆，所述中间连接杆的端部插接在端部连接杆的一端端部内侧，所述端部连接杆的内端与中间连接杆的中间设置有缓冲弹簧。

优选的，所述支撑架的内壁上设置有支撑滑槽，所述弧形齿轮条的两侧均设置有弧形定位条，所述弧形定位条卡接在支撑滑槽内侧与支撑架滑动连接。

优选的，所述调节连板的两侧均设置有调节滑槽，所述支撑杆的上端与朝向调节连板的侧面设置有调节销，所述调节销插接在调节滑槽内侧。

优选的，所述支撑架与连接板的中间设置有辅助支架，所述辅助支架与支撑架和连接板均通过焊接固定。

优选的，所述支撑杆的底端和支撑架的端部均贯穿设置有定位孔，两个所述支撑杆与支撑架之间通过螺栓连接。

优选的，所述旋转盘的底面镶嵌设置有滚珠，所述滚珠将旋转盘底面与底座相互分离，所述旋转齿轮与底座的内壁不接触。

与现有技术相比，本发明的调节机构的有益效果是：可以在太阳随着时间的变化而阳光的照射角度出现改变时，可以对太阳能板进行平面上的旋转调节，使得太阳能板可以始终面向太阳从而接触太阳能，且同时可以对太阳能板的倾斜角度进行调节，使得太阳能板可以适应不同时间段阳光的照射角度。

一种光伏太阳能板自适应调整装置的实现方法，所述实现方法包括以下步骤：

(A)在阳光照射在太阳能板表面时，太阳能板对太阳能进行转换为电能，将电能进行收集储存，其中少量的电能会向太阳能板、电磁铁和蓄电池进行输送，感光元件在接受电能后会启动并实时接受阳光照射；

(B)在阳光光线随着太阳方位的变化，而照射角度出现变化时，此时感光元件会将信号反馈至控制终端，控制终端会对信号进行分析进行方案处理，随后电磁铁会通电并启动对永磁体进行吸附，使得永磁体带动连接杆和活动导体移动，将与两个连接导体之间错位的活动导体移动至两个连接导体的中间，使得两个连接线之间线路接通；

(C)在两个连接线接通后蓄电池通过两个连接线向旋转电机输送电源，同时调节电机会接通电源并启动，旋转电机通电启动后会带动旋转电机齿轮和螺旋杆齿轮旋转使得传动螺旋杆随着螺旋杆齿轮同步旋转，而传动螺旋杆旋转时会通过其外侧的螺纹叶片带动旋转齿轮围绕旋转盘的轴线转动，此时旋转盘会带动连接板和太阳能板整体进行旋转调节，直至太阳能板的朝向面向阳光，然后电磁铁断电活动导体复位，使得旋转电机的电源输送断开；

(D)而调节电机启动时会通过带动传动锥齿轮和转换锥齿轮旋转，使得支撑转轴带动调节齿轮围绕转换锥齿轮的轴线旋转，此时调节齿轮会带动和其啮合的弧形齿轮条运转，弧形齿轮条的一端从支撑架的端部中伸出，而神主的弧形齿轮条会将缓冲杆向上顶起，使得缓冲杆的顶端对太阳能板进行推动，使得太阳能板的底端进行移动，同时太阳能板底面连接的调节连板会随着太阳能板进行同步移动；

(E)但由于两个调节销对调节连板的限制，使得调节连板只能沿着且侧面调节滑槽的指向进行移动，使得太阳能板的倾斜角度出现改变，从而使得太阳能板可以适应阳光光线照射角度的变化，使得太阳能板对太阳能进行充分的吸收利用。

优选的，所述蓄电池、感光元件与感光元件之间电性连接，所述电磁铁和蓄电池的供电均来自太阳能板。

优选的，所述永磁体朝向电磁铁的表面设置有两个对称的复位杆，所述复位杆的一端插接在底座内壁中且与底座滑动连接，所述复位杆与永磁体连接的端部外侧设置有复位弹簧。

与现有技术相比，本发明的实现方法的有益效果是：

本发明可以根据阳光照射角度的变化对太阳能板进行旋转和倾斜角度进行调节，使得太阳能板可以在不同时间段内阳光照射角度出现改变时，进行同步调节，可以充分的对太阳能进行吸收和转化。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明整体的剖视图；

图3为本发明角度调节机构的结构示意图；

图4为本发明图2中A处的结构放大图；

图5为本发明图2中B处的结构放大图；

图6为本发明防护壳体的结构示意图；

图7为本发明旋转调节机构的局部结构示意图；

图8为本发明图7中C处的结构放大图。

图中：1、底座；2、太阳能板；3、感光元件；4、旋转调节机构；401、旋转盘；402、旋转齿轮；403、传动螺旋杆；404、螺旋杆齿轮；405、旋转电机齿轮；406、旋转电机；407、连接线；408、蓄电池；409、连接导体；410、电磁铁；411、活动导体；412、连接杆；413、永磁体；5、角度调节机构；501、连接板；502、防护壳体；503、支撑架；504、缓冲杆；5041、端部连接杆；5042、中间连接杆；5043、缓冲弹簧；505、支撑杆；506、调节连板；507、调节销；508、调节滑槽；509、弧形齿轮条；510、弧形定位条；511、调节齿轮；512、支撑转轴；513、转换锥齿轮；514、传动锥齿轮；515、调节电机。

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。

本发明所提到的旋转电机406(型号为YE2-100)和调节电机515(型号为ncv28-400-60C)均可从市场采购或私人定制获得。

请参阅图1至图8，本发明提供的一种实施例：一种光伏太阳能板自适应调整装置，包括底座1，底座1的上方设置有太阳能板2，太阳能板2的底端端面设置有感光元件3，底座1的中间设置有旋转调节机构4，旋转调节机构4包括旋转盘401和蓄电池408，旋转盘401镶嵌在底座1的表面，旋转盘401的外壁上设置有旋转齿轮402，旋转齿轮402的一侧设置有传动螺旋杆403，传动螺旋杆403的外表面设置有螺旋叶片且与旋转齿轮402保持啮合，传动螺旋杆403的一端外侧设置有螺旋杆齿轮404，螺旋杆齿轮404的一侧设置有和其啮合的旋转电机齿轮405，旋转电机齿轮405的对一端设置有旋转电机406，旋转电机406的一侧和蓄电池408的一端均设置有连接线407，两个连接线407相互靠近的端部均设置有连接导体409，两个连接导体409的中间设置有活动导体411，活动导体411的一侧设置有连接杆412，连接杆412的一端设置有永磁体413，永磁体413的一侧设置有电磁铁410；

旋转盘401的表面设置有角度调节机构5，角度调节机构5包括支撑架503，支撑架503的一端两侧均设置有支撑杆505，两个支撑杆505的上端中间设置有调节连板506，调节连板506安装在太阳能板2的底面，支撑架503的另一端外侧设置有防护壳体502，支撑架503的内侧活动设置有弧形齿轮条509，弧形齿轮条509的一端贯穿支撑架503的一端且与支撑架503的端面保持平齐，防护壳体502的内部设置有调节电机515，调节电机515的端部设置有传动锥齿轮514，传动锥齿轮514一侧设置有和其啮合的转换锥齿轮513，转换锥齿轮513的中间贯穿设置有支撑转轴512，支撑转轴512的一端外侧设置有调节齿轮511，调节齿轮511与弧形齿轮条509啮合，弧形齿轮条509贯穿支撑架503的端部与太阳能板2的中间设置有缓冲杆504。

进一步，缓冲杆504包括两个端部连接杆5041，两个端部连接杆5041的中间设置有中间连接杆5042，中间连接杆5042的端部插接在端部连接杆5041的一端端部内侧，端部连接杆5041的内端与中间连接杆5042的中间设置有缓冲弹簧5043，在弧形齿轮条509送支撑架503端部伸出对底座1进行调节时，可以降低弧形齿轮条509对底座1的调节力度，避免底座1在调节时因为受力过大出现损坏。

进一步，支撑架503的内壁上设置有支撑滑槽，弧形齿轮条509的两侧均设置有弧形定位条510，弧形定位条510卡接在支撑滑槽内侧与支撑架503滑动连接，弧形定位条510对弧形齿轮条509进行定位支撑，使得弧形齿轮条509沿着其轴心进行圆周运动而不会出现偏移。

进一步，调节连板506的两侧均设置有调节滑槽508，支撑杆505的上端与朝向调节连板506的侧面设置有调节销507，调节销507插接在调节滑槽508内侧，支撑杆505端部的调节销507可以对调节连板506的移动进行导向，使得底座1可以围绕调节销507的轴线进行倾斜角度调节。

进一步，支撑架503与连接板501的中间设置有辅助支架，辅助支架与支撑架503和连接板501均通过焊接固定，辅助支架对支撑架503进行辅助支撑，避免支撑架503因为底座1的重量过重出现折断。

进一步，支撑架503与连接板501的中间设置有辅助支架，辅助支架与支撑架503和连接板501均通过焊接固定，螺栓连接操作简单、连接稳定，在支撑杆505出现断裂或损坏时方便进行拆卸更换。

进一步，旋转盘401的底面镶嵌设置有滚珠，滚珠将旋转盘401底面与底座1相互分离，旋转齿轮402与底座1的内壁不接触，旋转盘401底面镶嵌的滚珠有效的降低旋转盘401和底座1之间的摩擦阻力，使得旋转盘401更好的进行旋转调节。

一种光伏太阳能板自适应调整装置的实现方法，实现方法包括以下步骤：

(A)在阳光照射在太阳能板2表面时，太阳能板2对太阳能进行转换为电能，将电能进行收集储存，其中少量的电能会向太阳能板2、电磁铁410和蓄电池408进行输送，感光元件3在接受电能后会启动并实时接受阳光照射；

(B)在阳光光线随着太阳方位的变化，而照射角度出现变化时，此时感光元件3会将信号反馈至控制终端，控制终端会对信号进行分析进行方案处理，随后电磁铁410会通电并启动对永磁体413进行吸附，使得永磁体413带动连接杆412和活动导体411移动，将与两个连接导体409之间错位的活动导体411移动至两个连接导体409的中间，使得两个连接线407之间线路接通；

(C)在两个连接线407接通后蓄电池408通过两个连接线407向旋转电机406输送电源，同时调节电机515会接通电源并启动，旋转电机406通电启动后会带动旋转电机齿轮405和螺旋杆齿轮404旋转使得传动螺旋杆403随着螺旋杆齿轮404同步旋转，而传动螺旋杆403旋转时会通过其外侧的螺纹叶片带动旋转齿轮402围绕旋转盘401的轴线转动，此时旋转盘401会带动连接板501和太阳能板2整体进行旋转调节，直至太阳能板2的朝向面向阳光，然后电磁铁410断电活动导体411复位，使得旋转电机406的电源输送断开；

(D)而调节电机515启动时会通过带动传动锥齿轮514和转换锥齿轮513旋转，使得支撑转轴512带动调节齿轮511围绕转换锥齿轮513的轴线旋转，此时调节齿轮511会带动和其啮合的弧形齿轮条509运转，弧形齿轮条509的一端从支撑架503的端部中伸出，而神主的弧形齿轮条509会将缓冲杆504向上顶起，使得缓冲杆504的顶端对太阳能板2进行推动，使得太阳能板2的底端进行移动，同时太阳能板2底面连接的调节连板506会随着太阳能板2进行同步移动；

(E)但由于两个调节销507对调节连板506的限制，使得调节连板506只能沿着且侧面调节滑槽508的指向进行移动，使得太阳能板2的倾斜角度出现改变，从而使得太阳能板2可以适应阳光光线照射角度的变化，使得太阳能板2对太阳能进行充分的吸收利用。

进一步，蓄电池408、感光元件3与感光元件3之间电性连接，电磁铁410和蓄电池408的供电均来自太阳能板2，通过太阳能板2对蓄电池408和电磁铁410进行供电，实现自给自足无法另外提供、节能环保。

进一步，永磁体413朝向电磁铁410的表面设置有两个对称的复位杆，复位杆的一端插接在底座1内壁中且与底座1滑动连接，复位杆与永磁体413连接的端部外侧设置有复位弹簧，可以在电磁铁410断电时失去对永磁体413的吸附时对永磁体413进行复位，使得永磁体413从两个连接导体409的中间分离。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种光伏太阳能板自适应调整装置，包括底座(1)，其特征在于：底座(1)的上方设置有太阳能板(2)，所述太阳能板(2)的底端端面设置有感光元件(3)，所述底座(1)的中间设置有旋转调节机构(4)，所述旋转调节机构(4)包括旋转盘(401)和蓄电池(408)，所述旋转盘(401)镶嵌在底座(1)的表面，所述旋转盘(401)的外壁上设置有旋转齿轮(402)，所述旋转齿轮(402)的一侧设置有传动螺旋杆(403)，所述传动螺旋杆(403)的外表面设置有螺旋叶片且与旋转齿轮(402)保持啮合，所述传动螺旋杆(403)的一端外侧设置有螺旋杆齿轮(404)，所述螺旋杆齿轮(404)的一侧设置有和其啮合的旋转电机齿轮(405)，所述旋转电机齿轮(405)的对一端设置有旋转电机(406)，所述旋转电机(406)的一侧和蓄电池(408)的一端均设置有连接线(407)，两个所述连接线(407)相互靠近的端部均设置有连接导体(409)，两个所述连接导体(409)的中间设置有活动导体(411)，所述活动导体(411)的一侧设置有连接杆(412)，所述连接杆(412)的一端设置有永磁体(413)，所述永磁体(413)的一侧设置有电磁铁(410)；

所述旋转盘(401)的表面设置有角度调节机构(5)，所述角度调节机构(5)包括支撑架(503)，所述支撑架(503)的一端两侧均设置有支撑杆(505)，两个所述支撑杆(505)的上端中间设置有调节连板(506)，所述调节连板(506)安装在太阳能板(2)的底面，所述支撑架(503)的另一端外侧设置有防护壳体(502)，所述支撑架(503)的内侧活动设置有弧形齿轮条(509)，所述弧形齿轮条(509)的一端贯穿支撑架(503)的一端且与支撑架(503)的端面保持平齐，所述防护壳体(502)的内部设置有调节电机(515)，所述调节电机(515)的端部设置有传动锥齿轮(514)，所述传动锥齿轮(514)一侧设置有和其啮合的转换锥齿轮(513)，所述转换锥齿轮(513)的中间贯穿设置有支撑转轴(512)，所述支撑转轴(512)的一端外侧设置有调节齿轮(511)，所述调节齿轮(511)与弧形齿轮条(509)啮合，所述弧形齿轮条(509)贯穿支撑架(503)的端部与太阳能板(2)的中间设置有缓冲杆(504)。

2.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能板自适应调整装置，其特征在于：所述缓冲杆(504)包括两个端部连接杆(5041)，两个所述端部连接杆(5041)的中间设置有中间连接杆(5042)，所述中间连接杆(5042)的端部插接在端部连接杆(5041)的一端端部内侧，所述端部连接杆(5041)的内端与中间连接杆(5042)的中间设置有缓冲弹簧(5043)。

3.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能板自适应调整装置，其特征在于：所述支撑架(503)的内壁上设置有支撑滑槽，所述弧形齿轮条(509)的两侧均设置有弧形定位条(510)，所述弧形定位条(510)卡接在支撑滑槽内侧与支撑架(503)滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能板自适应调整装置，其特征在于：所述调节连板(506)的两侧均设置有调节滑槽(508)，所述支撑杆(505)的上端与朝向调节连板(506)的侧面设置有调节销(507)，所述调节销(507)插接在调节滑槽(508)内侧。

5.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能板自适应调整装置，其特征在于：所述支撑架(503)与连接板(501)的中间设置有辅助支架，所述辅助支架与支撑架(503)和连接板(501)均通过焊接固定。

6.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能板自适应调整装置，其特征在于：所述支撑杆(505)的底端和支撑架(503)的端部均贯穿设置有定位孔，两个所述支撑杆(505)与支撑架(503)之间通过螺栓连接。

7.根据权利要求2所述的一种光伏太阳能板自适应调整装置，其特征在于：所述旋转盘(401)的底面镶嵌设置有滚珠，所述滚珠将旋转盘(401)底面与底座(1)相互分离，所述旋转齿轮(402)与底座(1)的内壁不接触。

8.一种光伏太阳能板自适应调整装置的实现方法，其特征在于：所述实现方法包括以下步骤：

(A)在阳光照射在太阳能板(2)表面时，太阳能板(2)对太阳能进行转换为电能，将电能进行收集储存，其中少量的电能会向太阳能板(2)、电磁铁(410)和蓄电池(408)进行输送，感光元件(3)在接受电能后会启动并实时接受阳光照射；

(B)在阳光光线随着太阳方位的变化，而照射角度出现变化时，此时感光元件(3)会将信号反馈至控制终端，控制终端会对信号进行分析进行方案处理，随后电磁铁(410)会通电并启动对永磁体(413)进行吸附，使得永磁体(413)带动连接杆(412)和活动导体(411)移动，将与两个连接导体(409)之间错位的活动导体(411)移动至两个连接导体(409)的中间，使得两个连接线(407)之间线路接通；

(C)在两个连接线(407)接通后蓄电池(408)通过两个连接线(407)向旋转电机(406)输送电源，同时调节电机(515)会接通电源并启动，旋转电机(406)通电启动后会带动旋转电机齿轮(405)和螺旋杆齿轮(404)旋转使得传动螺旋杆(403)随着螺旋杆齿轮(404)同步旋转，而传动螺旋杆(403)旋转时会通过其外侧的螺纹叶片带动旋转齿轮(402)围绕旋转盘(401)的轴线转动，此时旋转盘(401)会带动连接板(501)和太阳能板(2)整体进行旋转调节，直至太阳能板(2)的朝向面向阳光，然后电磁铁(410)断电活动导体(411)复位，使得旋转电机(406)的电源输送断开；

(D)而调节电机(515)启动时会通过带动传动锥齿轮(514)和转换锥齿轮(513)旋转，使得支撑转轴(512)带动调节齿轮(511)围绕转换锥齿轮(513)的轴线旋转，此时调节齿轮(511)会带动和其啮合的弧形齿轮条(509)运转，弧形齿轮条(509)的一端从支撑架(503)的端部中伸出，而神主的弧形齿轮条(509)会将缓冲杆(504)向上顶起，使得缓冲杆(504)的顶端对太阳能板(2)进行推动，使得太阳能板(2)的底端进行移动，同时太阳能板(2)底面连接的调节连板(506)会随着太阳能板(2)进行同步移动；

(E)但由于两个调节销(507)对调节连板(506)的限制，使得调节连板(506)只能沿着且侧面调节滑槽(508)的指向进行移动，使得太阳能板(2)的倾斜角度出现改变，从而使得太阳能板(2)可以适应阳光光线照射角度的变化，使得太阳能板(2)对太阳能进行充分的吸收利用。

9.根据权利要求8所述的一种光伏太阳能板自适应调整装置的实现方法，其特征在于：所述蓄电池(408)、感光元件(3)与感光元件(3)之间电性连接，所述电磁铁(410)和蓄电池(408)的供电均来自太阳能板(2)。

10.根据权利要求8所述的一种光伏太阳能板自适应调整装置的实现方法，其特征在于：所述永磁体(413)朝向电磁铁(410)的表面设置有两个对称的复位杆，所述复位杆的一端插接在底座(1)内壁中且与底座(1)滑动连接，所述复位杆与永磁体(413)连接的端部外侧设置有复位弹簧。

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